变温过程渣钢界面张力的演变行为

摘要

结晶器内的渣钢界面张力对于卷渣行为、弯月面形状及振痕的产生行为和结晶器保护渣的流入行为均具有重要影响，进而影响连铸坯的洁净度和表面质量。结晶器内渣钢界面存在连续的温度变化，研究温度变化过程中渣钢界面的演变规律，对于进一步解析结晶器内渣钢界面的复杂冶金行为进而指导连铸工艺参数的优化和提高铸坯质量具有重要意义。 本研究首先依据静滴法表面张力测定原理，结合了图像处理技术，采用液滴轮廓拟合技术开发了静滴法表面张力计算程序，并通过实验进行了验证，结果表明，所开发的程序计算精度较高，运行稳定可靠。 应用所开发的表面张力计算程序，测定了典型商品钢种及其对应的结晶器保护渣的表面张力。结果表明，在液相线温度以上，Q235B钢和SPHC钢表面张力随着温度的升高而增大，X70钢、Q195L钢及DQ2J钢表面张力随着温度升高而减小;其中Q235B钢、SPHC钢、X70钢和Q195L钢的表面张力变化幅度较小，分别为100mN·m-1、133mN·m-1、81mN·m-1和39mN·m-1，而DQ2J钢表面张力变化幅度较大，为1350mN·m-1;在液固相线温度之间，钢的表面张力随温度的降低呈现不同程度的减小趋势。随着温度的升高，各结晶器保护渣的表面张力均呈现逐渐减小的趋势，在1100～1400℃内，表面张力变化幅度在100～200mN·m-1之间。 在渣钢表面张力测定结果的基础上，根据结晶器保护渣化学成分估算了渣钢界面张力系数，计算了渣钢界面张力。结果表明，由于钢的表面张力显著高于其对应结晶器保护渣，渣钢界面张力主要决定于钢的表面张力，且其随温度的变化趋势与钢表面张力的变化趋势一致，但其变化幅度有所减小。

目录

声明

摘要

1．1课题研究背景

1．2课题研究目的及意义

1．3课题研究内容

2．1表面张力

2．1．1钢液表面张力及影响因素

2．1．2熔渣表面张力及影响因素

2．1．3表面张力的测定方法

2．2渣钢界面张力

2．2．1钢液成分对渣钢界面张力的影响

2．2．2熔渣组元对渣钢界面张力的影响

2．2．3温度对渣钢界面张力的影响

2．2．4界面张力测定方法

2．3文献评述

第3章变温过程渣钢表面张力的演变行为

3．1表面张力测定方法及程序开发

3．1．1静滴法表面张力测定原理

3．1．2表面张力计算程序开发

3．2表面张力计算程序验证

3．2．1验证方案

3．2．2表面张力测定结果比较

3．3渣钢表面张力演变行为

3．3．1研究方案

3．3．2钢表面张力演变行为

3．3．3结晶器保护渣表面张力演变行为

3．4本章小结

第4章变温过程渣钢界面张力的演变行为

4．1界面张力的计算方法

4．2界面张力系数函ΦMS的确定

4．3保护渣表面张力处理

4．4渣钢界面张力演变行为

4．5本章小结

第5章结论

参考文献

致谢