533-保护渣矿物组分对其熔点和粘度的影响规律与在线粘度计(黏度-矿物组成)

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1、第３６卷第４期河北联合大学学报（自然科学版）Vol畅３６No畅４２０１４年１０月JournalofHebeiUnitedUniversity（NaturalScienceEdition）Oct畅２０１４文章编号：２０９５‐２７１６（２０１４）０４‐００１９‐０５保护渣矿物组分对其熔点和粘度的影响规律１，２１１１韩秀丽，潘苗苗，张韩，刘磊（１河．北联合大学矿业工程学院，河北唐山，０６３００９；２．河北省矿业开发与安全技术实验室，河北唐山０６３００９）关键词：保护渣；矿物组成；粘度；熔点摘要：连续铸钢过程中结晶器保护渣的粘度和熔点会对铸坯质量产生较大的影响，采用RDS－０４全自动

2、炉渣熔点熔速测定仪和HF－２０１型结晶器渣膜热流粘度测试仪，分别测定了保护渣的粘度和熔点。结果表明，在一定矿物组成范围内，保护渣的熔化温度随萤石含量、纯碱含量的增加而降低；随石英砂含量的增加而增加；熔化温度随硅灰石含量先增加后降低。而保护渣粘度随石英砂、硅灰石含量的增加而增加，随萤石、纯碱含量的增加而降低。中图分类号：TF１１１１．７文献标志码：A近几年来，国内外钢铁企业为节约能源、降低成本，普遍采用高拉速连铸技术。保护渣在保证连铸工艺顺行和获得表面质量优良的铸坯方面的作用愈显突出，同时高拉速连铸技术的实现给连铸工艺也带来了许［１］多新的难题，其中保护渣润滑和传热功能的正常发

3、挥直接影响着铸坯表面质量。保护渣功能的正常发挥与其组成成分关系重大，保护渣成分又分为化学成分和矿物成分。为提高铸坯表面质量，必须全面深入研究［２］连铸保护渣的熔化性能、粘性特征等，以满足在高拉速连铸条件下的结晶器内的充分润滑与均匀传热。鉴于原材料对保护渣的性能和稳定性以及加工性能有着较大影响，实验室内由化学纯试剂配制而成保护渣，均有一定的局限性，其研究成果不能直接用于现场指导配渣生产。因此在实验室内配比不同矿物成分的保护渣，并研究矿物成分对保护渣熔点和粘度的影响对于连铸工业保护渣应用具有重要指导意义。１实验11．渣料配制本实验选用水泥熟料为主，少量硅灰石为辅作为实验保护渣的基

4、料成分，并添加适量石英砂来调整基料的碱度；选用萤石（CaF２）和纯碱（NaCO３）作为实验渣的主要熔剂，并配加固定量的熔剂无水硼砂［３－４］（Na２B４O７），以合理调节保护渣的黏度和熔点，避免熔化过程中出现分熔现象。工业矿物原料的化学成分见表１。表１配渣原料的化学成分原料／成分％CaOSiO２Al２O３MgOFe２O３K２ONa２OB２O３CaF２Na２CO３水泥熟料６４０．９２１７．２４８．８１９．７３４．７１６．５０１．１硅灰石４５７．２５０８．１石英砂＞９９萤石１１２．３８４９．９纯碱＞９９硼砂２７６．２６２３．８为了系统研究保护渣的矿物组成及含量变化对其熔点、粘度以

5、及热流的影响规律，参考保护渣实际生产中各原料的应用范围，以及已知的硅酸盐相平衡状态图，建立实验渣系如表２所示。收稿日期：２０１４‐０２‐０８２０河北联合大学学报（自然科学版）第３６卷表２实验研究渣系的配比方案渣基成分（％）矿物成分（％）渣号水泥熟料硼砂石英砂硅灰石萤石纯碱１３９８１６１５１０１２２３７８１８１５１０１２３３５８２０１５１０１２４３３８２２１５１０１２５３１８２４１５１０１２６３９８２０１１１０１２７３７８２０１３１０１２８３５８２０１５１０１２９３３８２０１７１０１２１０３１８２０１９１０１２１１３７８２０１５８１２１２３５８２０１５１０１２１３３３８２０１５

6、１２１２１４３１８２０１５１４１２１５２９８２０１５１６１２１６３７８２０１５１０１０１７３５８２０１５１０１２１８３３８２０１５１０１４１９３１８２０１５１０１６２０２９８２０１５１０１８12．实验装置本实验采用RDS－０４全自动炉渣熔点熔速测定仪测定保护渣熔化温度，采用HF－２０１型结晶器渣膜热流模拟和黏度测试仪，测试实验渣的黏度（１３００℃），通过微机数据采集系统记录粘度数据。２试验结果与分析21．保护渣熔点－矿物组分变化曲线保护渣是一种混合物，没有固定的熔点，一般利用半球点法测定保护渣柱熔化达到半球形状时的温度作［５］为保护渣的熔点。对于保护渣来说选择合适的熔化温度是

7、非常重要的，对铸坯表面质量和连铸工艺都有很大的影响。如图１所示，在本实验条件下，在一定的范围内，保护渣的熔化温度随萤石含量、纯碱含量的增加而降低；相反，熔化温度随石英砂含量的增加而增加；而熔点和硅灰石含量之间的关系较为复杂，在硅灰石含量小于１５％时，熔化温度随硅灰石含量增加而增加，硅灰石含量大于１５％时，熔化温度随硅灰石含量增加而降低。通过对图１中（a）曲线分析可知，保护渣熔化温度随石英砂含量的增加而增加，这是因为石英砂的成分２－主要为SiO２，因为熔渣中SiO２含量增加，保护渣碱度降低，使得熔渣中O含