D0I:10.13374/j.issn1001-053x.2001.05.009 第23卷第5期 北京科技大学学报 VoL23 No.5 2001年10月 Journal of University of Science and Technology Beijing 0ct2001 冷却速率对连铸保护渣结晶性能的影响 舒俊”金山同)张丽)曹卫文)宋任波2)王向光) 1)北京科技大学治金学院，北京1000832)中元环境工程有限公司，苏州215143 摘要采用WCT-2型差热分析天平和LETZ光学显微镜（配有1350℃高温热台），研究了 冷却速率对连，保护渣结晶性能的影响.研究结果表明：随冷却速率提高，保护渣的结晶温度 显著降低，结晶率降低，晶体尺寸诚小，晶形也有很大改变. 关键词冷却速率：连帱保护渣；结晶性能 分类号TF777 实际连铸操作中，保护渣在钢水表面熔化， 指的结晶温度是工程概念，即指保护渣熔渣由 液渣流人结晶器和铸坯之间，冷却后形成渣膜. 高温冷却过程中开始析出晶体的温度，在此对 在正常情况下，结晶器热面的温度应保持在 应于外推起始温度T,T,T,则分别对应于结晶 300℃以下，结晶器内铸坯表面的温度介于钢液 速度最大的温度及结晶的终止温度 的液相线温度与1150-850℃之间.由于结晶器 表1试验用渣的化学成分（质量分散） 壁与坯壳表面的温度相差如此大，熔渣流人后 Table 1 Chemical compositions of tested slags% 各部位的冷却速率有非常大的差异.例如，液渣 渣号 CaO SiO, Na:O/K:O F 与水冷铜结晶器接触处冷却速率超过100℃s, A 43.9 37.8 8.0 6.0 而液渣与坯壳接触处的冷却速率低于1℃s. B 39.0 30.0 6.5 9.0 渣号 Al20, Mgo LiO FeO, 近几年，有少数研究者发现，结晶相的数 A 0.34 0.68 一 0.13 量和形态在极大程度上取决于冷却速率，为此， B 7.4 1.1 一 有必要研究冷却速率与保护渣结晶性能之间的 关系，从而更深人地了解连铸条件下结晶器与 采用LETZ岩相矿相显微镜（配有1350℃ 铸坯间渣膜的性状. 的高温热台)，在冷却速率分别为10,100,200 ℃min的条件下，直接观察B渣的结晶过程.将 1试验方法 盛渣样的坩埚在箱式电阻炉中加热到1300℃， 试验用A渣和B渣的化学成分见表1. 保温1h,然后将熔渣倾倒在不锈钢板上急冷至 采用WCT-2型差热分析天平，在冷却速率 室温，将玻璃上的渣磨制成6.5mm×2.0mm的 分别为10,30和50℃/min的条件下测量A渣的 光片.将制好的试样放入高温热台专用的铂金 结晶温度.取A渣约25mg,放人差热分析天平 坩埚内（坩埚底部垫有ZO2片），放在LETZ岩 专用的刚玉坩埚内，以30℃/min的升温速率由 相显徽镜的高温热台上，以60℃min的速率升 室温加热到1300℃，保温30min,然后以一定的 温至1300℃，保温10min,再以一定的速率冷却 冷却速率降温至700℃.当保护渣冷却到某一 至室温.采用A气保护，同时通有冷却水.在 温度出现结晶时，就会出现放热现象，差热分析 200倍偏光显微镜下观察试样的结晶过程，并 曲线相应地出现放热峰.保护渣的结晶发生在 拍摄结晶过程中发生的重要现象， 一个温度范围内，结晶放热峰相应地有外推起 始温度T、峰顶温度TM和终止温度T。.一般所 2结果与讨论 收稿日期2000-11-12舒使女，28岁，博士生 21冷却速率对保护渣结晶温度的影响 ★国家九五攻关课题CNo.95-5250301-02) 图1为A渣在不同冷却速率下的DTA曲第 第 期 加 年 月 北 京 科 技 大 学 学 报 几目 加 触毗 飞伙 】州口 恤 丫 肠 冷却速率对连铸保护渣结晶性能的影响 舒 俊 ” 金山 同 ” 张 丽 ” 曹卫文 ，宋任波 ，王 向光 ， 北京科技大学冶金学院 ， 北京 加 中元环境工程有限公司 ， 苏州 摘 要 采用 型差热分析天平 和 汀 光学显微镜 配有 ℃ 高温热 台 ， 研究了 冷却速率对连铸保护渣结晶性能的影响 研究结果表明 随冷却速率提高 ， 保护渣 的结晶温度 显著降低 ， 结晶率降低 ， 晶体尺 寸减小 ， 晶形也有很大改变 关健词 冷却速率 连铸保护渣 结晶性能 分类号 实际连铸操作 中 ， 保护渣在钢水表面熔化 ， 液渣流人结晶器和铸坯之间 ， 冷却后形成渣膜 在正 常情 况 下 ， 结 晶器热 面 的温 度应 保持在 ℃ 以下 ， 结晶器 内铸坯表面 的温度介于钢液 的液相线温度 与 ℃ 之间 由于结 晶器 壁与坯壳表面的温度相差如此大 ， 熔渣 流人后 各部位 的冷却速率有非常大的差异 例如 ， 液渣 与水冷铜结晶器接触处冷却速率超过 ℃ ， 而液渣 与坯壳接触处 的冷却速率低于 ℃ 近几年 ， 有少数研究者发现 ， 结 晶相 的数 量和形态在极大程度上取决于冷却速率 为此 ， 有必要研究冷却速率与保护渣结晶性能之间 的 关系 ， 从而更深人地 了解连铸条件下结 晶器与 铸坯间渣膜 的性状 指 的结 晶温度是 工程概念 ， 即指保护渣熔渣 由 高温冷却过程 中开始析 出晶体的温度 ， 在此对 应 于外推起始温度 几 ， 几 ， 则分别对应 于结晶 速度最大的温度及结 晶的终止温度 衰 试脸用涟的化学成分‘质，分傲 介 、 七 恤 两 ” 以曰 ， ， ， 渣号 渣号 巴曰兽曰 目曰 氏 一 一 试验方法 试验用 渣 和 渣 的化学成分见表 采用 一 型 差热分析天平 ， 在冷却速率 分别为 ， 和 ℃ 的条件下测量 渣 的 结晶温度 取 渣约 ， 放人差热分析天平 专用 的刚玉 增竭 内 ， 以 ℃八 加 的升温速率 由 室温加热到 ℃ ， 保温 ， 然后 以一定的 冷却速率降温至 ℃ 当保护渣冷却到某一 温度 出现结晶时 ， 就会出现放热现象 ， 差热分析 曲线相应地 出现放热峰 保护渣 的结 晶发生 在 一 个温度 范 围内 ， 结 晶放热峰相应地有外推起 始温度 几 、 峰顶温度 几 和终止温度 。 一般所 收稿 日期 以沁 卜 舒俊 女 ， 岁 ， 博士 生 国家九五攻关课题困 一 刁 刁 刁 采用 岩相矿相显微镜 配有 ℃ 的高温热 台 ， 在冷却速率分别为 ， ， ℃ 的条件下 ， 直接观察 渣 的结晶过程 将 盛渣样 的增涡在箱式 电阻炉 中加热到 ℃ ， 保温 ， 然后将熔渣倾倒在不 锈钢板上急冷至 室温 ， 将玻璃上 的渣磨制成杯 、 的 光片 将制好 的试样放人高温热台专用 的铂金 增祸 内 柑祸底部垫有 到〕 片 ， 放在 仃 岩 相显 微镜 的高温热 台上 ， 以 ℃ 的速率升 温至 ℃ ， 保温 ， 再以一定的速率冷却 至 室温 采用 气保护 ， 同时通有冷却水 在 倍偏光显微镜下观察试样 的结晶过程 ， 并 拍摄结 晶过程 中发生 的重要现象 结果与讨论 冷却速 对保护渣结晶通度的影响 图 为 渣 在不 同冷却速率下 的 曲 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．2001．05．009