连铸保护渣组分对粘度的影响

第１６卷总第６３期２０１０年第２期

特钢技术

ＳｐｅｃｉａｌＳｔｅｅｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ

Ｖ０１．１６（６３）

２０１０，Ｎｏ．２

连铸保护渣组分对粘度的影响

潘志胜

王谦

何生平

李玉刚

（重庆大学材料科学与工程学院，重庆４０００４４）

摘

要：根据合金钢连铸保护瀣多组分组成特点。设计了ＧａＯ—Ｓｉ０２一Ｎａ２０一Ｃａｒ２一他０３一Ｍｓｏ—ＭｎＯ—ＢａＯ渣

系。研究了该渣系组成与粘度的关系。研究结果表明。该渣系保护渣的粘度在ＣＯＯ／ＳｉＯｌ＝０．６—１．１、ＣａＦ２＝５％一１５％、Ｎａ２０＝２％一１０％、ＭｓＯ＝０—５％、ＭｎＯ＝０—５％、ＢａＯ＝０—７％范围内随着各组分含量增加而降低；在ＭｓＯ＝５％一８％、ＭｎＯ＝５％一８％、ＢａＯ＝７％一１２％范围内。连铸保护渣的粘度基本不变。通过研究还得出了粘度与组分之间的回归方程，对连铸保护渣的设计具有积极的指导意义。

关键词：保护渣；组分；连铸；粘度；影响中图分类号：ＴＧｌｌ５．２ｌ＋３．３

文献标识码：Ａ

文章编号：１６７４—０９７“２０１０）０２—０１８—０５

ｏｎ

ＥｆｆｅｃｔｏｆＶｉｓｃｏｓｉｔｙＣｏｍｐｏｎｅｎｔｓ

ＰａｎＺｈｉ—－ｓｈｅｎｇ

（Ｃｏｌｌｅｇｅ

０ｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄ

ＭｏｕｌｄＦｌｕｘｅｓ

ＬｉＹｕｇａｎｇ

ＷａｎｇＱｉａｎＨｅＳｈｅｎｇｐｉｎｇ

Ｅｒｌｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０）０４４，ＣｒＹ，ｍ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ

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ｍｕｈｉｅｏｍｐｅｎｅｎｔｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｍｏｕｌｄｆｌｕｘｅｓｏｆｔｈｅａｌｌｏｙｓｔｅｅｌ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｄｅｓｉｇｎｅｄｔｈｅｓｌａｇｓｙｓ・

ＣａＯ—Ｓｊｑ—Ｎ８２０一ＣａＦ２一Ａ】２０ｌ—Ｍ９０一ＭｎＯ—ＢａＯａｎｄｒｅｓｅａｒｃｈｅｄｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｖｉｓｃｏｓｉｔｙａｎｄｔｈｅｃｏｍｐｃｓｉ—

ｔｉｏｎｓ０ｆｔｈｅｍｎｇｅｏｆ

ｓｌａｇｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔ，ｔｈｅｖｉｓｃｏｓｉｔｙｏｆｔｈｅ８ｌａｇ

ｄｅｃｒｅａｓｅｄｗｉｔｈ

ｉｎｅｒｅ∞ｉｎｇｏｆｖａｒｉｏｕｓｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｉｎｔｈｅ

ＢａＯ＝０—７％，

ＣａＯＩＳｉ０２＝０．６一Ｉ．１，Ｃ巩＝５％一１５％，Ｎａ２０＝２％－１０％，ＭｓＯ＝０—５％，ＭｎＯ＝０—５％ａｎｄ

ＭｓＯ＝５％一８％，ＭｎＯ＝５％一８％ａｎｄ

ａｌｓｏｏｂｔａｉｎｅｄ。ｗｈｉｃｈｈａｓｐｏｓｉｔｉｖｅｅｆｆｅｃｔ

ＢａＯ＝７％－１２％．Ｔｈｅｒｅｇｒｃｓｓｉｏｎ

ｏｎ

ｗｈｉｌｅｋｅｐｔｉｎｖａｒｉａｍｉｎｔｈｅｒａｎｇｅｏｆｖｉｓｃｏｓｉｔｙａｎｄ

Ｋｅｙ

ｆｏｒｍｕｌａ坤鲫１１９

ｆｌｕｘｅｓｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ

ｗ８８

ｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｍｏｄｄｆｌｕｘｅｓ．

Ｗｏｒｄｓ：Ｍ伽ｌｄｆｌｕｘｅｓ，ＣｏｎｔｉｎｕｏｕｓｃｓｓｔｍＳ，Ｖｉｓｃｏｄｔｙ

引言

合金钢中含有大量易氧化的元素如ｍ、Ｔｉ等，

１

实验

１．１实验渣样的准备

实验渣样全部采用化学纯试剂配制而成，其中Ｎａ２０、ＭｎＯ、ＢａＯ分别以Ｎａ２Ｃ０３、ＭｎＣ０３、ＢａＣ０３碳酸盐试剂加入，这些试剂在保护渣熔化过程中分解则成为相应的氧化物组分。在配料之前，各试剂均研磨至１００目以下，根据不同渣样碳酸盐加入量的不同，配制２５７—２７６９渣料保证碳酸盐分解后熔渣为２００９，为防止渣料加入ＭｏＳｉ：高温炉内部分碳酸盐分解产生喷溅影响渣的组成，先把配好的渣料放入钼丝炉中在８００。Ｃ下保温１ｈ，以除去水分和预烧结，处理好后备用。

在连铸过程中易产生Ａ１２０，、Ｔｉ０２等夹杂，而且含量较高，故其保护渣中一般加入Ｍｇｏ…、ＭｎＯ［Ｉ以】、ＢａＯ［ＩＪｌ等组分来提高保护渣吸收夹杂能力。但是，吸收夹杂不是保护渣的唯一功能，这些组分采用对保护渣的粘度有何影响是需要系统的研究，才有利于合理设计保护渣。为此，针对ＣａＯ—Ｓｉ０２一Ｎａ２０一ｃａＦ，一Ａ］２０３．ＭｓＯ—ＭｎＯ—ＢａＯ渣系在合金钢连铸保护渣成分范围内。采用二次回归正交设计模型设计实验渣样组成，研究组成和粘度的关系，为合金钢连铸保护渣设计开发提供参考。

收件日期：２０ＬＯ一０３—２０侈回日期：２０ｌＯ一０３—２２

作者简介：潘志胜，男，硕士研究生，主要从事连铸像护渣技术，铸坯质量控制的研究。

万方数据

２０１０年第２期潘志胜王谦何生平李玉刚：连铸保护渣组分对粘度的影响

・１９・

１．２实验设备

实验采用旋转粘度计（图１）测定熔渣的粘度及其变化，温度升降均采用微机程序控制，控温精度±０．５℃。炉膛控温热电偶为双铂铑热电偶，测温位置在石墨坩埚底部。粘度测试装置参数和条件如表１所示。

ｌ一旋转电机２＂－调速蠢速装置３一熔渣４ｗ石墨坩埚

卜金一钼杆

２

６－－－管式高温妒

图ｌ保护渣粘度测试装置

心．１Ｔｅｓｔ印ｐ锄岫ｆｏｒ

ｔｈｅｖｉ∞∞ｉｔｙ

０ｆ脚舢ｌｄ

ｎｕｘ

襄１粘度测试装置参数和条件

Ｐｓｘ剐ｍｅｔｅｍ

ａｎｄ锨ｌｄｉ６０ｎＢ

６ｆ

ｔｅ畦ａｐｐａｒａｔｕｓｆｏｒＩＩＩｅ

ｖｉ８嘲ｉｔｙ

性质吊杆材质吊杆尺寸测头材质测头尺寸测头转速

Ｉｍｍ

，删

／ｃｙｅ‘伽ｎ一１

参数Ｍｏ

踟ｘ６００

石墨Ｄ１５×１８

１２

性质

吊丝尺寸

，∞

吊丝种类熔渣深度石墨坩锅内仪器常数

／ｕ／ｍⅣ阶Ｓ・＿一ｌ

参数

絮瑟

ｎＭ

∞∞

删２

１．３粘度的测定

实验采用内圆柱体旋转粘度计测定连铸保护渣的粘度［４１，ＭＯＳｉ２高温炉炉膛温度恒定１３００。Ｃ，分多次将预烧结好的渣料加入石墨坩埚送入炉内，待全部熔化后用钼杆将熔渣搅拌均匀。用已知粘度的植物油来确定旋转粘度计的仪器常数Ｋ。测试保护渣牯度时，将石墨测头下降至距离石墨坩埚底部２０ｍｍ处后旋转石墨测头，同时微机数据采集系统开始记录实验数据。实验测定时石墨测头旋转速度为１２

ｅｙｅ／ｒａｉｎｏ

１．４实验方案设计

实验采用二次回归正交设计ｂ】，研究连铸保护

万方数据

渣ＣａＯ／Ｓｉ０２、ＣａＦ２、Ｎａ２０、Ｍｇｏ、ＭｎＯ和ＢａＯ含量等６个因素对粘度的影响，为了提高合金钢保护渣吸收

鸽ｑ能力，要求保护渣中她Ｏ，含量尽量少。但保

护渣原料中或多或少都有Ａｌ：０３灰分，故把ＣａＯ—Ｓｉ０２一Ｎａ２０—ＣａＦ２一Ａ１２０３一Ｍｇｏ—ＭｎＯ—ＢａＯ渣系中Ａ１２０，含量设为定值为３％。根据一般实际保护渣的组分先取ＣａＯ／Ｓｉ０２＝０．６—１．２、ＣａＦ２＝０—

１０％、Ｎａ２０＝０—１０％、ＭｇＯ＝０—１０％、ＭｎＯ＝０—８％

表２实验保护渣成分（质量百分含量）和粘度

Ｔａｂｌｅ２

Ｑ岫酬ｔ蛔∞ａｎｄ

ｖｉ鲫Ｄ６ｉ６璐ｏｆｔｈｅ

ｔｅｓｌ

ｍｏｕｌｄⅡ哪

编

实验设计矩阵，％

粘度

号ｃａｏ，ｓ她

Ｃ啦

Ｎａ２０Ｍｇｏ

ＭｎＯＢａＯ

，ＰＩ・－

ｌ

１．Ｏ１３．０８．４６．４６．４

９．６０．１２０２１．０

１３．０８．４１．６Ｉ．６２．４０．３００３

１．Ｏ１３．Ｏ

３．６

６．４

１．６

９．６Ｏ．２２４４

ｌＯＢｍ３６１．７６．４２．４

０．３１２５１

ＯＬＯ８

４６．４１．６２．４０．４００６

ｌ０

ＬＯ８４

Ｉ．６

６．４

９．６

Ｏ．２９５７

ｌ

Ｏ

ＬＯ３

６６．４６．４

２．４０．３黔

８ｌＯＬＯ３６１．６

１．６９．６

０．４７５９Ｏ７

协ｍ８４６．４１．６

２．４

Ｏ．３６９

ｍＯ

７

Ｂｍ８

４

１．６６．４９．６０．２０ｌＵ

Ｏ７

埒ｍ３６

６．４

６．４

２．４

０．２７０

１２０．７

１３．０３．６

Ｉ．６１．６９．６

Ｏ．３∞

３

０７ＬＯ８

４６．４

６．４

９．６

Ｏ．２７９４

Ｏ

７

ＬＯ

８

４

１．６

１．６２．４

０．５４８

５Ｏ７ＬＯ

３６６．４

Ｉ．６９．６Ｏ．５２３

６

０７

ＬＯ３

６

１．６

６．４２．４０．６６８

７Ｏ

６

吣ｍ６Ｏ４．０４．Ｏ

６．０

０．４５０

１８１．１

１０．０６．０４．０４．０６．Ｏ

０．１∞

侈玑跖￡

Ｏ

ＥＯ乱

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Ｏ．４２５∞

玑：２：２ｍ乱Ｏ钆ＯｔＯ６．ＯＯ．１９９ｎ

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ｍｍｔＯｔ０６．ＯＤ．２２６

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仉聒ｍｍ乱Ｏ

仉

Ｏ

ｔ０

６．０

０．４２９

２４

Ｏ．８５１０．０６．０

８．０４．０

６．０

０．２９５２５Ｏ．跖１０．０６．０

４．０

０．０６．０

０．４５５

２６

０．８５１０．０６．０

４．０

８．０６．０

０．２９ｌ

２７０．８５ｌｏ．０６．０

４．Ｏ４．Ｏ

０．Ｏ０．３８６

２８０．８５１０．０

６．０

４．０４．０

１２．０

０．３００

２９

０．８５

１０，０

６．０４．０

４．０

６．０

０．２９９

．２０．

特钢技术第１６卷第２期

和ＢａＯ＝０—１５％进行了前期实验，测定出其中渣样的最高熔点为１３５８。Ｃ，远远超过连铸保护渣允许的熔点范围。为了使实验研究渣样的配制对生产用保护渣有更多的参考意义，就需要在上述方案基础上降低渣样熔点，这样调整后的方案见表２所示，出现最高熔点的１１号渣为１２３８０Ｃ，出现最低熔点的ｌＯ号渣为１０５３℃，均在实际范围内。故实验渣样组成按表２所示成分设定，其中２９号渣为各组分含量取零水平的配料组成。

ＤＰＳ软件㈨对回归方程进行分析，如表３所示，ｐ值＝Ｏ．０００１＜Ｏ．０５，Ｄｕｒｂｉｎ—Ｗａｔｓｏｎ统计量ｄ＝２．１３１６在２附近，实验数据与回归方程吻合较好。借助以上回归方程，可以预测连铸保护渣的粘度。

表３粘度回归方程的分析

Ｔａｂｌｅ３

Ａｎａｌｙｓｉｓ叩ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎｆｏｒｍｕｌａｆｏｒＹｉ辩∞畸

２实验结果与分析

２．１粘度的回归方程

表２中各实验渣１３００℃下的粘度为０．１２—０．

６６８

为进一步验证该方程的可信度，随机选定三种渣，其成分及粘度测定值、计算值、误差值见表４。误差在保护渣允许的误差范围（±０．０５Ｐａ・８）内，可

Ｐａ・Ｓ，该参数与许多实际生产中使用的保护渣

证明（１）式的正确性。２．２分析与讨论

在上述实验数据基础上，还可分别讨论各组分对保护渣粘度的影响（见图２一图７）。

的粘度相近，说明在表２所示组成范围内，研究保护渣粘度，其结果对实际生产具有参考价值。

粘度与连铸保护渣ＣａＯ／Ｓｉ０２（Ｘ．）、ＣａＦ２含量（五）、Ｎａ２０含量（蜀）、Ｍｇｏ含量（墨）、ＭｎＯ含量（墨）和ＢａＯ含量（瓦）之间的回归方程为：叩舢＝１．３４７３一Ｏ．０６９８Ｘ

３一Ｏ．０９３０Ｘ．

一Ｏ．０３７１Ｘ５一Ｏ．０４３１Ｘ６＋Ｏ．００３２Ｘ：

６２—０．０６３６ＸｌＸ

２

＋Ｏ．００３９Ｘ》Ｏ．０００９Ｘ

＋０．０３０３ＸｌＸ３＋Ｏ．０２１８ＸｌＸ５＋０．００２８Ｘ盏３＋０．００１５Ｘ２Ｘ．＋０。０００６Ｘ２Ｘ６＋Ｏ．００２９Ｘ３Ｘ．一Ｏ．００３６Ｘ３）【５—０．００２４ＸⅨ矿Ｏ．００４７ＸＸ‘

０．８

ＣａＯ／Ｓｉ０２

ｌ

（１）

图２

ＣａＯ／ＳｉＯ，对粘度的影响

Ｏｎ

式（１）中除了ＣａＯ／Ｓｉ０２外，其余各成分均为质

ＦｉＢ．２

ＥｆｆｅｃｔｏｆＣａＯ／Ｓｉ０２ｔｈｅｖｉｓｅｏｓｉｔ’／

量百分数，如当ｃａＦ２含量为７％时，则）【２＝７。用

表４保护渣粘度计算值与实测值的比较

Ｔａｂｌｅ４

Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｂｅｔｗｅｅｎｃａｌｃｕｌａｔｅｄａｎｄｍｅａｓｕｒｅｄｖｉｓｃｏｓｉｔｙ

ＣａＯ／Ｓｉ０２在０．６。１．１范围内，随着ＣａＯ／Ｓｉ０２的增加，连铸保护渣的粘度逐渐降低，见图２。这是因为随着ＣａＯ含量增加、ｓｉ０２含量的降低，连铸保护渣的０２一增加。根据硅酸盐熔渣的结构理论。连铸保护渣的枯性特性主要决定于硅氧四面体网络的连接程度哺１。当熔渣的０２一增加时，就会促使硅氧

阴离子团解体而降低粘度，当熔渣的０２一减少时，就会促使硅氧阴离子团聚合而提高粘度。可促使复杂硅氧阴离子团解体成简单硅氧阴离子团，降低熔渣的粘度。

ｃｆｆ．在５％一１５％范围内，随着ＣａＥ的增加，连铸保护渣的粘度急剧降低，见图３。这是因为

万方数据

２０１０年第２期潘志胜王谦何生平李玉刚：连铸保护渣组分对粘度的影响

・２ｌ・

５

７

９

１１

１３１５

ＣａＦ２／％

图３

ＣａＦ２含量对粘度的影响

心．３

Ｅｆｆｅｃｔ

０ｆｃａＦ２ｏｎ出ｅｄｓｅｏｓｉｔｙ

０．５

０．４

∞

●

母０．３＼ｆ

０．２

０．１

２

４

６

８

如

№因传

图４

Ｎ如Ｏ含量对粘度的影响

Ｆｉｇ．４

Ｅｆｆｅｃｔ０ｆＮ８２０

ｏｎ

ｔＩＩｅ

ｖｉ８ｃ∞崎

０．５

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ｆ

０．２

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２

４

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８

ｌＣｉＯ／≈

图５

ＭｇＯ含量对粘度的影响

Ｆｉｇ．５

Ｅｆｆｅｃｔ０ｆＭｇＯ

０１１

ｔｌＩｅ

ｖｉ∞ｏｓ酊

ＣａＦ２能引入静电势较小而数量较多使硅氧阴离子团解体的Ｆ一离子；另一方面，ＣａＦ２又能与高熔点氧化物ＣａＯ、Ｍｇｏ、Ａ１２０，形成低熔点共晶体。提高熔渣的过热度及均匀性，也使熔渣的粘度大幅降低。

Ｎａ２０在２％一１０％范围内，随着Ｎａ２０的增加，连铸保护渣的粘度逐渐降低，见图４。这是因为Ｎ８２０对粘度的影响可以从两个方面进行考虑，～方面０２一可以增大连铸保护渣的氧硅比，另一方面，

万方数据

乱５

仉４

玑３

∞．叮山＼ｆ

叭２

叭ｌ

０

２

４６

８

Ｍｇｏ／％

图６

ＭｎＯ含量对粘度的影响

Ｆｉｇ．６

ＦＡｔｅｃｔｏｆＭｎＯ

ｏｎ

ｔＩＩｅ

ｖｉ８ｃ０Ｂｉ哆

０．５

Ｏ・４

∞

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ｆ

０・２

０．１

０３６９１２

＆Ｄ／％

图７

ＢａＯ含量对粘度的影响

Ｆｉｇ．７

Ｅｆｆｅｃｔ０ｆＢａＯ

ｏｎ

ｔｈｅ

ｖｉｓｃ商ｔｙ

Ｎａ＋可以和硅氧四面体的一角成键，阻止硅氧四面

体形成网络链或使网络链断开”ｌ。

Ｍｇｏ在０—５％范围内，随着Ｍｇｏ的增加，连铸保护渣的粘度逐渐降低，在５％一８％范围内，随着Ｍｇｏ的增加，连铸保护渣的粘度基本不变，见图５。这是因为ＭｇＯ能使硅氧阴离子团解体，并且Ｍｇｏ能

与Ａ１：０＂Ｓｉ０２形成一系列熔点较低的化合物，如黄

长石、镁蔷薇辉石、钙镁橄榄石等。Ｍｇｏ含量不能太高，否则形成高熔点的方镁石，在熔渣中难溶解会使熔渣的粘度升高。

ＭｎＯ在０—５％范围内，随着ＭｎＯ的增加，连铸保护渣的粘度逐渐降低，在５％。８％范围内，随着ＭｎＯ的增加，连铸保护渣的粘度基本不变，见图６。这是因为ＭｎＯ能向保护渣熔渣提供０２一，能在一定程度上使复杂硅氧阴离子团解体，离子半径变小，熔渣粘流活化能降低，因而使保护渣粘度降低，另外，其能形成低熔点的锰橄榄石，降低了保护渣的熔化温度，使熔渣在较宽的温度范围内保持均匀液态，从

・２２・

特钢技术

第１６卷第２期

（３）连铸保护渣的粘度随着渣中Ｍｇｏ（０。

而降低保护渣的粘度。

ＢａＯ在０．７％范围内，随着ＢａＯ的增加，连铸保护渣的粘度逐渐降低，在７％一１２％范围内，随着ＢａＯ的增加。连铸保护渣的粘度基本不变，见图７。Ｂａ和Ｃａ是同一族元素，Ｂａ２＋离子半径（Ｉ．４３×１０‘１０ｍ）大于Ｃａ２＋离子半径（Ｉ．０１

Ｘ

５％）、ＭｎＯ（０—５％）、ＢａＯ（０—７％）含量的增加而减少。在ＭｇＯ（５％一８％）、ＭｎＯ（５％一８％）、ＢａＯ（７％。１２％）范围内，连铸保护渣的粘度基本不变。

参考文献

［１】迟景灏，甘永年主蝙．连＊保护渣［Ｍ】．沈阳：东北大学出麓社．

１９９３．５４—６７

１０。１０ｍ），Ｂａ２＋比Ｃｆ＋

的静电势小。Ｂａ２＋对０２一的束缚能力小，ＢａＯ向渣内提供０２一的能力大于ＣａＯ，因此，ＢａＯ加入使熔渣的粘度降低。

［２】王家荫。迟景潼．舍铝钢连铸保护渣的研究［Ｊ】．重庆大学学报，

１９８８．（４）：６－－－１３．

［３】魏庆成，丁运乔。彭可雕．含ＢａＯ保护渣熔点及粘度的研究［Ｊ】．

重庆大学学报，１９９５，（４）：１１０＂－－１１４．

［４】ＹＢ／Ｔ１８５—２００１，连铸保护渣物理试验方法一连旖保护渣粘度

测试方法［ｓ１．

［５】詹启艾。冯明光嫡著．实用统计分析及其ＤＩＳ数据处理系境

［Ｍ】．北京：科学出收社，２００２

［６】饶东生主垴．硅馥盐物理化学［Ｍ】．北京：冶金工业出版社，

１９９１．５３—６８

３结论

（１）在本实验条件下，连铸保护渣的粘度与ＣａＯ／Ｓｉ０２、Ｎａ２０含量、ＣａＦ２含量、Ｍｇｏ含量、ＭｎＯ含量和ＢａＯ含量的回归方程用ＤＰＳ软件进行分析，Ｐ值＝０．０００１＜０．０５，Ｄｕｒｂｉｎ—Ｗａｔｓｏｎ统计量ｄ＝２．１３１６在２附近，回归方程可信；利用二次回归方程，可以预测连铸保护渣的粘度。

（２）连铸保护渣的粘度随着渣中ＣａＯ／Ｓｉ０２、ＣａＦ２含量、Ｎａ２０含量的增加而减小。

［７】刘承羊．朱英雄，姜茂发。王云生．ＣｓＯ—Ｓｊ０２一№０一如Ｆ２一

＾１２０３一ＭｓＯ保护渣系的＾１２０３吸收速率和粘度［Ｊ】．炼钢，２００１．（３）：４２—４６．

式≤篮缢《羞髻Ｃ镒§篮谨≤蓝ｇ篮§茁镒镒镒≤篮ａ式《Ｉ盂§式ｇ蓝毯§蓝≤蓝≤式缢§式谨盘ｅ醢§式≤醢ｇ篮ｇ蓝Ｅ篮｛苴锰＆置￡菡≤蓝≤茁ｇ式隘§蓝《茁§篮§茁≤篮ｊ’菡盘Ｃ￡菡《（上接第１４页）

后５批的合格概率在９７％以上，其横向Ａｋｕ２的实测值较高，所以应用回归方程预报每批钢的合格概率具有指导意义。

３。２利用回归方程式制定成分控制规范

ＧＪＢｌ６３Ｂ一２００５技术条件Ｓ２０Ａ钢化学成分控制范围的要求是Ｃ：０．１６％一０．２２％，Ｍｎ：０．２５％一Ｏ．５０％，Ｓ≤０．０２０％，其横向Ａｋｕ２的要求是不小于４７Ｊ（优选），北满特钢公司现行厂控规范为Ｃ：０．１６％。０．１９％、Ｓ≤０．０１９％、Ｃ＋Ｓ≤３５（ｃ以１／１００００计，Ｓ

以１／１０００００ｉｔ）。此时如果Ｃ：０．１９％、Ｓ：０．０１６％、

Ｙ——回归值；Ｙ。——标准要求值。

所以Ａｋｕ２应达到７３．４Ｊ以上，由此可制定成分控制规范为：Ｃ≤Ｏ．１６％一０．１９％，Ｓ≤０．０１５％，Ｍｎ：

０・２５％＿０・３５％。

’

＾

齄论；口比

（１）影响Ｓ２０Ａ钢横向Ａｋｕ２的主要化学成分因

素为：Ｃ、Ｍｎ、Ｓ三元素的含量，其关系式为：Ａｋｕ２＝３２５．７—６４９・６［ｃ卜一２１０．１［Ｍｎ］一３７５７・６［Ｓ］，式中Ａｋｕ２单位为Ｊ，ｃ、Ｍｎ、Ｓ单位为％（砒）。

（２）如果把Ｃ、Ｍｎ、Ｓ三元素的含量控制在下列范围内Ｓ２０Ａ钢（优选）横向Ａｋｕ２的合格率可达到

Ｍｎ：０．４０％（平均值），Ａｋｕ２为最小值，代入方程得５８Ｊ。此时的合格概率可计算为：

Ｋ

２

２Ｆ

４８—４７

盯

２

０．６９

９５％／２．２上，即Ｃ：０．１一％。０．１９％，Ｍ：０．２５％．００工．层ｐＬ：．１％一．

３５％，Ｓ≤０．０１５％。

，

Ｍｎ

：．

一．

．

查口表ｎ１得口＝０．２４，所以合格率为７６％。与上一年实际合格率７５．４％相一致，是很低的。要使横

参考文献

向Ａｋｕ２的合格率提高到９５％以上。必须满足下式：ｈｉ正交设计与回归分析［Ｍ】・上海：上海科学技术出版社

，，嘞／６扎６４

式中：

恐：≯跚椭衄舳触ｍＬ蠊凇“姐秕

Ｘ

Ｙ≥Ｙｏ＋１．６４６≤４７＋１．６４１６．０＝７３．４（Ｊ）

［３１魏柏椿。宛农等．油井管用ＡＳＴＭ４１３７钢的冶炼工艺及质量［Ｊ】．特殊钢．２０００。（６）：３６

万方数据

连铸保护渣组分对粘度的影响

作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：

潘志胜， 王谦， 何生平， 李玉刚， Pan Zhi-sheng， Wang Qian， He Shengping， Li Yugang

重庆大学材料科学与工程学院,重庆,400044特钢技术

SPECIAL STEEL TECHNOLOGY2010,16(2)

参考文献(7条)

1. 迟景灏;甘永年 连铸保护渣 1993

2. 王家荫;迟景灏 含铝钢连铸保护渣的研究 1988(04)

3. 魏庆成;丁运乔;彭可雕 含BaO保护渣熔点及粘度的研究 1995(04)4. YB/T 185-2001.连铸保护渣物理试验方法-连铸保护渣粘度测试方法 20015. 唐启义;冯明光 实用统计分析及其DPS数据处理系统 20026. 饶东生 硅酸盐物理化学 1991

7. 刘承军;朱英雄;姜茂发;王云盛 CaO-SiO2-Na2O-CaF2-Al2O3-MgO保护渣系的Al2O3吸收速率和粘度[期刊论文]-炼钢 2001(03)

本文读者也读过(10条)

1. 王德永. 姜茂发. 刘承军. 史陪阳. 姚永宽. 王慧华. Wang Deyong. Jiang Maofa. Liu Chengjun. Shi Peiyang. Yao Yongkuan . Wang Huihua 稀土氧化物对连铸保护渣粘度的影响[期刊论文]-中国稀土学报2005,23(1)2. 黄虹. 金山同 连铸用保护渣的粘度与流动性关系的研究[期刊论文]-炼钢2003,19(4)3. 李博知. 潘远望. 曾节胜 高速连铸用保护渣技术[期刊论文]-中国冶金2003(10)

4. 万爱珍. 朱立光. 王硕明. Wan Aizhen. Zhu Liguang. Wang Shuoming 连铸保护渣粘度特性及机理研究[期刊论文]-炼钢2000,16(2)

5. 申俊峰. 戚龙水. Shen Junfeng. Qi Longshui 结晶器保护渣的熔融-凝固机理[期刊论文]-炼钢2000,16(4)6. 张晨. 朱祖民. ZHANG Chen. ZHU Zumin 热丝法在保护渣熔化特性研究上的应用[期刊论文]-连铸2005(3)7. 高爱民 连铸保护渣渣膜润滑的研究现状[期刊论文]-河北理工学院学报2003,25(1)8. 蔡娥. 谢兵. 王水波. 王雨 用热台显微镜研究保护渣结晶温度[会议论文]-2006

9. 刘克明. 王福明. 李文超. 谢丽君. 郭宇艳 高炉渣合成Ca€杸朣ialon€朣iC粉的热力学分析及工艺优化[期刊论文]-北京科技大学学报2001,23(5)

10. 王健. 关勇. 郭惠久 连铸保护渣技术的发展和应用[期刊论文]-鞍钢技术2004(2)

本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_tgjs201002006.aspx

第１６卷总第６３期２０１０年第２期

特钢技术

ＳｐｅｃｉａｌＳｔｅｅｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ

Ｖ０１．１６（６３）

２０１０，Ｎｏ．２

连铸保护渣组分对粘度的影响

潘志胜

王谦

何生平

李玉刚

（重庆大学材料科学与工程学院，重庆４０００４４）

摘

要：根据合金钢连铸保护瀣多组分组成特点。设计了ＧａＯ—Ｓｉ０２一Ｎａ２０一Ｃａｒ２一他０３一Ｍｓｏ—ＭｎＯ—ＢａＯ渣

系。研究了该渣系组成与粘度的关系。研究结果表明。该渣系保护渣的粘度在ＣＯＯ／ＳｉＯｌ＝０．６—１．１、ＣａＦ２＝５％一１５％、Ｎａ２０＝２％一１０％、ＭｓＯ＝０—５％、ＭｎＯ＝０—５％、ＢａＯ＝０—７％范围内随着各组分含量增加而降低；在ＭｓＯ＝５％一８％、ＭｎＯ＝５％一８％、ＢａＯ＝７％一１２％范围内。连铸保护渣的粘度基本不变。通过研究还得出了粘度与组分之间的回归方程，对连铸保护渣的设计具有积极的指导意义。

关键词：保护渣；组分；连铸；粘度；影响中图分类号：ＴＧｌｌ５．２ｌ＋３．３

文献标识码：Ａ

文章编号：１６７４—０９７“２０１０）０２—０１８—０５

ｏｎ

ＥｆｆｅｃｔｏｆＶｉｓｃｏｓｉｔｙＣｏｍｐｏｎｅｎｔｓ

ＰａｎＺｈｉ—－ｓｈｅｎｇ

（Ｃｏｌｌｅｇｅ

０ｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄ

ＭｏｕｌｄＦｌｕｘｅｓ

ＬｉＹｕｇａｎｇ

ＷａｎｇＱｉａｎＨｅＳｈｅｎｇｐｉｎｇ

Ｅｒｌｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０）０４４，ＣｒＹ，ｍ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ

ｔｅｍ

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ｔｈｅ

ｍｕｈｉｅｏｍｐｅｎｅｎｔｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｍｏｕｌｄｆｌｕｘｅｓｏｆｔｈｅａｌｌｏｙｓｔｅｅｌ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｄｅｓｉｇｎｅｄｔｈｅｓｌａｇｓｙｓ・

ＣａＯ—Ｓｊｑ—Ｎ８２０一ＣａＦ２一Ａ】２０ｌ—Ｍ９０一ＭｎＯ—ＢａＯａｎｄｒｅｓｅａｒｃｈｅｄｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｖｉｓｃｏｓｉｔｙａｎｄｔｈｅｃｏｍｐｃｓｉ—

ｔｉｏｎｓ０ｆｔｈｅｍｎｇｅｏｆ

ｓｌａｇｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔ，ｔｈｅｖｉｓｃｏｓｉｔｙｏｆｔｈｅ８ｌａｇ

ｄｅｃｒｅａｓｅｄｗｉｔｈ

ｉｎｅｒｅ∞ｉｎｇｏｆｖａｒｉｏｕｓｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｉｎｔｈｅ

ＢａＯ＝０—７％，

ＣａＯＩＳｉ０２＝０．６一Ｉ．１，Ｃ巩＝５％一１５％，Ｎａ２０＝２％－１０％，ＭｓＯ＝０—５％，ＭｎＯ＝０—５％ａｎｄ

ＭｓＯ＝５％一８％，ＭｎＯ＝５％一８％ａｎｄ

ａｌｓｏｏｂｔａｉｎｅｄ。ｗｈｉｃｈｈａｓｐｏｓｉｔｉｖｅｅｆｆｅｃｔ

ＢａＯ＝７％－１２％．Ｔｈｅｒｅｇｒｃｓｓｉｏｎ

ｏｎ

ｗｈｉｌｅｋｅｐｔｉｎｖａｒｉａｍｉｎｔｈｅｒａｎｇｅｏｆｖｉｓｃｏｓｉｔｙａｎｄ

Ｋｅｙ

ｆｏｒｍｕｌａ坤鲫１１９

ｆｌｕｘｅｓｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ

ｗ８８

ｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｍｏｄｄｆｌｕｘｅｓ．

Ｗｏｒｄｓ：Ｍ伽ｌｄｆｌｕｘｅｓ，ＣｏｎｔｉｎｕｏｕｓｃｓｓｔｍＳ，Ｖｉｓｃｏｄｔｙ

引言

合金钢中含有大量易氧化的元素如ｍ、Ｔｉ等，

１

实验

１．１实验渣样的准备

实验渣样全部采用化学纯试剂配制而成，其中Ｎａ２０、ＭｎＯ、ＢａＯ分别以Ｎａ２Ｃ０３、ＭｎＣ０３、ＢａＣ０３碳酸盐试剂加入，这些试剂在保护渣熔化过程中分解则成为相应的氧化物组分。在配料之前，各试剂均研磨至１００目以下，根据不同渣样碳酸盐加入量的不同，配制２５７—２７６９渣料保证碳酸盐分解后熔渣为２００９，为防止渣料加入ＭｏＳｉ：高温炉内部分碳酸盐分解产生喷溅影响渣的组成，先把配好的渣料放入钼丝炉中在８００。Ｃ下保温１ｈ，以除去水分和预烧结，处理好后备用。

在连铸过程中易产生Ａ１２０，、Ｔｉ０２等夹杂，而且含量较高，故其保护渣中一般加入Ｍｇｏ…、ＭｎＯ［Ｉ以】、ＢａＯ［ＩＪｌ等组分来提高保护渣吸收夹杂能力。但是，吸收夹杂不是保护渣的唯一功能，这些组分采用对保护渣的粘度有何影响是需要系统的研究，才有利于合理设计保护渣。为此，针对ＣａＯ—Ｓｉ０２一Ｎａ２０一ｃａＦ，一Ａ］２０３．ＭｓＯ—ＭｎＯ—ＢａＯ渣系在合金钢连铸保护渣成分范围内。采用二次回归正交设计模型设计实验渣样组成，研究组成和粘度的关系，为合金钢连铸保护渣设计开发提供参考。

收件日期：２０ＬＯ一０３—２０侈回日期：２０ｌＯ一０３—２２

作者简介：潘志胜，男，硕士研究生，主要从事连铸像护渣技术，铸坯质量控制的研究。

万方数据

２０１０年第２期潘志胜王谦何生平李玉刚：连铸保护渣组分对粘度的影响

・１９・

１．２实验设备

实验采用旋转粘度计（图１）测定熔渣的粘度及其变化，温度升降均采用微机程序控制，控温精度±０．５℃。炉膛控温热电偶为双铂铑热电偶，测温位置在石墨坩埚底部。粘度测试装置参数和条件如表１所示。

ｌ一旋转电机２＂－调速蠢速装置３一熔渣４ｗ石墨坩埚

卜金一钼杆

２

６－－－管式高温妒

图ｌ保护渣粘度测试装置

心．１Ｔｅｓｔ印ｐ锄岫ｆｏｒ

ｔｈｅｖｉ∞∞ｉｔｙ

０ｆ脚舢ｌｄ

ｎｕｘ

襄１粘度测试装置参数和条件

Ｐｓｘ剐ｍｅｔｅｍ

ａｎｄ锨ｌｄｉ６０ｎＢ

６ｆ

ｔｅ畦ａｐｐａｒａｔｕｓｆｏｒＩＩＩｅ

ｖｉ８嘲ｉｔｙ

性质吊杆材质吊杆尺寸测头材质测头尺寸测头转速

Ｉｍｍ

，删

／ｃｙｅ‘伽ｎ一１

参数Ｍｏ

踟ｘ６００

石墨Ｄ１５×１８

１２

性质

吊丝尺寸

，∞

吊丝种类熔渣深度石墨坩锅内仪器常数

／ｕ／ｍⅣ阶Ｓ・＿一ｌ

参数

絮瑟

ｎＭ

∞∞

删２

１．３粘度的测定

实验采用内圆柱体旋转粘度计测定连铸保护渣的粘度［４１，ＭＯＳｉ２高温炉炉膛温度恒定１３００。Ｃ，分多次将预烧结好的渣料加入石墨坩埚送入炉内，待全部熔化后用钼杆将熔渣搅拌均匀。用已知粘度的植物油来确定旋转粘度计的仪器常数Ｋ。测试保护渣牯度时，将石墨测头下降至距离石墨坩埚底部２０ｍｍ处后旋转石墨测头，同时微机数据采集系统开始记录实验数据。实验测定时石墨测头旋转速度为１２

ｅｙｅ／ｒａｉｎｏ

１．４实验方案设计

实验采用二次回归正交设计ｂ】，研究连铸保护

万方数据

渣ＣａＯ／Ｓｉ０２、ＣａＦ２、Ｎａ２０、Ｍｇｏ、ＭｎＯ和ＢａＯ含量等６个因素对粘度的影响，为了提高合金钢保护渣吸收

鸽ｑ能力，要求保护渣中她Ｏ，含量尽量少。但保

护渣原料中或多或少都有Ａｌ：０３灰分，故把ＣａＯ—Ｓｉ０２一Ｎａ２０—ＣａＦ２一Ａ１２０３一Ｍｇｏ—ＭｎＯ—ＢａＯ渣系中Ａ１２０，含量设为定值为３％。根据一般实际保护渣的组分先取ＣａＯ／Ｓｉ０２＝０．６—１．２、ＣａＦ２＝０—

１０％、Ｎａ２０＝０—１０％、ＭｇＯ＝０—１０％、ＭｎＯ＝０—８％

表２实验保护渣成分（质量百分含量）和粘度

Ｔａｂｌｅ２

Ｑ岫酬ｔ蛔∞ａｎｄ

ｖｉ鲫Ｄ６ｉ６璐ｏｆｔｈｅ

ｔｅｓｌ

ｍｏｕｌｄⅡ哪

编

实验设计矩阵，％

粘度

号ｃａｏ，ｓ她

Ｃ啦

Ｎａ２０Ｍｇｏ

ＭｎＯＢａＯ

，ＰＩ・－

ｌ

１．Ｏ１３．０８．４６．４６．４

９．６０．１２０２１．０

１３．０８．４１．６Ｉ．６２．４０．３００３

１．Ｏ１３．Ｏ

３．６

６．４

１．６

９．６Ｏ．２２４４

ｌＯＢｍ３６１．７６．４２．４

０．３１２５１

ＯＬＯ８

４６．４１．６２．４０．４００６

ｌ０

ＬＯ８４

Ｉ．６

６．４

９．６

Ｏ．２９５７

ｌ

Ｏ

ＬＯ３

６６．４６．４

２．４０．３黔

８ｌＯＬＯ３６１．６

１．６９．６

０．４７５９Ｏ７

协ｍ８４６．４１．６

２．４

Ｏ．３６９

ｍＯ

７

Ｂｍ８

４

１．６６．４９．６０．２０ｌＵ

Ｏ７

埒ｍ３６

６．４

６．４

２．４

０．２７０

１２０．７

１３．０３．６

Ｉ．６１．６９．６

Ｏ．３∞

３

０７ＬＯ８

４６．４

６．４

９．６

Ｏ．２７９４

Ｏ

７

ＬＯ

８

４

１．６

１．６２．４

０．５４８

５Ｏ７ＬＯ

３６６．４

Ｉ．６９．６Ｏ．５２３

６

０７

ＬＯ３

６

１．６

６．４２．４０．６６８

７Ｏ

６

吣ｍ６Ｏ４．０４．Ｏ

６．０

０．４５０

１８１．１

１０．０６．０４．０４．０６．Ｏ

０．１∞

侈玑跖￡

Ｏ

ＥＯ乱

０

ｔＯ６．Ｏ

Ｏ．４２５∞

玑：２：２ｍ乱Ｏ钆ＯｔＯ６．ＯＯ．１９９ｎ

乱跖ｍｍ

ＬＯｔＯｔ０６．ＯＯ．”６∞仉

跖

ｍｍ

ｍｍｔＯｔ０６．ＯＤ．２２６

∞

仉聒ｍｍ乱Ｏ

仉

Ｏ

ｔ０

６．０

０．４２９

２４

Ｏ．８５１０．０６．０

８．０４．０

６．０

０．２９５２５Ｏ．跖１０．０６．０

４．０

０．０６．０

０．４５５

２６

０．８５１０．０６．０

４．０

８．０６．０

０．２９ｌ

２７０．８５ｌｏ．０６．０

４．Ｏ４．Ｏ

０．Ｏ０．３８６

２８０．８５１０．０

６．０

４．０４．０

１２．０

０．３００

２９

０．８５

１０，０

６．０４．０

４．０

６．０

０．２９９

．２０．

特钢技术第１６卷第２期

和ＢａＯ＝０—１５％进行了前期实验，测定出其中渣样的最高熔点为１３５８。Ｃ，远远超过连铸保护渣允许的熔点范围。为了使实验研究渣样的配制对生产用保护渣有更多的参考意义，就需要在上述方案基础上降低渣样熔点，这样调整后的方案见表２所示，出现最高熔点的１１号渣为１２３８０Ｃ，出现最低熔点的ｌＯ号渣为１０５３℃，均在实际范围内。故实验渣样组成按表２所示成分设定，其中２９号渣为各组分含量取零水平的配料组成。

ＤＰＳ软件㈨对回归方程进行分析，如表３所示，ｐ值＝Ｏ．０００１＜Ｏ．０５，Ｄｕｒｂｉｎ—Ｗａｔｓｏｎ统计量ｄ＝２．１３１６在２附近，实验数据与回归方程吻合较好。借助以上回归方程，可以预测连铸保护渣的粘度。

表３粘度回归方程的分析

Ｔａｂｌｅ３

Ａｎａｌｙｓｉｓ叩ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎｆｏｒｍｕｌａｆｏｒＹｉ辩∞畸

２实验结果与分析

２．１粘度的回归方程

表２中各实验渣１３００℃下的粘度为０．１２—０．

６６８

为进一步验证该方程的可信度，随机选定三种渣，其成分及粘度测定值、计算值、误差值见表４。误差在保护渣允许的误差范围（±０．０５Ｐａ・８）内，可

Ｐａ・Ｓ，该参数与许多实际生产中使用的保护渣

证明（１）式的正确性。２．２分析与讨论

在上述实验数据基础上，还可分别讨论各组分对保护渣粘度的影响（见图２一图７）。

的粘度相近，说明在表２所示组成范围内，研究保护渣粘度，其结果对实际生产具有参考价值。

粘度与连铸保护渣ＣａＯ／Ｓｉ０２（Ｘ．）、ＣａＦ２含量（五）、Ｎａ２０含量（蜀）、Ｍｇｏ含量（墨）、ＭｎＯ含量（墨）和ＢａＯ含量（瓦）之间的回归方程为：叩舢＝１．３４７３一Ｏ．０６９８Ｘ

３一Ｏ．０９３０Ｘ．

一Ｏ．０３７１Ｘ５一Ｏ．０４３１Ｘ６＋Ｏ．００３２Ｘ：

６２—０．０６３６ＸｌＸ

２

＋Ｏ．００３９Ｘ》Ｏ．０００９Ｘ

＋０．０３０３ＸｌＸ３＋Ｏ．０２１８ＸｌＸ５＋０．００２８Ｘ盏３＋０．００１５Ｘ２Ｘ．＋０。０００６Ｘ２Ｘ６＋Ｏ．００２９Ｘ３Ｘ．一Ｏ．００３６Ｘ３）【５—０．００２４ＸⅨ矿Ｏ．００４７ＸＸ‘

０．８

ＣａＯ／Ｓｉ０２

ｌ

（１）

图２

ＣａＯ／ＳｉＯ，对粘度的影响

Ｏｎ

式（１）中除了ＣａＯ／Ｓｉ０２外，其余各成分均为质

ＦｉＢ．２

ＥｆｆｅｃｔｏｆＣａＯ／Ｓｉ０２ｔｈｅｖｉｓｅｏｓｉｔ’／

量百分数，如当ｃａＦ２含量为７％时，则）【２＝７。用

表４保护渣粘度计算值与实测值的比较

Ｔａｂｌｅ４

Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｂｅｔｗｅｅｎｃａｌｃｕｌａｔｅｄａｎｄｍｅａｓｕｒｅｄｖｉｓｃｏｓｉｔｙ

ＣａＯ／Ｓｉ０２在０．６。１．１范围内，随着ＣａＯ／Ｓｉ０２的增加，连铸保护渣的粘度逐渐降低，见图２。这是因为随着ＣａＯ含量增加、ｓｉ０２含量的降低，连铸保护渣的０２一增加。根据硅酸盐熔渣的结构理论。连铸保护渣的枯性特性主要决定于硅氧四面体网络的连接程度哺１。当熔渣的０２一增加时，就会促使硅氧

阴离子团解体而降低粘度，当熔渣的０２一减少时，就会促使硅氧阴离子团聚合而提高粘度。可促使复杂硅氧阴离子团解体成简单硅氧阴离子团，降低熔渣的粘度。

ｃｆｆ．在５％一１５％范围内，随着ＣａＥ的增加，连铸保护渣的粘度急剧降低，见图３。这是因为

万方数据

２０１０年第２期潘志胜王谦何生平李玉刚：连铸保护渣组分对粘度的影响

・２ｌ・

５

７

９

１１

１３１５

ＣａＦ２／％

图３

ＣａＦ２含量对粘度的影响

心．３

Ｅｆｆｅｃｔ

０ｆｃａＦ２ｏｎ出ｅｄｓｅｏｓｉｔｙ

０．５

０．４

∞

●

母０．３＼ｆ

０．２

０．１

２

４

６

８

如

№因传

图４

Ｎ如Ｏ含量对粘度的影响

Ｆｉｇ．４

Ｅｆｆｅｃｔ０ｆＮ８２０

ｏｎ

ｔＩＩｅ

ｖｉ８ｃ∞崎

０．５

０．４

盘０．３

ｆ

０．２

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０

２

４

６

８

ｌＣｉＯ／≈

图５

ＭｇＯ含量对粘度的影响

Ｆｉｇ．５

Ｅｆｆｅｃｔ０ｆＭｇＯ

０１１

ｔｌＩｅ

ｖｉ∞ｏｓ酊

ＣａＦ２能引入静电势较小而数量较多使硅氧阴离子团解体的Ｆ一离子；另一方面，ＣａＦ２又能与高熔点氧化物ＣａＯ、Ｍｇｏ、Ａ１２０，形成低熔点共晶体。提高熔渣的过热度及均匀性，也使熔渣的粘度大幅降低。

Ｎａ２０在２％一１０％范围内，随着Ｎａ２０的增加，连铸保护渣的粘度逐渐降低，见图４。这是因为Ｎ８２０对粘度的影响可以从两个方面进行考虑，～方面０２一可以增大连铸保护渣的氧硅比，另一方面，

万方数据

乱５

仉４

玑３

∞．叮山＼ｆ

叭２

叭ｌ

０

２

４６

８

Ｍｇｏ／％

图６

ＭｎＯ含量对粘度的影响

Ｆｉｇ．６

ＦＡｔｅｃｔｏｆＭｎＯ

ｏｎ

ｔＩＩｅ

ｖｉ８ｃ０Ｂｉ哆

０．５

Ｏ・４

∞

二ｏ．３

之

ｆ

０・２

０．１

０３６９１２

＆Ｄ／％

图７

ＢａＯ含量对粘度的影响

Ｆｉｇ．７

Ｅｆｆｅｃｔ０ｆＢａＯ

ｏｎ

ｔｈｅ

ｖｉｓｃ商ｔｙ

Ｎａ＋可以和硅氧四面体的一角成键，阻止硅氧四面

体形成网络链或使网络链断开”ｌ。

Ｍｇｏ在０—５％范围内，随着Ｍｇｏ的增加，连铸保护渣的粘度逐渐降低，在５％一８％范围内，随着Ｍｇｏ的增加，连铸保护渣的粘度基本不变，见图５。这是因为ＭｇＯ能使硅氧阴离子团解体，并且Ｍｇｏ能

与Ａ１：０＂Ｓｉ０２形成一系列熔点较低的化合物，如黄

长石、镁蔷薇辉石、钙镁橄榄石等。Ｍｇｏ含量不能太高，否则形成高熔点的方镁石，在熔渣中难溶解会使熔渣的粘度升高。

ＭｎＯ在０—５％范围内，随着ＭｎＯ的增加，连铸保护渣的粘度逐渐降低，在５％。８％范围内，随着ＭｎＯ的增加，连铸保护渣的粘度基本不变，见图６。这是因为ＭｎＯ能向保护渣熔渣提供０２一，能在一定程度上使复杂硅氧阴离子团解体，离子半径变小，熔渣粘流活化能降低，因而使保护渣粘度降低，另外，其能形成低熔点的锰橄榄石，降低了保护渣的熔化温度，使熔渣在较宽的温度范围内保持均匀液态，从

・２２・

特钢技术

第１６卷第２期

（３）连铸保护渣的粘度随着渣中Ｍｇｏ（０。

而降低保护渣的粘度。

ＢａＯ在０．７％范围内，随着ＢａＯ的增加，连铸保护渣的粘度逐渐降低，在７％一１２％范围内，随着ＢａＯ的增加。连铸保护渣的粘度基本不变，见图７。Ｂａ和Ｃａ是同一族元素，Ｂａ２＋离子半径（Ｉ．４３×１０‘１０ｍ）大于Ｃａ２＋离子半径（Ｉ．０１

Ｘ

５％）、ＭｎＯ（０—５％）、ＢａＯ（０—７％）含量的增加而减少。在ＭｇＯ（５％一８％）、ＭｎＯ（５％一８％）、ＢａＯ（７％。１２％）范围内，连铸保护渣的粘度基本不变。

参考文献

［１】迟景灏，甘永年主蝙．连＊保护渣［Ｍ】．沈阳：东北大学出麓社．

１９９３．５４—６７

１０。１０ｍ），Ｂａ２＋比Ｃｆ＋

的静电势小。Ｂａ２＋对０２一的束缚能力小，ＢａＯ向渣内提供０２一的能力大于ＣａＯ，因此，ＢａＯ加入使熔渣的粘度降低。

［２】王家荫。迟景潼．舍铝钢连铸保护渣的研究［Ｊ】．重庆大学学报，

１９８８．（４）：６－－－１３．

［３】魏庆成，丁运乔。彭可雕．含ＢａＯ保护渣熔点及粘度的研究［Ｊ】．

重庆大学学报，１９９５，（４）：１１０＂－－１１４．

［４】ＹＢ／Ｔ１８５—２００１，连铸保护渣物理试验方法一连旖保护渣粘度

测试方法［ｓ１．

［５】詹启艾。冯明光嫡著．实用统计分析及其ＤＩＳ数据处理系境

［Ｍ】．北京：科学出收社，２００２

［６】饶东生主垴．硅馥盐物理化学［Ｍ】．北京：冶金工业出版社，

１９９１．５３—６８

３结论

（１）在本实验条件下，连铸保护渣的粘度与ＣａＯ／Ｓｉ０２、Ｎａ２０含量、ＣａＦ２含量、Ｍｇｏ含量、ＭｎＯ含量和ＢａＯ含量的回归方程用ＤＰＳ软件进行分析，Ｐ值＝０．０００１＜０．０５，Ｄｕｒｂｉｎ—Ｗａｔｓｏｎ统计量ｄ＝２．１３１６在２附近，回归方程可信；利用二次回归方程，可以预测连铸保护渣的粘度。

（２）连铸保护渣的粘度随着渣中ＣａＯ／Ｓｉ０２、ＣａＦ２含量、Ｎａ２０含量的增加而减小。

［７】刘承羊．朱英雄，姜茂发。王云生．ＣｓＯ—Ｓｊ０２一№０一如Ｆ２一

＾１２０３一ＭｓＯ保护渣系的＾１２０３吸收速率和粘度［Ｊ】．炼钢，２００１．（３）：４２—４６．

式≤篮缢《羞髻Ｃ镒§篮谨≤蓝ｇ篮§茁镒镒镒≤篮ａ式《Ｉ盂§式ｇ蓝毯§蓝≤蓝≤式缢§式谨盘ｅ醢§式≤醢ｇ篮ｇ蓝Ｅ篮｛苴锰＆置￡菡≤蓝≤茁ｇ式隘§蓝《茁§篮§茁≤篮ｊ’菡盘Ｃ￡菡《（上接第１４页）

后５批的合格概率在９７％以上，其横向Ａｋｕ２的实测值较高，所以应用回归方程预报每批钢的合格概率具有指导意义。

３。２利用回归方程式制定成分控制规范

ＧＪＢｌ６３Ｂ一２００５技术条件Ｓ２０Ａ钢化学成分控制范围的要求是Ｃ：０．１６％一０．２２％，Ｍｎ：０．２５％一Ｏ．５０％，Ｓ≤０．０２０％，其横向Ａｋｕ２的要求是不小于４７Ｊ（优选），北满特钢公司现行厂控规范为Ｃ：０．１６％。０．１９％、Ｓ≤０．０１９％、Ｃ＋Ｓ≤３５（ｃ以１／１００００计，Ｓ

以１／１０００００ｉｔ）。此时如果Ｃ：０．１９％、Ｓ：０．０１６％、

Ｙ——回归值；Ｙ。——标准要求值。

所以Ａｋｕ２应达到７３．４Ｊ以上，由此可制定成分控制规范为：Ｃ≤Ｏ．１６％一０．１９％，Ｓ≤０．０１５％，Ｍｎ：

０・２５％＿０・３５％。

’

＾

齄论；口比

（１）影响Ｓ２０Ａ钢横向Ａｋｕ２的主要化学成分因

素为：Ｃ、Ｍｎ、Ｓ三元素的含量，其关系式为：Ａｋｕ２＝３２５．７—６４９・６［ｃ卜一２１０．１［Ｍｎ］一３７５７・６［Ｓ］，式中Ａｋｕ２单位为Ｊ，ｃ、Ｍｎ、Ｓ单位为％（砒）。

（２）如果把Ｃ、Ｍｎ、Ｓ三元素的含量控制在下列范围内Ｓ２０Ａ钢（优选）横向Ａｋｕ２的合格率可达到

Ｍｎ：０．４０％（平均值），Ａｋｕ２为最小值，代入方程得５８Ｊ。此时的合格概率可计算为：

Ｋ

２

２Ｆ

４８—４７

盯

２

０．６９

９５％／２．２上，即Ｃ：０．１一％。０．１９％，Ｍ：０．２５％．００工．层ｐＬ：．１％一．

３５％，Ｓ≤０．０１５％。

，

Ｍｎ

：．

一．

．

查口表ｎ１得口＝０．２４，所以合格率为７６％。与上一年实际合格率７５．４％相一致，是很低的。要使横

参考文献

向Ａｋｕ２的合格率提高到９５％以上。必须满足下式：ｈｉ正交设计与回归分析［Ｍ】・上海：上海科学技术出版社

，，嘞／６扎６４

式中：

恐：≯跚椭衄舳触ｍＬ蠊凇“姐秕

Ｘ

Ｙ≥Ｙｏ＋１．６４６≤４７＋１．６４１６．０＝７３．４（Ｊ）

［３１魏柏椿。宛农等．油井管用ＡＳＴＭ４１３７钢的冶炼工艺及质量［Ｊ】．特殊钢．２０００。（６）：３６

万方数据

连铸保护渣组分对粘度的影响

作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：

潘志胜， 王谦， 何生平， 李玉刚， Pan Zhi-sheng， Wang Qian， He Shengping， Li Yugang

重庆大学材料科学与工程学院,重庆,400044特钢技术

SPECIAL STEEL TECHNOLOGY2010,16(2)

参考文献(7条)

1. 迟景灏;甘永年 连铸保护渣 1993

2. 王家荫;迟景灏 含铝钢连铸保护渣的研究 1988(04)

3. 魏庆成;丁运乔;彭可雕 含BaO保护渣熔点及粘度的研究 1995(04)4. YB/T 185-2001.连铸保护渣物理试验方法-连铸保护渣粘度测试方法 20015. 唐启义;冯明光 实用统计分析及其DPS数据处理系统 20026. 饶东生 硅酸盐物理化学 1991

7. 刘承军;朱英雄;姜茂发;王云盛 CaO-SiO2-Na2O-CaF2-Al2O3-MgO保护渣系的Al2O3吸收速率和粘度[期刊论文]-炼钢 2001(03)

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4. 万爱珍. 朱立光. 王硕明. Wan Aizhen. Zhu Liguang. Wang Shuoming 连铸保护渣粘度特性及机理研究[期刊论文]-炼钢2000,16(2)

5. 申俊峰. 戚龙水. Shen Junfeng. Qi Longshui 结晶器保护渣的熔融-凝固机理[期刊论文]-炼钢2000,16(4)6. 张晨. 朱祖民. ZHANG Chen. ZHU Zumin 热丝法在保护渣熔化特性研究上的应用[期刊论文]-连铸2005(3)7. 高爱民 连铸保护渣渣膜润滑的研究现状[期刊论文]-河北理工学院学报2003,25(1)8. 蔡娥. 谢兵. 王水波. 王雨 用热台显微镜研究保护渣结晶温度[会议论文]-2006

9. 刘克明. 王福明. 李文超. 谢丽君. 郭宇艳 高炉渣合成Ca€杸朣ialon€朣iC粉的热力学分析及工艺优化[期刊论文]-北京科技大学学报2001,23(5)

10. 王健. 关勇. 郭惠久 连铸保护渣技术的发展和应用[期刊论文]-鞍钢技术2004(2)

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