《基於鋁酸鈣渣系環保型非反應性連鑄保護渣的基礎研究》是依託重慶大學，由唐萍擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於鋁酸鈣渣系環保型非反應性連鑄保護渣的基礎研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：唐萍
- 依託單位：重慶大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
現用CaO-SiO2矽酸鹽為基保護渣在使用過程中存在兩大難以解決的問題，即氟化物的污染和連鑄含有較高活潑元素（如大於0.5%鋁）鋼種保護渣變性。而CaO-Al2O3鋁酸鹽渣系保護渣具有非反應性和環保優記您盛艱勢。為此，課題提出採用鋁酸鹽渣系辯組協保護渣代替矽酸鹽渣系保護渣的技術思路。通過開展低SiO2含量條件下鋁酸鈣渣煮頁全系保護渣熔化流變特徵、渣膜凝固結晶以及水浸過程中氟的遷移行為基礎研究，得到CaO/Al2O3比、其它氧化物和熔劑類型及加入量對其物理性能影響和固氟能力的基礎數據。在此基礎上，尋求出既適合傳統鋁鎮靜鋼、也適合含有較高活潑元素鋼種（如高鋁鋼）具有滿足連鑄保護渣冶金功能（尤其是潤滑和傳熱的功能）和環保要求（減少對連鑄二冷水污染和設備腐蝕）的鋁酸鈣渣系連鑄保護渣組成成分範圍。為實現用鋁酸鹽渣系保護渣代替現有矽酸鹽渣繫結晶器保護渣打下理論基礎。
結題摘要
連鑄保護渣是鋼連鑄過程中維持連鑄順行及改善鑄坯質量不可或缺的功能材料。然而，在其使用過程中面臨兩大難題尚需解決：一是隨著高鋁鋼連鑄的發展，使用傳統CaO-SiO2基保護渣澆鑄高鋁鋼時，渣中的SiO2與鋼水中的[A1]發生反應，導致渣中SiO2含量大幅減少而Al2O3含量增加，理化性能劇變而難以維持連鑄順行，也無法獲得質量良好的鑄坯；二是連鑄保護渣中通常添加一定量的氟化物（CaF2等），調節熔渣的粘度和促進槍晶石的析出滿足連鑄潤滑和控熱的需求，但保護渣在使用過程中氟化物會釋放出來，不僅會造成環境污染，還會腐蝕連鑄設備。因此，本研究提出了設計開發鋁酸鈣渣系環保型非反應性連鑄保護渣。經過本課題對鋁酸鹽渣系保護渣各項性能的系統研究，得到如下重要研究結論：①研究了鋁酸鹽渣系渣系保護渣的低凝固溫度、低粘度區域，發現加入一定熔劑後，與原CaO-SiO2-Al2O3三元相圖中低液相區相比，保護渣的低凝固溫度區域擴大，在CaO-SiO2-Al2O3偽三元相圖中，成分點為35%CaO、35%SiO2及30%Al2O3的周圍有一個較大的低凝固溫度、低粘度區域棵凳挨。②實驗室研究了CaO/Al2O3比對保護渣物理性能的影響，結果表明隨著CaO/Al2O3比增加，保護渣熔點先增加後降低；少罪兵宙粘煉察度和轉折溫度先降低後增加。隨著CaO/Al2O3比增加，保護渣渣膜厚度也先降低後增大，當CaO/Al2O3=0.68-2.04時渣膜厚度小於3mm；渣膜析出晶體類型由簡單的CaF2和LiAlO2發展到Ca3Al2O6和CaO。結果表明，保護渣的CaO/Al2O3比控制在0.91-2.04之間具有最優的物理性能。③採用CaO-Al2O3渣系保護渣連鑄高鋁TRIP鋼，鑄坯表面質量良好；鋁酸鈣保護渣吸水性強，其空心顆粒渣須附加烘烤程式以避免結晶器內火苗過大的現象。④連鑄保護渣熔渣中的離子是通過離子交換的方式釋放到水中。⑤在鋁酸鹽渣系保護渣中，Al會形成[AlO3F]和[AlO4]四霸端旬面體，[AlO3F]四面體中Al-F鍵的離解能較高，抑制了陽離子的交換量。由此可見，可以使用Al代替Si作為網路形成體開發鋁酸鹽渣系保護渣，同時Al的存在也有助於解決保護渣中的離子釋放帶來的危害問題。
