結晶器保護渣渣膜傳熱表征方法及傳熱性能研究.pdf

1、保護渣是連鑄過程中使用的一種關鍵性的功能材料，其對鑄坯向結晶器的傳熱具有很重要的控制作用。通過調整保護渣的化學成分來改變保護渣的傳熱特性，從而減少裂紋敏感性鋼種的縱裂紋被證實十分有效。但是由于目前對保護渣傳熱性能的測試方法不完善，導致了對保護渣傳熱性能的研究不夠系統(tǒng)。結晶器渣膜熱流模擬儀綜合考慮了液渣的傳熱、固態(tài)渣膜的傳熱、以及固態(tài)渣膜與模擬銅結晶器之間的界面?zhèn)鳠徇@一綜合傳熱現(xiàn)象，同時具有方便、可靠、測試費用低的優(yōu)點，具有被廣泛應用的前

2、景，然而其結晶器保護渣渣膜傳熱的表征方法沒有實現(xiàn)完善的建立。
　　本文利用現(xiàn)場獲取渣膜與熱流模擬儀獲得的渣膜進行對比研究得出：模擬儀45s獲得渣膜與實際結晶器彎月面附近45s的渣膜結構相近，而且45s時刻以后的熱流密度變化緩慢，從而確定了模擬儀的渣膜熱流測試結束的時間及取渣膜時間為45s。通過分析熱流密度隨時間變化的特征曲線，建立了基于模擬儀的表征方法，表征參數(shù)分別為：①最大熱流密度表征液態(tài)保護渣的傳熱；②穩(wěn)定氣隙形成時間表征保護

3、渣在彎月面?zhèn)鳠釤崃鹘档偷乃俣?；③t1-t2之間的平均熱流密度反映保護渣在彎月面區(qū)域的傳熱能力；④t2-45s表征氣隙穩(wěn)定形成后渣膜的傳熱能力；⑤t1-45s表征保護渣總的傳熱能力，這對應于生產實際現(xiàn)場反映的傳熱熱流數(shù)據(jù)。并通過對比分析同一機型生產實際應用的中碳鋼（MC）和低碳鋼（LC）保護渣的測試參數(shù)，驗證了表征方法的合理性。
　　在建立了基于模擬儀的保護渣渣膜傳熱表征方法的基礎上，研究了保護渣化學成分（R、CaF2、Na2O、A

4、l2O3、MgO、Li2O、MnO、以及用NaF代替CaF2提供F-，并代替Na2O提供Na+）對保護渣渣膜結構和傳熱性能的影響，獲得了本渣系條件下的堿度及化學成分對保護渣穩(wěn)定氣隙形成時間、各類熱流密度的影響規(guī)律。也由此得出：穩(wěn)定氣隙形成時間與渣膜厚度和結晶率相關，渣膜厚度越厚或者結晶率越高越有利于在彎月面區(qū)域形成穩(wěn)定氣隙，即有利于在彎月面?zhèn)鳠釤崃鹘档退俣鹊奶岣?，渣膜厚度的影響高于結晶率的影響；影響各類熱流密度最主要因素為渣膜厚度和結晶