連鑄保護渣結晶與傳熱機理研究.pdf

1、中圖分類號!盥UDC620博士學位論文學校代碼!Q5三3密級公玨連鑄保護渣結晶與傳熱機理研究StudyoftheCrystallizationandHeattransferBehaviorsofMoldFluxduringContinuousCasting作者姓名：學科專業(yè)：研究方向：學院(系、所)：指導教師：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)境學院王萬林教授答辯委員會主府啦中南大學2013年06月中南大學博士

2、學位論文摘要連鑄保護渣結晶與傳熱機理研究摘要：隨著經濟發(fā)展和社會進步，市場對鋼種需求呈多樣化趨勢。不同鋼種連鑄過程對保護渣性能要求不同。在保護渣眾多性能中，結晶和傳熱性能最為關鍵。因此，采用先進的可視化技術，開展保護渣結晶性能和傳熱性能研究，考察保護渣主要構成組分對結晶和傳熱的影響，以及結晶器壁與凝固坯殼之間保護渣的三層(液態(tài)層、結晶層、玻璃層)分布規(guī)律，在此基礎上探討和總結保護渣結晶和傳熱機理，對設計、開發(fā)高性能保護渣，解決連鑄過程存

3、在的問題，保證連鑄過程順利進行來說意義重大。本文首先采用單絲熱電偶技術(SHTT)和紅外發(fā)射技術(IET)，研究堿度(R)對保護渣等溫結晶、連續(xù)冷卻結晶和傳熱性能的影響規(guī)律，并分析了保護渣等溫結晶機理。結果顯示：1)R=O8保護渣TTT(TemperatureTimeTransformation)曲線為單“C”形，結晶相為Ca4Si207F2；R=I0、11和12的保護渣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，等溫結晶孕育時間減少。2)CCT(ContinuousCoolingTransformation)圖顯示，保護渣臨界冷卻速率隨堿度的增加而增大。3)動力學研究表明，增加堿度，保護渣的結晶機理由R=08時的常數形核、一維長大，轉變成R=I2時的常數形核、三維長大，并且結晶活化能減少，表明堿度增加將顯著地促進保護渣結晶。4)傳熱實驗顯示：堿度增加，穩(wěn)定段熱流密度降低，界面熱阻增加；傳熱實驗后的渣片結晶層厚

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