第6期 王欢等：含铝TRP钢结晶器保护渣黏度特性 ·727° 续表1 质量分数% WA4)/ 组别 编号 R SO Cao A]O M Na O MrO LiO w(s0) 3497 450 20 1.5 10 10 65 057 055 31.89 7.59 20 1.5 10 10 65 2 063 00 E 29.30 10.17 场 1.5 10 10 65 068 085 4 27.11 1237 20 1.5 10 10 65 2 074 1.00 5 2521 1426 20 1.5 10 10 65 079 1.15 3175 272 25 1.5 10 10 65 2 079 055 2 2895 5.53 25 1.5 10 10 65 2 086 0刀 2660 7.87 25 1.5 10 10 65 2 094 085 2461 9.87 25 1.5 10 10 65 32 1.02 1.00 2289 11.59 25 15 10 10 65 1.09 1.15 2852 095 30 1.5 10 10 65 L.05 055 2601 347 30 1.5 10 10 65 1.15 00 3 2390 5.58 30 1.5 lo 10 65 1.26 Q85 2211 7.37 30 1.5 10 10 65 2 1.36 1.00 5 2056 891 30 15 10 10 65 2 1.46 1.15 1.2实验方法 式中，7为保护渣黏度，Pa§E为黏性活化能 保护渣的黏度采用柱体旋转黏度计进行测量， kmoT;R为摩尔气体常量：T为热力学温度，KB 如图1所示.实验在M⑤高温炉内进行，高温炉 为频率因子.由黏度温度曲线的斜率可求得保护 底部采用Pt10Rh/P热电偶控温. 渣的黏性活化能 黏度计 2实验结果与讨论 2.1A!O含量对A上TRP钢保护渣黏度的影响 耐火材料 A!Q含量对实验渣系黏度的影响如图2所 石墨测头 示.从图中可以看出：当A!Q质量分数由3%增加 发热器 到1%时，碱度R1的保护渣的黏度随之先增大 液渣 铝制炉管 再减小，B1的保护渣黏度变化不大：当A)Q的 质量分数由1%增加到30%时，保护渣的黏度随之 热电偶铝制套管 快速增大. 图1旋转黏度计示意图 Fg Ske tch map of rotating viscosm erer A:R=0.55 08 B:K=0.70 炉温升至1200℃时开始预热石墨坩埚，温度再 CR=0.85 0.6 DR=1.00 次升至12000时，将250经过碾磨、过筛的粉状保 R=115 护渣加入坩埚，并将炉温升至1400℃保温10m识 0.4 ● 以保证试样完全溶解充分搅拌后逐步冷却，在 1300℃时恒温测量各保护渣的黏度.计算机每次 0.2 自动采集连续20个标准偏差不大于0005Pa的 黏度数据，取平均值作为保护渣的黏度，保证最终黏 48121620242832 A山，0，的质量分数保 度误差小于0.015Pas 图2黏度随A,Q3含量的变化 当保护渣完全熔化后将炉温升至1400℃，按照 Fig 2 Variation of viscosit with AlO contet 3℃。m订'的降温速率连续测定黏度，得到黏度温 度曲线.在高温线性变化区，黏度与温度之间关系 A!Q在熔渣中是典型的两性化合物，对黏度 遵循Ahmu方程： 的影响较复杂1.在1300℃的高温硅酸盐熔体中 存在[AD]二四面体、【AD]八面体和自由态 (1) (的反应平衡：第 6期 王 欢等:含铝 TRIP钢结晶器保护渣黏度特性 续表 1 组别 编号 质量分数 /% SiO2 CaO Al2 O3 MgO F- Na2 O MnO Li2O w(Al2O3)/ w(SiO2) R E 1 34.97 4.50 20 1.5 10 10 6.5 2 0.57 0.55 2 31.89 7.59 20 1.5 10 10 6.5 2 0.63 0.70 3 29.30 10.17 20 1.5 10 10 6.5 2 0.68 0.85 4 27.11 12.37 20 1.5 10 10 6.5 2 0.74 1.00 5 25.21 14.26 20 1.5 10 10 6.5 2 0.79 1.15 F 1 31.75 2.72 25 1.5 10 10 6.5 2 0.79 0.55 2 28.95 5.53 25 1.5 10 10 6.5 2 0.86 0.70 3 26.60 7.87 25 1.5 10 10 6.5 2 0.94 0.85 4 24.61 9.87 25 1.5 10 10 6.5 2 1.02 1.00 5 22.89 11.59 25 1.5 10 10 6.5 2 1.09 1.15 G 1 28.52 0.95 30 1.5 10 10 6.5 2 1.05 0.55 2 26.01 3.47 30 1.5 10 10 6.5 2 1.15 0.70 3 23.90 5.58 30 1.5 10 10 6.5 2 1.26 0.85 4 22.11 7.37 30 1.5 10 10 6.5 2 1.36 1.00 5 20.56 8.91 30 1.5 10 10 6.5 2 1.46 1.15 1.2 实验方法 保护渣的黏度采用柱体旋转黏度计进行测量 , 如图 1所示 .实验在 MoSi2 高温炉内进行, 高温炉 底部采用 Pt--10Rh/Pt热电偶控温 . 图 1 旋转黏度计示意图 Fig.1 Sketchmapofrotatingviscosimeter 炉温升至 1200℃时开始预热石墨坩埚,温度再 次升至 1 200 ℃时 ,将 250g经过碾磨 、过筛的粉状保 护渣加入坩埚, 并将炉温升至 1 400 ℃保温 10 min, 以保证试样完全溶解, 充分搅拌后逐步冷却 , 在 1 300℃时恒温测量各保护渣的黏度.计算机每次 自动采集连续 20个标准偏差不大于 0.005 Pa·s的 黏度数据,取平均值作为保护渣的黏度,保证最终黏 度误差小于 0.015 Pa·s. 当保护渣完全熔化后将炉温升至 1400℃,按照 3 ℃·min -1的降温速率连续测定黏度 , 得到黏度--温 度曲线 .在高温线性变化区 , 黏度与温度之间关系 遵循 Arrhenius方程: lnη= E RT +lnB (1) 式中, η为保护渣黏度 , Pa· s;E为黏性活化能, kJ·mol -1;R为摩尔气体常量;T为热力学温度 , K;B 为频率因子.由黏度--温度曲线的斜率可求得保护 渣的黏性活化能. 2 实验结果与讨论 2.1 Al2O3 含量对 Al--TRIP钢保护渣黏度的影响 Al2 O3 含量对实验渣系黏度的影响如图 2 所 示.从图中可以看出:当 Al2 O3 质量分数由 3%增加 到 17%时,碱度 R<1的保护渣的黏度随之先增大 再减小, R≥1的保护渣黏度变化不大 ;当 Al2 O3 的 质量分数由 17%增加到 30%时 ,保护渣的黏度随之 快速增大 . 图 2 黏度随 Al2O3 含量的变化 Fig.2 VariationofviscositywithAl2O3content Al2 O3 在熔渣中是典型的两性化合物, 对黏度 的影响较复杂 [ 11] .在 1 300 ℃的高温硅酸盐熔体中 存在 [ AlO4 ] 5 -四面体、[ AlO6 ] 9 -八面体和自由态 O 2 -的反应平衡: · 727·