连铸保护渣中氟逸出的研究

摘要

氟化物对于连铸保护渣的性能有重要的影响，但连铸保护渣中氟的存在会导致环境污染，引起相关设备的腐蚀，氟化物的负面影响不容忽视。为了降低氟化物对环境的严重危害及影响，本课题特别地针对连铸二冷水的污染情况，对连铸车间现场的循环水以及铸机工作时的冷却水进行了比较全面的取样分析，用离子选择电极法检测了连铸现场用水的氟离子含量，并测试和了各水样的pH值。 课题模拟连铸结晶器保护渣高温下被水冷却的情形，采用工业用渣和分析纯化学原料配制的实验渣，用单纯形法设计试验，初步研究连铸保护渣中氟的浸出规律，利用水淬溶液中氟离子浓度的等值线，分析保护渣中F、Li2O、B2O3含量对保护渣水淬液中氟离子含量的影响趋势。并进一步用6因素5水平的正交回归设计实验，研究水样中氟离子浸出及各个组分对保护渣中氟化物在水中淬出的影响，为确定环保型保护渣配方及确定保护渣最佳氟含量奠定基础。试验还用含氟和无氟水样，对金属样片进行了浸泡腐蚀实验，通过腐蚀结果样的外观和失重对比，发现含氟水溶液对金属的腐蚀要比不含氟离子的水样严重。 对连铸冷却水调查表明，连铸车间循环水中氟离子含量均超出国家规定工业外排水标准（≦10mg/L），且连铸车间使用的循环水没有降氟处理环节；使用低氟保护渣，二冷水中F－浓度增幅为1.2 mg/L，水样呈中性；使用高氟保护渣，二冷水中F－浓度增幅为24.3～57.9 mg/L，水样呈酸性。保护渣中氟含量越高，保护渣在水中的浸泡时间越长，渣中氟向水中的转移量就越多，水淬液中的氟离子含量与渣浸泡时间呈正比。 通过实验室研究得知：Li2O、B2O3、TiO2、MnO、Na2O对保护渣的粘度、熔化温度和水淬液中氟离子含量有一定影响；现场调查和实验室研究表明，控制保护渣中氟不超过3％wt，会减少保护渣氟在二冷水中的浸出，使排污水氟含量满足国家环境排放标准。论文的研究结果对环保型连铸保护渣的开发具有重要的指导意义。