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中间包覆盖剂作为中间包冶金重要的辅助材料直接影响中间包冶金功能的发挥。而理化性能是中间包覆盖剂能否发挥其冶金功能最重要的影响因素。适宜的理化性能可以保证钢液面上形成稳定的渣层结构,并很好的发挥中间包吸收夹杂物和绝热保温等冶金功能。化学组成不同,酸性、中性和碱性中间包覆盖剂的理化性能也各不相同。而中间包覆盖剂在吸收非金属夹杂物后,其理化性能也必然发生变化,影响其冶金功能。 本文以酸性、中性和碱性中间包覆盖剂为研究对象,通过实验室的高温模拟实验,结合化学分析,并采用结晶动力学知识,系统地研究碱度对中间包覆盖剂熔化性能、结晶性能和溶解吸收Al2O3能力的影响。在本实验条件下,得到如下结论: (1)随着CaO/SiO2的增加,中间包覆盖剂的开始熔化温度、完全熔化温度和熔化时间先增大后减小,在CaO/SiO2为2时分别达到最大值1331℃、1393℃和20s。 (2)随着温度的增加,CaO/SiO2为0.5和10的中间包覆盖剂的结晶时间在1100℃时达到最大值分别为1865s和160s。结晶化率随着温度的增加逐渐降低,当实验温度为1400℃时,结晶化率为0。 (3)碱性中间包覆盖剂的结晶开始温度为1355℃远远大于酸性中间包覆盖剂的结晶开始温度1079℃。 (4)采用Jeziorny和Kissinger修正方法,得到碱性和酸性中间包覆盖剂在非等温条件下结晶的动力学方程。通过验证,采用Jeziorny法修正得到的非等温结晶动力学方程更能准确的描述中间包覆盖剂在非等温条件下的结晶过程。 (5) CaO/SiO2为0.5的酸性中间包覆盖剂基本不能溶解吸收Al2O3。CaO/SiO2为10的碱性中间包覆盖剂具有很好的溶解吸收Al2O3的能力。溶解吸收Al2O3的速度随吸收量的增加而降低。 (6)溶解吸收Al2O3后,碱性中间包覆盖剂的熔点和结晶温度下降,结晶化率增加,在各冷却速率条件下均达到了100%。 (7)碱性中间包覆盖剂结晶温度过高是结壳产生的主要原因。需在保证其熔化温度的前提下,增加渣系的熔化时间,降低其结晶温度。酸性中间包覆盖剂应调整其成分,在保证熔化时间的前提下适当提高熔化温度。