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                      ?;ぴ越胧剿谀筒那质吹睦砺刍?/p> 发布日期: 2020-11-13 10:38:48    阅读量(113)    作者:

                      连铸?;ぴ越胧剿诘那质?,主要是?;ぴ胨谀筒牡母髦治锢砘ё饔煤蟮贾碌慕峁?,?;ぴ虢胧剿谥苯拥南嗷プ饔弥饕幸韵录钢窒窒?。

                      ①在?;ぴ运谀突鸩牧系那质慈芙馑俾屎艽?,而?;ぴ榉衷谙蛩谀筒哪诓糠⑸|移的速度很小的时候,由于水耐材中的氧化物溶解在?;ぴ?,在水口壁面上形成的接触层渣膜会达到饱和状态,此时水口耐材中氧化物的溶解会受到抑制而减小?;ぴ运谀筒牡那质慈芙?。但是由于连铸结晶器的振动作用?;ぴ胨谀筒拇τ谙喽栽硕?,在水口壁面上形成的接触层有可能会被冲刷或者流淌掉,而且有可能会带走未被侵蚀溶解的耐材粗大颗粒,造成耐材的侵蚀,这个过程产生的侵蚀被称作水口耐材的冲蚀。冲蚀过程之后又会在壁面上形成新的接触层。

                      ②在?;ぴ运谀筒牡那质慈芙馑俾屎苄〉氖焙?,?;ぴ嵫刈潘诒旧硭钠滓约八谀筒闹刑嫉难趸笮纬傻耐ǖ狼秩胨诨迥诓?,并且与水口耐材的组分发生复杂的化学反应,同时会增加在水口耐材内部的液相总量。

                      当?;ぴ胨谀筒闹涞姆从ξ┥⒐淌?,此时可以用菲克第二定律来表示:


                      (1)

                      对于二阶微分方程(1.9)的解主要取决于边界条件,但是由于边界条件比较复杂,很多情况下都难以确定。所以需要对其进行简化处理,将?;ぴ运谀筒牡那质慈芙夥从Φ弊魇侨芙獾奈榷ɡ┥⒐?,并且假设在这个过程中浓度梯度是不发生改变的,那么单位时间内溶解的物质的量与单位面积的比值:流通量丄可以通过菲克第一定律方程(1.10)来计算:


                      (2)

                      在上述情况下,可以表示为下面的形式:


                      (3)

                      式中:dc/dt-在?;ぴ凶榉值谋浠俣?DS-水口耐材中组分的扩散系数,该系数主要取决于水口耐材及?;ぴ淖榉?、性能以及温度;S-水口耐材与?;ぴ涞慕哟ッ婊?X-边界层的厚度;Co-水口耐材中组分在?;ぴ械谋ズ团ǘ?C-分别为水口耐材组分在?;ぴ械牧魈逝ǘ?。

                      ③连铸?;ぴ越胧剿谀筒闹械难趸锏那质慈芙?,可以看作两个部分。如果相界面处的化学反应速率最小时,说明这时界面处的化学反应为限制性环节。如果扩散处于最慢时,说明这时扩散为限制性环节。温度对化学反应以及扩散均有影响,其中化学反应速率受温度的影响是比较大的,相对运动速率对扩散速率影响比较大,而温度对扩散的影响却是比较小的。

                      因此,?;ぴ胨谀筒闹浞⑸髦指丛踊Х从Φ墓讨型贝嬖谧鸥髯榉值牟欢细掠朕|移过程。为了揭示?;ぴ运谀筒牡某迨辞榭?,通??梢圆捎没Я魈宥ρУ姆椒ɡ窗镏治?。

                      一般来说?;ぴ虢胧剿谀筒闹涞姆从ξ植康幕Х从?,由动力学分析可以知道其动力学曲线为S形,化学反应速率将达到最大值。在最初阶段也就是所谓的感应阶段,其化学反应速率是很低的。之后,随着反应的不断进行,反应速率开始不断增加。当化学反应速率处于最大的时候,?;ぴ胨谀筒闹涓飨嗟姆纸缑娼鸾ケ湫?,同时化学反应速率也将逐渐减小。在?;ぴ胨谀筒慕哟ド辖械木植炕Х从κ辈痪鹊?,可以按照链式局部分支机理进行讨论。在表面上存在一定的缺陷,在缺陷内部的原子向液渣迀移时将产生新的反应区域,与原来在该区域比较远的活性原子结合在一起又形成新的反应区。这种链式反应会是水口耐材中的组会发生裂解细碎化,进一步导致水口耐材的侵蚀。

                      连铸过程中?;ぴ越胧剿诘那质词欠浅8丛拥奈锢砘Ч?,因此可以下面的参数来表征:

                      ①热动力学指数△Gt

                      它是耐火材料,?;ぴ案种浞⑸姆从Φ募妓棺杂赡?。如果一定温度及实际压力下反应的吉布斯自由能值△G为负值,即△Gt<0时,则认为水口耐材与?;ぴ榉只蚋炙溆锌赡芊⑸从?。但是,并不是总需要确定△G值。最简单的方法便是,在标准条件下按△G2098的值及其正负符合来判断发生反应的可能性。如果某个化学反应△Gt<0,则该反应是可能发生的,不仅在标准条件下,而且在其他条件也能自然发生反应。但是固体氧化物的△G0298值不仅取决于实际压力PO2,而且还取决于氧化物中的原子数(M2O、MO、M2O3、MO2等)及结晶形态,因此如果按照△G2098值的正负来判断反应是否发生具有一定的局限性,一般只能用于简单的氧化物。在一定的温度以及压力下,元素的热动力学稳定性是具有一定的排序的,如果某元素能够形成的氧化物稳定性是比较强的,那么此元素便可以从稳定性比较差氧化物中夺取氧,形成稳定氧化物,发生交换反应。?;ぴ胨谀筒闹湟不岱⑸庋姆从?,?;ぴ凶榉挚梢源铀谀筒闹形榷ㄐ员冉系偷难趸镏卸崛⊙?,将发生下列反应:

                      M'O+M=MO+M'(4)

                      另外可以根据这个反应的吉布斯自由能的下降值的大小来表征水口耐材的抗?;ぴ质吹哪芰Υ笮。?

                      △G0T=△G0T(M'O)-△0T(MO)(5)

                      系统吉布斯自由能如果下降得越多,表明水口耐材抵抗?;ぴ质吹哪芰υ饺?相反如果系统吉布斯自由能变化并不明显,则表明水口耐材抗?;ぴ质吹哪芰υ角?,越能适应连铸结晶器浸入式水口使用的恶劣环境。

                      ②能量指数

                      能量指数指的是M耐与O之间,M熔渣与O之间的平均能量也就是体积能量指数。在熔融?;ぴ虢胧剿谀筒慕哟サ慕缑嫔?,会发生各种复杂的化学反应,M耐与O之间,M熔渣与O之间的化学键将发生断裂产生能量,然后将按照M’耐-O-M’熔体系统产生化学键。

                      ③表面能指数cosθ

                      连铸浸入式水口耐火材料与?;ぴ涞姆从τ朐谒谀筒谋砻娣⑸娜笫?、流淌、渗透及其他过程息息相关,并且润湿在发生各种复杂的化学反应之前的。这些过程发生的可能性及其速度取决于接触角的余弦值cosθ,而cosθ又取决于发生反应物质之间的能量的比值。当?;ぴ胨谀筒慕哟ソ堑挠嘞抑礳osθ大于0,即cosθ>0时,?;ぴ运谀筒姆⑸笫徒?,自由能将减小;而当cosθ<0时,则很难或者不发生润湿行为;当接触角为180°的时候,从理论上来说将会发生完全润湿。连铸?;ぴ越胧侥筒牡那质词且匀笫疤岬?。

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