本页面详细介绍了连铸保护渣的主要化学成分检测项目和分析方法,包括二氧化硅、氧化铝、氧化钙、碳等10余种关键指标的测试要求,以及熔融温度、粘度、粒度等理化性能检测,并列···
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连铸保护渣是一种人工合成的无机熔渣材料,主要用于连铸机铸坯过程中保护铸坯表面。在高温状态下,保护渣熔融形成流动性良好的渣液,可以完全覆盖在钢水表面,隔绝空气接触形成氧化皮,保护钢水不被氧化和氮化。
连铸保护渣的主要成分包括硅酸盐、铝酸盐、钙基化合物、碱金属化合物等。通过调节化学成分,可以赋予保护渣具有适当的熔化温度、粘度、化学惰性等理化特性,满足工艺要求。
优质的连铸保护渣不仅能有效防止钢水氧化和氮化,还能促进排渣、控制介质化学传递、减少热损失和防止冷爆等,对保证连铸坯质量和生产效率至关重要。
连铸保护渣主要应用于现代钢铁冶炼的连续铸钢工艺,具体包括:
普通碳素钢连铸
特种合金钢连铸
不锈钢连铸
有色金属连铸
此外,连铸保护渣还可应用于一些其他冶金或热处理工艺,如钢錾、锻造、热加工和金属热处理等过程,起到防氧化和保护金属表面的作用。
总的来说,连铸保护渣是连铸工艺中不可或缺的关键材料,对于提高钢材质量、降低生产能耗和减少污染排放具有重要意义。随着钢铁行业对质量要求的不断提高,连铸保护渣的应用将更加广泛。
二氧化硅是连铸保护渣的主要成分之一,其含量直接影响渣的化学性质和热学性能。
测定方法采用高氯酸脱水重量法,先用高氯酸完全溶解渣样,除去二氧化硅外的其他组分,再用无水硅酸钠溶液定量沉淀二氧化硅,加热至恒重,计算二氧化硅含量。
参考标准:
• 连铸保护渣 二氧化硅含量的测定 高氯酸脱水重量法 YB/T 190.1-2015
氧化铝同样是保护渣的主要成分,含量影响渣的流动性和熔融温度等关键性能。
采用EDTA滴定法测定,先溶解渣样并去除干扰离子,在醋酸盐缓冲溶液中用EDTA溶液直接滴定铝离子,根据消耗的EDTA量计算氧化铝含量。
参考标准:
• 连铸保护渣 氧化铝含量的测定 EDTA滴定法 YB/T 190.2-2015
总钙含量反映了保护渣中所有钙化合物的总量,对渣的熔融温度、粘度和化学活性等均有影响。
采用EGTA滴定法,先将渣样完全溶解后直接用EGTA溶液滴定,测出总钙离子量,计算总钙含量。该方法条件温和,测定准确。
参考标准:
• 连铸保护渣 总钙含量的测定 EGTA滴定法 YB/T 190.3-2015
氧化镁是保护渣中的常见组分,含量过高会降低渣的流动性,但适量则有利于提高渣的熔点和粘度。
测定方法采用CyDTA滴定法,先除去干扰离子,再在氨盐缓冲溶液中用CyDTA溶液直接滴定镁离子,根据消耗量计算氧化镁含量。
参考标准:
• 连铸保护渣 氧化镁含量的测定 CyDTA滴定法 YB/T 190.4-2015
氧化钾和氧化钠是连铸保护渣中的常见碱性氧化物,对渣的熔融温度、粘度和化学活性有较大影响。
采用火焰原子吸收光谱法,先溶解渣样并除去干扰离子,利用特征光谱测定钾离子和钠离子含量,分别计算出氧化钾和氧化钠的含量。
参考标准:
• 连铸保护渣 氧化钾、氧化钠含量的测定 火焰原子吸收法 YB/T 190.5-2016
游离碳是指保护渣中未与其他元素结合的碳,过量游离碳会降低渣的流动性和防氧化能力。
采用燃烧气体容量法和红外线吸收法,将渣样在高温下完全燃烧,测量燃烧产生的CO2和CO气体体积或红外吸收值,根据计算公式得到游离碳含量。
参考标准:
• 连铸保护渣 游离碳含量的测定 燃烧气体容量法和红外线吸收法 YB/T 190.6-2014
总碳含量反映了保护渣中所有碳的总量,包括游离碳、碳酸盐等形式。过高或过低均会影响渣的性能。
测定方法与上述游离碳含量测定相同,都是基于高温燃烧后测量燃烧气体,只是总碳须在更高温度下完全燃烧才能测出全部碳量。
参考标准:
• 连铸保护渣 总碳含量的测定 燃烧气体容量法和红外线吸收法 YB/T 190.7-2014
一些连铸保护渣中含有少量铁元素,铁元素会影响渣的熔融温度、粘度以及对钢水的腐蚀程度。
可采用邻二氮杂菲分光光度法或火焰原子吸收光谱法测定。分光光度法是先用显色剂与铁离子反应生成有色物质,再比色测定含量;原子吸收法是利用特征光谱直接测定铁离子浓度。
参考标准:
• 连铸保护渣 铁含量的测定 邻二氮杂菲分光光度法和火焰原子吸收光谱法 YB/T 190.8-2014
部分连铸保护渣会加入少量氧化锂,以调节渣的物理化学性质。测定氧化锂含量可了解调节程度。
测定采用火焰原子吸收光谱法,先溶解渣样除去干扰离子,利用锂元素特征光谱线直接测量锂离子浓度,计算出氧化锂含量。
参考标准:
• 连铸保护渣 氧化锂含量的测定 火焰原子吸收光谱法 YB/T 190.9-2015
部分保护渣在配方中添加了少量氟化物,以提高渣液的流动性和化学惰性。测定氟含量可了解添加量。
采用离子选择电极法,先溶解渣样并用缓冲液调节pH,用氟离子选择电极测量溶液中氟离子的电极电位,对照标准曲线读取氟离子浓度。
参考标准:
• 连铸保护渣 氟含量的测定 离子选择电极法 YB/T 190.10-2014
少量氧化锰存在于某些保护渣中,可提高渣的化学惰性和熔融温度,但含量过高会增加渣对钢水的腐蚀。
可采用高碘酸钠(钾)光度法或火焰原子吸收光谱法测定。光度法是用高碘酸盐氧化锰并显色,比色测定锰浓度;原子吸收法则直接利用特征光谱线测锰离子。
参考标准:
• 连铸保护渣 氧化锰含量的测定 高碘酸钠(钾)光度法和火焰原子吸收光谱法 YB/T 190.11-2014
熔化温度是评价连铸保护渣性能的重要指标,影响渣液的流动性、防氧化能力和对钢水的腐蚀程度。
根据YB/T 186-2014标准,熔化温度的测定采用加热顶空法。将保护渣试样填充在坩埚内,置于电阻炉中逐步升温,通过观察试样的形貌变化确定起熔点和熔化温度。
参考标准:
• 连铸保护渣熔化温度试验方法 YB/T 186-2014
粘度是衡量连铸保护渣熔融流动性的重要参数,直接影响渣液在钢坯表面的流动覆盖情况。
粘度测定方法采用旋转粘度计法,根据YB/T 185-2017标准。将保护渣试样熔融后,用粘度计测量在一定温度和转速下的粘度值。
参考标准:
• 连铸保护渣粘度试验方法 YB/T 185-2017
连铸保护渣的粒度分布对其热学性能、化学活性及施工工艺等有一定影响。
采用筛分和激光粒度仪等方法测定,按YB/T 188-2017标准将保护渣试样分级过筛,计算各粒径级别的质量分数,得到粒度分布曲线。
参考标准:
• 连铸保护渣粒度分布试验方法 YB/T 188-2017
水分会影响连铸保护渣的熔融温度、粘度等性能,含量过高会增加渣的凝固温度。
根据YB/T 189-2014标准,采用失重法测定保护渣的水分含量。将试样在110℃条件下恒重加热,测量加热前后的质量损失,计算出水分百分含量。
参考标准:
• 连铸保护渣水分含量(110℃)测定试验方法 YB/T189-2014
• 问题1: 某些渣样不易完全溶解,溶液中残留少量不溶物会影响测试准确性,该如何处理?
解决方案: 可以尝试提高溶液温度,利用高温促进完全溶解;或者适当延长溶解时间;如果仍有残渣,可以先过滤除去不溶物,再用适量溶液冲洗滤渣,保证目标离子充分溶解。
• 问题2: 一些渣样在溶解过程中会产生大量泡沫,影响试液量的准确计量,如何避免?
解决方案: 可以在溶液中加入少量的消泡剂,抑制泡沫产生;也可以控制溶液的温度,提高温度有利于泡沫消除。此外,选择粗口滴定管或使用滴液漏斗均可减少泡沫带来的影响。
• 问题3: 某些测试如氟离子含量,需要严格控制pH值,但pH计常出现污染漂移,该怎么办?
解决方案: 可以先用蒸馏水对pH计进行彻底清洗,除去杂质污染;也可以适当加入洁净溶液对pH计进行标准化处理,消除漂移误差。检测前需做好溶液的pH调节,保证测试过程中pH值处于合理区间。
• 问题4: 部分测试需要在高温条件下进行操作,如何确保实验数据的准确可靠?
解决方案: 应先对高温设备进行温度校准,确保其读数准确无偏差;也可以引入已知热值物质作为对照参考;同时要密切监测和控制温度的波动范围,保持恒温条件。对热效应产生影响的因素如热辐射等应加以考虑和补偿。
• YB/T 185-2017 连铸保护渣粘度试验方法
• YB/T 186-2014 连铸保护渣熔化温度试验方法
• YB/T 188-2017 连铸保护渣粒度分布试验方法
• YB/T 189-2014 连铸保护渣水分含量(110℃)测定试验方法
• YB/T 190.1-2015 连铸保护渣 二氧化硅含量的测定 高氯酸脱水重量法
• YB/T 190.2-2015 连铸保护渣 氧化铝含量的测定 EDTA滴定法
• YB/T 190.3-2015 连铸保护渣 总钙含量的测定 EGTA滴定法
• YB/T 190.4-2015 连铸保护渣 氧化镁含量的测定 CyDTA滴定法
• YB/T 190.5-2016 连铸保护渣 氧化钾、氧化钠含量的测定 火焰原子吸收法
• YB/T 190.6-2014 连铸保护渣 游离碳含量的测定 燃烧气体容量法和红外线吸收法
• YB/T 190.7-2014 连铸保护渣 总碳含量的测定 燃烧气体容量法和红外线吸收法
• YB/T 190.8-2014 连铸保护渣 铁含量的测定 邻二氮杂菲分光光度法和火焰原子吸收光谱法
• YB/T 190.9-2015 连铸保护渣 氧化锂含量的测定火焰原子吸收光谱法
• YB/T 190.10-2014 连铸保护渣 氟含量的测定 离子选择电极法
• YB/T 190.11-2014 连铸保护渣 氧化锰含量的测定 高碘酸钠(钾)光度法和火焰原子吸收光谱法
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