过渡族金属氧化物对连铸保护渣导热性能影响研究.pdf

过渡族金属氧化物对连铸保护渣
导热性能影响的研究









重庆大学硕士学位论文



学生姓名:青雪梅
指导教师:谢兵教授
专业:冶金工程
学科门类:工学




重庆大学材料科学与工程学院
二 O 一一年十月
Research on Effects of Transition Metal
Oxides on Thermal Conductivity of Mold
Fluxes



A Thesis Submitted to Chongqing University
in Partial Fulfillment of the Requirement for the
Degree of Master of Engineering
By
QING Xuemei

Supervised by Prof. XIE Bing
Major:Metallurgical Engineering


College of Material Science and Engineering of Chongqing
University, Chongqing, China
October 2011
中文摘要

摘要

连铸保护渣作为连续浇铸过程中的关键性辅料,其润滑铸坯和控制传热的功
能对保障连铸机顺行和连铸坯质量具有极其重要作用。研究过渡族氧化物对连铸
保护渣物理性能和导热性能的影响,不仅有助于优化连铸保护渣组成,协调保护
渣渣膜润滑铸坯与控制传热的矛盾,提高连铸坯质量和产量,还对含钛含铬不锈
钢连铸结晶器内传热计算和实际应用具有指导意义。
本文运用旋转粘度计﹑半球点熔点仪﹑矿相显微镜﹑X 衍射仪﹑DSC 热分析
仪和自制的热线法导热测试装置系统的研究分析了过渡族金属氧化物 MnO(含量
0~8wt%)﹑TiO2(含量 0~8wt%)和 Cr2O3(含量 0~4wt%)对综合碱度分别为 ﹑
和 的连铸保护渣物理性能和传导传热性能的影响。
物理性能研究表明:
①连铸保护渣中添加 0~4wt%的 TiO2 或 0~8wt%的 MnO 能降低其熔化温度,
且在此范围内 TiO2 或 MnO 含量越高试样熔化温度降低越明显;Cr2O3 在保护渣中
的存在会提高试样的熔化温度。
②低碱度保护渣(R=﹑)中添加 0~8wt%的 TiO2 或 0~8wt%的 MnO 后,
其粘度随着 TiO2 或 MnO 含量的增加而逐渐减小;高碱度(R=)下,保护渣中添
加的 TiO2 或 MnO 基本上不能起到降低其粘度的作用;含量为(0~4wt%)的 Cr2O3
对保护渣粘度的影响呈现出先缓慢降低后增大的趋势。
传导传热性能研究表明:
① 1200~1300℃的液态下,保护渣试样导热系数较低,约 ~/(m·K);
降温到 1000℃时,渣中析出大量晶体,导热系数急剧上升,约 ~/(m·K),
且随着温度的降低试样导热系数缓慢增大;800℃左右,试样处于德拜温度范围内,
导热系数达到最大值,之后导热系数随着温度的降低而缓慢减小。
②保护渣中不含有过渡族金属氧化物时,在 1100℃以下,随着渣中碱度的增
加,其导热系数也增大;在 1200℃以上高温区域,导热系数随着碱度的增加而减
小。
③保护渣中添加一定含量的 TiO2(0~8wt%)后,其传导传热能力明显减弱。随
着渣中 TiO2 含量的增加,试样导热系数呈近似线性的趋势降低,且 TiO2 含量每增
加 2wt%,试样的导热系数约减小 5%。
④当保护渣中添加了 2wt%的 MnO 后,其导热系数降低幅度较大,约减小
10%;当保护渣中 MnO 含量在 2wt%~8wt%时,随着渣中 MnO 含量的增加,其
导热系数缓慢降低,MnO 含量每增加 2wt%,试样的导热系数约减小 2%。
I
重庆大学硕士学位论文
⑤当保护渣中添加了少量的 Cr2O3 (0~2wt%)时,其导热系数随着 Cr2O3 的增
加而降低。当保护渣中 Cr2O3 含量为 2~4wt%时,其导热系数随着 Cr2O3 的增加而
增加。总的来说,Cr2O3 的加入总体上表现为降低了保护渣试样的导热系数。

关键词:连铸保护渣,过渡族金属氧化物,物理性能,导热性能



II
英文摘要

ABSTRACT

Mold powders