D01:10.13374j.isml00103x2006.11.004 第28卷第11期 北京科技大学学报 Vol.28 No.11 2006年11月 Journal of University of Science and Technology Beijing Now.2006 保护渣对连铸二冷水中氟含量的影响 王 谦1)王平1) 何生平)解丹)Z.S.L2 K.C.Mills2) 1)重庆大学材料科学与工程学院。重庆4000442)英国帝国理工学院。伦敦SW72A☑，英国 摘要调查了使用不同氟含量保护渣时连铸二冷水中质量浓度的变化.并在实验室研究了 保护渣组分及保护渣在水中的浸泡时间对水浸液中F一质量浓度的影响.研究结果表明，A厂使 用低氟保护渣.二冷水中F一质量浓度增幅为1.2~243mg°L-!水样呈中性：B厂使用高氟保护 渣。二冷水中F一质量浓度增幅为579mgL,水样呈酸性.保护渣中氟含量越高，保护渣在水中 的浸泡时间越长，渣中氟向水中的转移量就越多.控制保护渣中氟不超过2%，有利于减弱保护渣 氟的浸出对二冷水的危害.在研究的组成范围内，碱度CaO/SiO2和Li20对渣中氟的浸出无明显 影响.增加保护渣中B203含量，有利于降低保护渣中氟在二冷水中的浸出. 关键词保护渣：氯离子：水污染：生态技术 分类号TF777 连铸保护渣中加入CaF,和NaF等氟化物对 水中的氟含量，并在实验室通过保护渣熔渣水浸 调节保护渣的粘度、结晶性能起着重要作用.常 实验，研究了保护渣组分对氟浸出量的影响.这 规板坯连铸及方坯高拉速连铸用保护渣，氟含量 些研究有助于协调处理保护渣对二冷水的污染问 一般在4%~12%.含氟高的保护渣，不仅对水口 题. 的侵蚀作用强！，而且这些保护渣在使用过程中 放出氟化物习，超过一定含量后会污染和危害环 1 研究方法 境.Alexander9等研究了保护渣释放的气体 11工厂调查 氟化物，Morita等)指出保护渣中的氟溶入二冷 对国内两家钢厂连铸机冷却水进行取样分 水，使得二冷水呈酸性而加剧了连铸设备的腐蚀. 析.A厂有一台方坯连铸机(A1#)和一台板坯连 为减小保护渣中氟的危害，近年来人们提出了降 铸机(A2)使用保护渣浇铸，B厂有两台方坯连 低保护渣氟含量的许多措施.但是，氟含量过低 铸机使用油润滑和一台板坯连铸机(B1#)使用保 则保护渣物性稳定性减弱，直接危害连铸工艺的 护渣浇铸.连铸机工艺参数见表1.分别在连铸 稳定顺行.针对不同连铸生产厂，在满足环保要 机结晶器下口足辊下方、铸机下沟槽、二冷水处理 求前提下，寻求保护渣中允许的最高氟含量上限， 站进口和出口各处用聚乙烯塑料瓶接取（接水时 是协调保护渣治金功能和环境特性的重要技术途 间为5~10min)或提取水样，取水位置见表2，各 径.为此，本文调查了连铸生产中正常使用的不 铸机使用的保护渣成分及性能见表3. 同氟含量保护渣，取样测试了结晶器下口处二冷 表1连铸机工艺参数 Table 1 Process parameters of continuus casting machines in plant A and B 铸机 浇注钢种 铸坯尺寸 拉坯速度/(m"min-l) 保护渣编号 渣耗/(kg一) A1铸机 Q235 150mm×150mm 265 C-2 056 A2铸机 16M nR 240 mmX 1400mm 085 C-1 050 B1铸机 16Mn0235 150mm×820mm 150 WZ-3 058 用国家环境监测标准规定的，适合于测定地 收稿日期：2005-11-28修回日期：200606-10 基金项目：国家自然科学基金和宝钢联合基金资助项目(N。· 表水、地下水和工业废水中氟的离子选择电极 50474023) 法8，测定各水样中的氟离子(P)含量.测试在 作者简介9珏-2谦rg96ma男，l载操i博burnal Electronic Publishing House.All rights reserved. http://www.cnki.ne保护渣对连铸二冷水中氟含量的影响 王 谦1) 王 平1) 何生平1) 解 丹1) Z .S .Li 2) K .C .Mills 2) 1)重庆大学材料科学与工程学院, 重庆 400044 2)英国帝国理工学院, 伦敦 SW72AZ , 英国 摘 要 调查了使用不同氟含量保护渣时连铸二冷水中 F -质量浓度的变化, 并在实验室研究了 保护渣组分及保护渣在水中的浸泡时间对水浸液中 F -质量浓度的影响.研究结果表明, A 厂使 用低氟保护渣, 二冷水中 F -质量浓度增幅为 1.2 ～ 24.3 mg·L -1 , 水样呈中性;B 厂使用高氟保护 渣, 二冷水中 F -质量浓度增幅为 57.9 mg·L -1 , 水样呈酸性.保护渣中氟含量越高, 保护渣在水中 的浸泡时间越长, 渣中氟向水中的转移量就越多.控制保护渣中氟不超过 2 %, 有利于减弱保护渣 氟的浸出对二冷水的危害.在研究的组成范围内, 碱度 CaO/SiO2 和 Li2O 对渣中氟的浸出无明显 影响.增加保护渣中 B2O3 含量, 有利于降低保护渣中氟在二冷水中的浸出. 关键词 保护渣;氟离子;水污染;生态技术 分类号 TF777 收稿日期:2005 11 28 修回日期:2006 06 10 基金项目:国家自然科学基金和宝钢联合基金资助项目(No . 50474023) 作者简介:王 谦(1967—), 男, 副教授, 博士 连铸保护渣中加入 CaF2 和 NaF 等氟化物对 调节保护渣的粘度 、结晶性能起着重要作用 .常 规板坯连铸及方坯高拉速连铸用保护渣 ,氟含量 一般在4 %～ 12 %.含氟高的保护渣,不仅对水口 的侵蚀作用强[ 1] , 而且这些保护渣在使用过程中 放出氟化物 [ 2] ,超过一定含量后会污染和危害环 境[ 2-5] .Alexander [ 6] 等研究了保护渣释放的气体 氟化物, Morita 等[ 7] 指出保护渣中的氟溶入二冷 水,使得二冷水呈酸性而加剧了连铸设备的腐蚀. 为减小保护渣中氟的危害 ,近年来人们提出了降 低保护渣氟含量的许多措施.但是 , 氟含量过低 则保护渣物性稳定性减弱 ,直接危害连铸工艺的 稳定顺行.针对不同连铸生产厂, 在满足环保要 求前提下 ,寻求保护渣中允许的最高氟含量上限, 是协调保护渣冶金功能和环境特性的重要技术途 径.为此, 本文调查了连铸生产中正常使用的不 同氟含量保护渣 ,取样测试了结晶器下口处二冷 水中的氟含量, 并在实验室通过保护渣熔渣水浸 实验 ,研究了保护渣组分对氟浸出量的影响 .这 些研究有助于协调处理保护渣对二冷水的污染问 题. 1 研究方法 1.1 工厂调查 对国内两家钢厂连铸机冷却水进行取样分 析.A 厂有一台方坯连铸机(A1 #)和一台板坯连 铸机(A2 #)使用保护渣浇铸 ,B 厂有两台方坯连 铸机使用油润滑和一台板坯连铸机(B1 #)使用保 护渣浇铸 .连铸机工艺参数见表 1 .分别在连铸 机结晶器下口足辊下方、铸机下沟槽、二冷水处理 站进口和出口各处用聚乙烯塑料瓶接取(接水时 间为 5 ～ 10 min)或提取水样 ,取水位置见表 2 ,各 铸机使用的保护渣成分及性能见表 3 . 表 1 连铸机工艺参数 Table 1 Process parameters of continuous casting machines in plant A and B 铸机 浇注钢种 铸坯尺寸 拉坯速度/(m·min -1) 保护渣编号 渣耗/(kg·t -1) A1 #铸机 Q235 150 mm ×150 mm 2.65 CZ-2 0.56 A2 #铸机 16M nR 240 mm ×1 400 mm 0.85 CZ-1 0.50 B1 #铸机 16Mn , Q235 150 mm ×820 mm 1.50 WZ-3 0.58 用国家环境监测标准规定的, 适合于测定地 表水、地下水和工业废水中氟的离子选择电极 法[ 8] ,测定各水样中的氟离子(F -)含量 .测试在 第 28 卷 第 11 期 2006 年 11 月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol.28 No.11 Nov.2006 DOI :10.13374/j .issn1001 -053x.2006.11.004