B2O3对CaO-Al2O3-SiO2基连铸保护渣性能及结构的影响

摘要

采用热力学软件计算了CaO-Al2 O3-SiO2三元相图和CaO-Al2 O3-B2 O3-SiO2四元相图.根据低熔点选择原则,确定了B2 O3和CaO-Al2 O3-SiO2渣系主要成分的具体含量.采用Brookfield旋转黏度计和DHTT-Ⅱ型熔化结晶温度测定仪对不同B2 O3含量保护渣的熔化性能和结晶性能进行了实验研究.进一步采用分子动力学软件对熔渣进行模拟,分析了保护渣的微观结构,深入探讨了保护渣性能与结构之间的关系.结果表明,B2 O3对CaO-Al2 O3-SiO2渣系的黏度和转折温度有着重要的影响.当B2 O3含量不高于9％时,保护渣的黏度和转折温度随着B2 O3含量的提高显著降低.保护渣中B2 O3含量的提高导致保护渣结晶孕育时间和完全结晶时间延长.相对于Al-O和Si-O配位结构,B-O配位结构最为稳定.体系中B离子可以代替Si、Al离子,形成B-O三配位结构与B-O四配位结构,体系结构由紧密的架状结构转变为松弛的层状结构,熔渣聚合度降低、黏度也降低.