稀土耐热钢用连铸保护渣设计及其基础性能研究.PDF

博士学位论文公示材料 学生姓名 亓捷 学号 1210226 二级学科 钢铁冶金 导师姓名 姜茂发 论文题目 稀土耐热钢用连铸保护渣设计及其基础性能研究 论文关键词 稀土耐热钢；连铸保护渣；CaO-Al O 基；熔体结构；黏度；结晶性能；表面张 2 3 力 论文摘要( 中文) 近年来，稀土在耐热钢中良好的应用效果已得到国内外的一致认可，但稀土耐热钢的连铸生产仍 面临诸多困难，严重影响工艺顺行和铸坯质量。由于添加稀土后钢液具有极强的还原性，在使用传统 硅酸盐系保护渣进行连铸生产的过程中，结晶器内普遍存在较为严重的渣金界面反应，导致保护渣的 成分明显变化，性能不断恶化，无法满足多炉连浇的工艺与质量要求。研究开发适用于稀土耐热钢连 铸的新型保护渣势在必行。 本论文在总结前人研究工作的基础上，首先设计了一种低反应性的 CaO-Al O 基保护渣，然后重 2 3 点考察了熔体结构、表面张力、黏性特征、凝固结晶特性和熔化特性等基础结构性能及其变化规律， 在此基础上研究开发出适用于稀土耐热钢连铸的新型保护渣。在本论文条件下，得到如下结论： (1) 根据分子离子共存理论，建立了 CaO-Al O -Li O-B O -Ce O 保护渣系的活度计算模型，分析 2 3 2 2 3 2 3 评价了新型保护渣的反应性。新型保护渣中CaO、Li O、Ce O 等低反应性组元具有较高的活度，相对 2 2 3 较活泼的组元 B O 等具有极低的活度，新型 CaO-Al O 基保护渣的反应性较传统 CaO-SiO 基保护渣 2 3 2 3 2 明显降低。 (2) 研究了不同组成条件下 CaO-Al O -Li O-B O -Ce O 系保护渣的熔体结构及其变化机理。新型 2 3 2 2 3 2 3 保护渣中AlO4 四面体为主要的网络形成体，AlO6 八面体和BO3 结构单元为主要的网络修饰体。当添加 Ce O 时，低聚合度的AlO 四面体优先与O2-离子结合生成AlO 八面体，保护渣的聚合度降低。添加 2 3 4 6 Li O 可有效降低保护渣的聚合度，当Li O 含量低于14%时，其解离所产生的O2-离子对AlO 四面体网 2 2 4 络结构的破坏占主导作用；当Li O 含量高于14%时，增加Li O 含量将导致渣中AlO 四面体减少、AlO 2 2