04mno對連鑄保護渣非等溫結晶動力學的影響9-1

1、MnO對連鑄保護渣非等溫結晶動力學的影響雷云1謝兵1?齊飛2刁江1(1、重慶大學材料科學與工程學院，重慶，400044；2、中冶京誠工程技術有限公司，北京，100176)摘要：保護渣對鑄坯與結晶器之間的潤滑起著至關重要的作用，保護渣結晶性能直接決定著它的潤滑性能。本文通過DSC、XRD等研究保護渣的非等溫結晶動力學。結果表明：隨著MnO含量的增加，其作用主要表現(xiàn)為抑制保護渣槍晶石(Ca4SiO7F2)的析晶，但同時伴隨有少量鈣黃長石(C

2、a2Al(AlSiO7)、氧化錳鈣(CaMn7O12)等晶體的析出。此外，MnO對保護渣結晶時間的影響為，MnO含量越高，晶體析出的時間越長。關鍵詞：保護渣；DSC；非等溫結晶動力學；析晶活化能；XRDEffectofMnOonNonisothermalCrystallizationKiicsofMoldFluxesLEIYun1XIEBing1QIFei2DIAOJiang1(1.CollegeofMaterialsofChongqi

3、ngUniversityChongqing4000442.CapitalEngineering&ResearchIncpationLtd.Beijing100176)Abstract:Incontinuouscastingofsteelmoldfluxesplayimptantrolesinthelubricationbetweencastingstrmoldthelubricativeabilityofmoldfluxismainly

4、decidedbythecrystallizationproperties.EffectofMnOonmoldfluxesnonisothermalcrystallizationkiicspropertieswasinvestigatedbyDSCXRD.TheresultindicatedthatwithMnOadditionincreasingprecipitationofcuspidineinthemoldfluxeswasres

5、trained.HoweverafewofcrystalssuchasCa2Al(AlSiO7)CaMn7O12wereprecipitatedatthesametime.InadditionwithMnOadditionincreasingtheperiodofcrystallizationwasprolonged.Keywds:moldfluxesDSCnonisothermalcrystallizationkiicsactivat

6、ionenergyXRD1前言保護渣的結晶性能對鑄坯的質量及粘結漏鋼的發(fā)生有著很大影響[13]。因此如何改善保護渣的潤滑和傳熱性能，關系到鑄坯質量的控制與連鑄生產效率的提高，已經成為當今世界連鑄工作者孜孜不倦研究的熱點問題[46]。目前針對MnO對連鑄保護渣性能的影響已有相關研究[79]，加入一定含量的MnO能降低熔渣的粘度和熔點；MnO含量在0~10%范圍內，隨其含量的增加，導溫系數(shù)逐漸降低；此外，MnO可以增加渣膜的消光系數(shù)，降低通

7、過渣膜的輻射傳熱量，在結晶質渣樣中尤為明顯。盡管對保護渣物化性能的研究已有大量相關文獻，但對于連鑄保護渣結晶動力學的研究相對較少，本文針對MnO對保護渣結晶過程動力學特性的影響進行了探討，為進一步開展研究過渡族金屬氧化物對保護渣析晶動力學的影響提供理論依據和科學方法。表1保護渣試樣的化學成分Table1Chemicalcompositionofmoldfluxessamples將試樣分別以10Kmin、15Kmin、20Kmin和25K

8、min降溫速率進行DSC觀測，得到各試樣在各降溫條件下的結晶峰和結晶溫度。圖1表示了試樣M3以四種不同降溫速率降溫得到的DSC曲線，從圖1可以看出，試樣結晶峰溫度大致隨著降溫速率的增加而逐漸降低。由于DSC曲線結晶峰表示溫度與放熱量的關系，在進行結晶動力學分析時，將結晶峰面積視為相對結晶度為100%，則某一溫度時的相對結晶度為該溫度時的積分面積與總積分面積之比，其值表示為x，因此，將DSC結晶峰進行積分處理，即可得到相對結晶度隨溫度變化

9、曲線。1000105011001150120012500.00.20.40.60.81.0TempratureOC10Kmin15Kmin20Kmin25KminRelativecrystallinity100%012345670.00.20.40.60.81.0Relativecrystallinity100%Timemin10Kmin15Kmin20Kmin25Kmin(a)(b)圖2.J渣的相對結晶率與溫度、時間的關系(a)相對結

10、晶率與溫度的關系（b）相對結晶率與時間的關系Fig.2.Relativecrystallizationversustemperature(a)versustime(b)fnonisothermalcrystallizationofsampleJ2024681012141618200.00.20.40.60.81.0202468101214160.00.20.40.60.81.0202468100.00.20.40.60.81.02024

11、68100.00.20.40.60.81.0RelativeCrystallinity100%r=10KminJM1M2M3TimeminTimeminTimeminRelativeCrystallinity100%RelativeCrystallinity100%Timeminr=15KminJM1M2M3r=20KminJM1M2M3RelativeCrystallinity100%r=25KminJM1M2M3圖3.各試樣的非等溫