連鑄保護(hù)渣結(jié)晶與傳熱機(jī)理研究.pdf

1、中圖分類號(hào)!盥UDC620博士學(xué)位論文學(xué)校代碼!Q5三3密級(jí)公玨連鑄保護(hù)渣結(jié)晶與傳熱機(jī)理研究StudyoftheCrystallizationandHeattransferBehaviorsofMoldFluxduringContinuousCasting作者姓名：學(xué)科專業(yè)：研究方向：學(xué)院(系、所)：指導(dǎo)教師：論文答辯日期2翌堡壘笠丑!!日周樂君冶金工程鋼鐵冶金冶金與環(huán)境學(xué)院王萬林教授答辯委員會(huì)主府啦中南大學(xué)2013年06月中南大學(xué)博士

2、學(xué)位論文摘要連鑄保護(hù)渣結(jié)晶與傳熱機(jī)理研究摘要：隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步，市場(chǎng)對(duì)鋼種需求呈多樣化趨勢(shì)。不同鋼種連鑄過程對(duì)保護(hù)渣性能要求不同。在保護(hù)渣眾多性能中，結(jié)晶和傳熱性能最為關(guān)鍵。因此，采用先進(jìn)的可視化技術(shù)，開展保護(hù)渣結(jié)晶性能和傳熱性能研究，考察保護(hù)渣主要構(gòu)成組分對(duì)結(jié)晶和傳熱的影響，以及結(jié)晶器壁與凝固坯殼之間保護(hù)渣的三層(液態(tài)層、結(jié)晶層、玻璃層)分布規(guī)律，在此基礎(chǔ)上探討和總結(jié)保護(hù)渣結(jié)晶和傳熱機(jī)理，對(duì)設(shè)計(jì)、開發(fā)高性能保護(hù)渣，解決連鑄過程存

3、在的問題，保證連鑄過程順利進(jìn)行來說意義重大。本文首先采用單絲熱電偶技術(shù)(SHTT)和紅外發(fā)射技術(shù)(IET)，研究堿度(R)對(duì)保護(hù)渣等溫結(jié)晶、連續(xù)冷卻結(jié)晶和傳熱性能的影響規(guī)律，并分析了保護(hù)渣等溫結(jié)晶機(jī)理。結(jié)果顯示：1)R=O8保護(hù)渣TTT(TemperatureTimeTransformation)曲線為單“C”形，結(jié)晶相為Ca4Si207F2；R=I0、11和12的保護(hù)渣T1『T曲線均呈雙“C”形，低、高溫析出相分別為CaL4Si207

4、F2和CaOSi02；而且堿度升高，等溫結(jié)晶孕育時(shí)間減少。2)CCT(ContinuousCoolingTransformation)圖顯示，保護(hù)渣臨界冷卻速率隨堿度的增加而增大。3)動(dòng)力學(xué)研究表明，增加堿度，保護(hù)渣的結(jié)晶機(jī)理由R=08時(shí)的常數(shù)形核、一維長(zhǎng)大，轉(zhuǎn)變成R=I2時(shí)的常數(shù)形核、三維長(zhǎng)大，并且結(jié)晶活化能減少，表明堿度增加將顯著地促進(jìn)保護(hù)渣結(jié)晶。4)傳熱實(shí)驗(yàn)顯示：堿度增加，穩(wěn)定段熱流密度降低，界面熱阻增加；傳熱實(shí)驗(yàn)后的渣片結(jié)晶層厚

5、度和結(jié)晶分?jǐn)?shù)也隨堿度增加而增加。其次，同樣采用SHTT和IET技術(shù)，研究A1203含量對(duì)高鋁鋼保護(hù)渣結(jié)晶和傳熱性能的影響。結(jié)果顯示：1)除Al：0，含量7％的保護(hù)渣外，其它三種保護(hù)渣TTT圖均為雙“C”形；其中A1203為20％和30％時(shí)，低溫相為槍晶石和霞石(NaAlSi04)，高溫相則為NaAlSi04和CaF2；當(dāng)A1203為40％時(shí)，高溫相出現(xiàn)了鈣鋁黃長(zhǎng)石(Ca2A12Si07)。2)從CCT圖可以看出，隨著A1203增加，保護(hù)