電磁場(chǎng)作用下的保護(hù)渣流變行為研究.pdf

1、隨著電磁冶金技術(shù)的進(jìn)步，電磁場(chǎng)在鋼鐵冶金工業(yè)中應(yīng)用日益廣泛，如電磁連鑄技術(shù)的應(yīng)用有助于提高鑄坯質(zhì)量，減少鑄坯表面缺陷和內(nèi)部缺陷。而作為連鑄工藝過程中對(duì)工藝順行和鑄坯質(zhì)量有著至關(guān)重要作用的結(jié)晶器保護(hù)渣屬于硅酸鹽結(jié)構(gòu)，高溫下具有一定的離子導(dǎo)電性，在電磁場(chǎng)環(huán)境下作為電導(dǎo)體受到電磁力的作用，高溫流變性能會(huì)發(fā)生變化，從而影響其在結(jié)晶器的熔化及流入行為。
　　目前，保護(hù)渣流變性能特別是電磁場(chǎng)條件下流變性能的研究尚不多見。為深入探究電磁場(chǎng)下保護(hù)

2、渣的流變行為，首先采用有限元軟件模擬了電磁場(chǎng)下保護(hù)渣的流動(dòng)狀態(tài)，同時(shí)設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)利用高溫旋轉(zhuǎn)黏度儀和自行設(shè)計(jì)的保護(hù)渣電磁特性測(cè)試裝置進(jìn)行保護(hù)渣流變行為試驗(yàn)研究，繪制黏度與溫度關(guān)系曲線并根據(jù)阿累尼烏斯方程和最小二乘原理計(jì)算相應(yīng)的黏流活化能，對(duì)比研究常規(guī)條件下和電磁場(chǎng)條件下CaO/SiO2、Na2O、MgO、CaF2及BaO的成分變化對(duì)保護(hù)渣流變行為的影響規(guī)律，為電磁冶金技術(shù)中保護(hù)渣性能設(shè)計(jì)提供依據(jù)。
　　利用有限元軟件將電磁力作為動(dòng)

3、量源加載到流體模型中，以描述電磁場(chǎng)條件下保護(hù)渣的流動(dòng)狀態(tài)。通過模擬發(fā)現(xiàn)：電磁場(chǎng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，衍生出感應(yīng)電流，電磁相互作用產(chǎn)生洛侖茲力，洛侖茲力作用在流體質(zhì)點(diǎn)上，攪拌保護(hù)渣，推動(dòng)保護(hù)渣的自由流動(dòng)，改變了保護(hù)渣的流動(dòng)形態(tài)和流場(chǎng)的分布。
　　使用高溫旋轉(zhuǎn)黏度儀研究無磁場(chǎng)下的保護(hù)渣流變行為變化。實(shí)驗(yàn)研究范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)，常規(guī)條件下，保護(hù)渣堿度升高和Na2O含量增加，黏度降低，黏流活化能降低，轉(zhuǎn)折溫度升高，具有良好的流動(dòng)性的溫度區(qū)間較窄；MgO

4、、CaF2及 BaO含量增加，黏度降低，黏流活化能降低，轉(zhuǎn)折溫度降低，具有良好的流動(dòng)性的溫度區(qū)間較寬。
　　自行設(shè)計(jì)了保護(hù)渣電磁特性測(cè)試裝置，進(jìn)行電磁場(chǎng)條件下的保護(hù)渣流變行為試驗(yàn)研究。結(jié)果表明：電磁場(chǎng)的電磁力作用改變了保護(hù)渣的結(jié)構(gòu)狀態(tài)。電磁場(chǎng)條件下，保護(hù)渣堿度升高，黏度、黏流活化能及轉(zhuǎn)折溫度隨之升高，且堿度越大，黏度升高幅度越大，電磁場(chǎng)使保護(hù)渣流動(dòng)性變差；堿性氧化物含量升高，保護(hù)渣黏度增加、黏流活化能增加，轉(zhuǎn)折溫度升高，流變性能差