結(jié)晶器保護(hù)渣渣膜傳熱表征方法及傳熱性能研究.pdf

1、保護(hù)渣是連鑄過程中使用的一種關(guān)鍵性的功能材料，其對鑄坯向結(jié)晶器的傳熱具有很重要的控制作用。通過調(diào)整保護(hù)渣的化學(xué)成分來改變保護(hù)渣的傳熱特性，從而減少裂紋敏感性鋼種的縱裂紋被證實(shí)十分有效。但是由于目前對保護(hù)渣傳熱性能的測試方法不完善，導(dǎo)致了對保護(hù)渣傳熱性能的研究不夠系統(tǒng)。結(jié)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(jié)晶器之間的界面?zhèn)鳠徇@一綜合傳熱現(xiàn)象，同時(shí)具有方便、可靠、測試費(fèi)用低的優(yōu)點(diǎn)，具有被廣泛應(yīng)用的前

2、景，然而其結(jié)晶器保護(hù)渣渣膜傳熱的表征方法沒有實(shí)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(jìn)行對比研究得出：模擬儀45s獲得渣膜與實(shí)際結(jié)晶器彎月面附近45s的渣膜結(jié)構(gòu)相近，而且45s時(shí)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(jié)束的時(shí)間及取渣膜時(shí)間為45s。通過分析熱流密度隨時(shí)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(hù)渣的傳熱；②穩(wěn)定氣隙形成時(shí)間表征保護(hù)

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(hù)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(hù)渣總的傳熱能力，這對應(yīng)于生產(chǎn)實(shí)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(jī)型生產(chǎn)實(shí)際應(yīng)用的中碳鋼（MC）和低碳鋼（LC）保護(hù)渣的測試參數(shù)，驗(yàn)證了表征方法的合理性。
　　在建立了基于模擬儀的保護(hù)渣渣膜傳熱表征方法的基礎(chǔ)上，研究了保護(hù)渣化學(xué)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(hù)渣渣膜結(jié)構(gòu)和傳熱性能的影響，獲得了本渣系條件下的堿度及化學(xué)成分對保護(hù)渣穩(wěn)定氣隙形成時(shí)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(shí)間與渣膜厚度和結(jié)晶率相關(guān)，渣膜厚度越厚或者結(jié)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撸ず穸鹊挠绊懜哂诮Y(jié)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(jié)晶