第11卷第2期 2011年4月
过程工程学报
The Chinese Joumal of Process Engineering
结晶器保护渣渣膜结构的模拟研究杨波，唐萍，文光华，朱辛白，于雄
(重庆大学材料科学与工程学院，重庆400044)
Vol.11 No.2 Apr.2011
摘要：通过获得现场不同位置及由结晶器湾膜热流模拟仪获得不同时刻的湾膜，对比分析了湾膜的厚度、结晶率、晶体的分布、大小、类型，结果表明，结晶器渣膜热流模拟仪铜探头浸入45s时获得的实验室渣膜与现场弯月面附近 45s的现场渣膜厚度和结晶率相当；现场渣膜随位置在晶体分布上演变规律与实验渣膜随时间的演变类似；现场渣膜与实验室渣膜的品体的类型相同，但是晶体大小还存在差异，因此，可以通过结晶器渣膜热流模拟仪方便、有效的模拟实际结晶器内保护渣清膜的结晶行为，
关键词：保护渣：厚度：结品率：渣膜结构；渣膜热流模拟仪
中图分类号：TF777.7 1前言
文献标识码：A
文章编号：1009-606X(2011)02-0349-06
来研究保护渣渣膜特征对传热的影响[12]这样虽然可以研究实际生产过程中的渣膜特征，但是渣膜的获得过
保护渣是连铸过程中使用的关键材料之一，其主要功能是防止钢液二次氧化、绝热保温、吸收钢液中上浮夹杂物、润滑铸坏、控制铸坏向结晶器水平传热，其中，润滑铸坏和控制水平传热两项功能直接影响铸坏质量和工艺顺行，连铸过程中的主要问题是纵裂纹和粘结满钢，解决纵裂纹的关键是控制结晶器与铸坏之间的水平传热(})，而粘结漏钢是由于结晶器与铸坏之间缺少润滑和没有形成足够的坏壳厚度而产生的[3]，总的说来，纵裂纹和粘结漏钢的发生均与结晶器和铸坏之间的水平传热相关
结晶器与铸坏之间的热阻依次包括坏壳的热阻、保
护的热阻、保护落与结晶器壁之间的界面热阻、结晶器的热阻、冷却水的热阻，其中，保护渣的热阻及界面热阻占主要部分，因此，保护渣的传热特性对结晶器水平传热的具有显著影响。结晶器内通过保护渣渣膜传热非常复杂，一般涉及两种机理：晶格或声子传导传热和辐射传热4，渣膜的导热与渣膜厚度和结构直接相关。渣膜结晶将增大消光系数，从而降低渣膜的辐射传热许多研究者[6-8研究得出界面热阻的值约为 4x10-~10x10-*m/kW.Cho等19的研究得出界面热阻随渣膜厚度的增加而线性增加.另外，Taylor等("o),Riboud 等(研究矿物特征对铸坏裂纹的影响时发现，不同矿物具有不同的导热系数，按照导热系数的大小排列，硅灰石>钙黄长石>枪晶石>覆石．因此，影响保护渣传热的两个主要因素为：渣膜厚度、固态渣膜的特征(包括渣膜结晶率、晶体类型、分布、尺寸)
许多研究者通过从结晶器中取得保护渣固态渣膜
程比较紧项，而且不能有效地研究渣膜对保护清传热特性的影响.巴均涛等(13)开发出了结晶器渣膜热流模拟仪来研究保护清的传热该方法能在实验室获得固态渣膜，具有操作简单、实验重现性高的优点.但是，目前还存在如确定获得与实际过程相似的渣膜结构的问题本工作将利用结晶器清膜热流模拟仪获取不同时刻的澄膜，与现场取得的渣膜进行对比，分析查膜热流模拟获得的渣膜是否能模拟实际结晶器中渣膜，并确定渣膜热流仪合适的渣膜获取时间.
2实验 2.1材料
以某厂板坏中碳钢保护实际使用保护渣为研究对象，其主要化学成分及性质如表1所示，在该厂实际结晶器中选取了4个位置的渣膜，以备观察之用.4个位置分别为：将结品器宽面中心部位渣圈清理干净后开始计时，当液渣重新在结晶器壁沉积45s后取出该位置固态清膜（记为弯月面附近45s)：当液面下降后，获取粘附在结晶器壁上距原弯月面50和100mm的固态渣膜(分别记为距弯月面50mm、距弯月面100mm)：在结晶器下口收集从结晶器掉落的固态渣膜(记为结晶器尾部). 2.2实验设备
结晶器内渣膜热流模拟仪(HF-200，自主研发)
X射线衍射仪(D/max2500，日本Rigaku公司). 2.3实验方法
将500g的现厂保护渣在实验室脱碳，称取350g
收稿日期：2010-08-19.修回日期：2010-11-21
基金项目：国家白然科学基金资助项目(编号：50874125)：重庆市自然科学基金资助项目(编号：CSTC2008BB4036)
作者简介：杨波(1988-)，男，贵州省安龙县人，硕士研究生，冶金工程专业；唐潭，通讯联系人，E-mail:tpingcqu.edu.cn.
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