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D0I:10.13374/i.i8sn1001-t53.2010.03.006 第32卷第3期 北京科技大学学报 Vol 32 No 3 2010年3月 Journal of Un iversity of Science and Technology Beijng Mar.2010 TⅰO2对连铸保护渣非等温结晶过程的影响 冀成庆2)谢兵)雷云1)刁江12)齐飞3) 1)重庆大学材料科学与工程学院，重庆4000442)重庆大学重庆市冶金工程重点实验室，重庆400044 3)中治京诚工程技术有限公司，北京100176 摘要采用热丝法、X射线衍射(XRD)以及矿相方法研究TD2对保护渣非等温结晶过程的影响.结果表明：枪晶石是含钛 保护渣的主要物相.在综合碱度为1.3的基础渣中加入质量分数%~%TD2后，随着TD2的加入，渣样开始析出了少量 的CSD4、C®Al(ASiO,)、C®SD2F2和CaTD3晶体.虽然加入TD2,促进了析晶种类的增加，但保护渣的结晶过程的时间 延长，且保护渣的结晶速率和结晶率降低·因此，加入TD2后，抑制了保护渣的析晶，从而保证在控制渣膜热流的前提下，提 高玻璃态的比例以改善润滑· 关键词保护渣；结晶；非等温；连铸 分类号TF777.1 Effects of Ti O2 on non isothem al crystallization process of casting m ol fluxes JI Cheng qing3),XIE Bing3.LEI Yun2,DIAO Jiang2.QI Fe 1)College of Materials Science and Engineerng Chongqng University Chongqing 400044.China 2)Chongqing Key Laboratory ofMetallgical Engineering Chongring University Chongqing 400044.China 3)CERIEngneering Technology Co.Ld,Beijing 100176.China ABSTRACT The nonisothemal crystallization behavior ofmol fluxes bearing various TD:was studied by using the single hot ther mocouple echnique The m ineral camponents of the mol fuxes were analyzed by X-ray diffraction (XRD)and m icroscopically ob- served by m ine phase m icroscope The results indicate that cuspidine is the main phase of the casting mold fuxes W ith a certain amount ofTD2 (2 to8%)added in to the mold fhxes at high basicity (R=1.3).the phase precipitation increases Small amount of Ca SD CaAl(A iO7).Ca SD2 F2 and CaT Ds are crystallized While the tie of crystallization process of the moll fluxes is lengthened the crystallization ratio and crystallization rate of the mol fluxes is decreased Thus crystallization of the mol flxes is inhibited leading to mprovenent in the glass property and the lubrication bewween casting strands and molls in view of the heat flow control of slag fims KEY W ORDS mol fluxes crystallization:nonisothemal casting 自20世纪90年代以来，冶金工作者在实践中 在保持保护渣黏度特性不变的基础上，添加 逐步认识到保护渣结晶性能的重要性，发现采用结 T02能较好地控制和降低渣膜的热量传递).另 晶性能良好的保护渣时，结晶器壁与铸坯间的热流 外，TD具有明显降低渣膜红外透过率的作用3-)， 量诚小，能防止铸坯（特别是中碳钢）表面纵裂的发 从而降低了渣膜红外辐射传热能力·通过研究TD2 生；但同时会增大固体渣膜与结晶器接触的摩擦力， 对连铸保护渣结晶特性的影响规律，有可能在不提 使液体渣膜的剪切应力增大，渣膜的润滑条件恶化， 高渣膜结晶率和结晶温度的条件下，降低渣膜红外 不利于拉坯速度的提高山.因此，如何协调铸坯传 辐射传热能力，达到既保证润滑又控制渣膜传热能 热与润滑之间的矛盾，是近年来保护渣研究的重要 力的目的 环节，也是连铸保护渣理论中亟待完善的重要课题 铸坯和结晶器壁之间液态渣膜的结晶性能对保 收稿日期：2009-07-20 基金项目：国家自然科学基金资助项目(No50474024):教有部博士点基金资助项目(N。200806110006) 作者简介：冀成庆(1985)，男，硕士研究生：谢兵(1957-)教授，博士生导师，Email bing严i@ccdm第 32卷 第 3期 2010年 3月 北 京 科 技 大 学 学 报 ＪｏｕｒｎａｌｏｆＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＢｅｉｊｉｎｇ Ｖｏｌ．32Ｎｏ．3 Ｍａｒ．2010 ＴｉＯ2 对连铸保护渣非等温结晶过程的影响 冀成庆 12） 谢 兵 12） 雷 云 12） 刁 江 12） 齐 飞 3） 1） 重庆大学材料科学与工程学院重庆 400044 2） 重庆大学重庆市冶金工程重点实验室重庆 400044 3） 中冶京诚工程技术有限公司北京 100176 摘 要 采用热丝法、Ｘ射线衍射 （ＸＲＤ）以及矿相方法研究 ＴｉＯ2对保护渣非等温结晶过程的影响．结果表明：枪晶石是含钛 保护渣的主要物相．在综合碱度为 1∙3的基础渣中加入质量分数 2％ ～8％ ＴｉＯ2 后随着 ＴｉＯ2 的加入渣样开始析出了少量 的 Ｃａ2ＳｉＯ4、Ｃａ2Ａｌ（ＡｌＳｉ7Ｏ7）、Ｃａ2ＳｉＯ2Ｆ2和 ＣａＴｉＯ3晶体．虽然加入 ＴｉＯ2促进了析晶种类的增加但保护渣的结晶过程的时间 延长且保护渣的结晶速率和结晶率降低．因此加入 ＴｉＯ2后抑制了保护渣的析晶从而保证在控制渣膜热流的前提下提 高玻璃态的比例以改善润滑． 关键词 保护渣；结晶；非等温；连铸 分类号 ＴＦ777∙1 ＥｆｆｅｃｔｓｏｆＴｉＯ2ｏｎｎｏｎｉｓｏｔｈｅｒｍａｌｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆｃａｓｔｉｎｇｍｏｌｄｆｌｕｘｅｓ ＪＩＣｈｅｎｇ-ｑｉｎｇ 12）ＸＩＥＢｉｎｇ 12）ＬＥＩＹｕｎ 12）ＤＩＡＯＪｉａｎｇ 12）ＱＩＦｅｉ 3） 1） ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｈｏｎｇｑｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＣｈｏｎｇｑｉｎｇ400044Ｃｈｉｎａ 2） ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＭｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｈｏｎｇｑｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＣｈｏｎｇｑｉｎｇ400044Ｃｈｉｎａ 3） ＣＥＲＩＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏ．Ｌｔｄ．Ｂｅｉｊｉｎｇ100176Ｃｈｉｎａ ＡＢＳＴＲＡＣＴ ＴｈｅｎｏｎｉｓｏｔｈｅｒｍａｌｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｍｏｌｄｆｌｕｘｅｓｂｅａｒｉｎｇｖａｒｉｏｕｓＴｉＯ2ｗａｓｓｔｕｄｉｅｄｂｙｕｓｉｎｇｔｈｅｓｉｎｇｌｅｈｏｔｔｈｅｒ- ｍｏｃｏｕｐｌｅｔｅｃｈｎｉｑｕｅ．ＴｈｅｍｉｎｅｒａｌｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｏｆｔｈｅｍｏｌｄｆｌｕｘｅｓｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄｂｙＸ-ｒａｙｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ （ＸＲＤ） ａｎｄｍｉｃｒｏｓｃｏｐｉｃａｌｌｙｏｂ- ｓｅｒｖｅｄｂｙｍｉｎｅ-ｐｈａｓｅｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｃｕｓｐｉｄｉｎｅｉｓｔｈｅｍａｉｎｐｈａｓｅｏｆｔｈｅｃａｓｔｉｎｇｍｏｌｄｆｌｕｘｅｓ．Ｗｉｔｈａｃｅｒｔａｉｎ ａｍｏｕｎｔｏｆＴｉＯ2（2％ ｔｏ8％ ） ａｄｄｅｄｉｎｔｏｔｈｅｍｏｌｄｆｌｕｘｅｓａｔｈｉｇｈｂａｓｉｃｉｔｙ（ΣＲ＝1∙3）ｔｈｅｐｈａｓｅｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｉｎｃｒｅａｓｅｓ．Ｓｍａｌｌａｍｏｕｎｔ ｏｆＣａ2ＳｉＯ4Ｃａ2Ａｌ（ＡｌＳｉ7Ｏ7）Ｃａ2ＳｉＯ2Ｆ2ａｎｄＣａＴｉＯ3ａｒｅｃｒｙｓｔａｌｌｉｚｅｄ．Ｗｈｉｌｅｔｈｅｔｉｍｅｏｆｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆｔｈｅｍｏｌｄｆｌｕｘｅｓｉｓ ｌｅｎｇｔｈｅｎｅｄｔｈｅｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎｒａｔｉｏａｎｄｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎｒａｔｅｏｆｔｈｅｍｏｌｄｆｌｕｘｅｓｉｓｄｅｃｒｅａｓｅｄ．Ｔｈｕｓｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｍｏｌｄｆｌｕｘｅｓｉｓ ｉｎｈｉｂｉｔｅｄｌｅａｄｉｎｇｔｏｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｉｎｔｈｅｇｌａｓｓｐｒｏｐｅｒｔｙａｎｄｔｈｅｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｃａｓｔｉｎｇｓｔｒａｎｄｓａｎｄｍｏｌｄｓｉｎｖｉｅｗｏｆｔｈｅｈｅａｔｆｌｏｗ ｃｏｎｔｒｏｌｏｆｓｌａｇｆｉｌｍｓ． ＫＥＹＷＯＲＤＳ ｍｏｌｄｆｌｕｘｅｓ；ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ；ｎｏｎｉｓｏｔｈｅｒｍａｌ；ｃａｓｔｉｎｇ 收稿日期：2009--07--20 基金项目：国家自然科学基金资助项目 （Ｎｏ．50474024）；教育部博士点基金资助项目 （Ｎｏ．200806110006） 作者简介：冀成庆 （1985— ）男硕士研究生；谢 兵 （1957— ）教授博士生导师Ｅ-ｍａｉｌ：ｂｉｎｇｘｉｅ＠ｃｑｕ．ｅｄｕ．ｃｎ 自 20世纪 90年代以来冶金工作者在实践中 逐步认识到保护渣结晶性能的重要性发现采用结 晶性能良好的保护渣时结晶器壁与铸坯间的热流 量减小能防止铸坯 （特别是中碳钢 ）表面纵裂的发 生；但同时会增大固体渣膜与结晶器接触的摩擦力 使液体渣膜的剪切应力增大渣膜的润滑条件恶化 不利于拉坯速度的提高 ［1］．因此如何协调铸坯传 热与润滑之间的矛盾是近年来保护渣研究的重要 环节也是连铸保护渣理论中亟待完善的重要课题． 在保持保护渣黏度特性不变的基础上添加 ＴｉＯ2能较好地控制和降低渣膜的热量传递 ［2］．另 外ＴｉＯ2具有明显降低渣膜红外透过率的作用 ［3--5］ 从而降低了渣膜红外辐射传热能力．通过研究 ＴｉＯ2 对连铸保护渣结晶特性的影响规律有可能在不提 高渣膜结晶率和结晶温度的条件下降低渣膜红外 辐射传热能力达到既保证润滑又控制渣膜传热能 力的目的． 铸坯和结晶器壁之间液态渣膜的结晶性能对保 DOI :10．13374／j．issn1001—053x．2010．03．006