B₂O₃对CaO-Al₂O₃-SiO₂基连铸保护渣性能及结构的影响

王杏娟^1,2，靳贺斌^1,2，朱立光^1,2，朴占龙^2,3，王博^1,2，曲硕^1,2

1. 华北理工大学冶金与能源学院2. 河北省高品质钢连铸工程技术研究中心3. 北京科技大学冶金与生态工程学院

摘 要：采用热力学软件计算了Ca O-Al₂O₃-Si O₂三元相图和Ca O-Al₂O₃-B₂O₃-Si O₂四元相图。根据低熔点选择原则,确定了B₂O₃和Ca O-Al₂O₃-Si O₂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B₂O₃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,B₂O₃对Ca O-Al₂O₃-Si O₂渣系的黏度和转折温度有着重要的影响。当B₂O₃含量不高于9%时,保护渣的黏度和转折温度随着B₂O₃含量的提高显著降低。保护渣中B₂O₃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。

关键词：保护渣;黏度;三氧化二硼;微结构;分子动力学计算;