提高保护渣黏度的测试准确度

2021-01-22王春燕

山西冶金 2020年6期

张勇，张芳，王春燕，章发

（芜湖新兴铸管有限责任公司，安徽芜湖241000）

黏度是连铸保护渣的一个重要参数，是反映连铸保护渣性能的关键指标[1，2，3]，其黏度的大小直接影响到炼钢过程熔渣吸收氧化物夹杂的速度和润滑铸坯的效果、从而影响连铸工艺和钢材的表面质量，同时还与漏钢事故的发生直接相关。因此选择黏度合适的保护渣，在浇注过程中能均匀地充填于结晶器与坯壳之间的气隙中，包围整个铸坯，起到传热、加速铸坯凝固和润滑器壁防止黏结的作用。那么提供准确的保护渣黏度值是指导炼钢生产正确选用保护渣的一个重要因素。

目前现有设备为东北大学的ND-Ⅱ型保护渣黏度仪，因设备老旧，部分元器件锈蚀氧化严重，导致测量仪器常数K值（全文简称K值）波动大，进而导致测量的黏度值稳定性差。

因此，通过设备元器件改善，提高K值的稳定性是提高保护渣黏度准确度的一个重要因素[4]。

1 实验部分

1.1 仪器

北大学保护渣黏度仪ND-Ⅱ型见图1。

图1 保护渣黏度仪ND-Ⅱ型

1.2 实验原理

本实验采用旋转柱体法（吊丝法），测试熔体黏度，黏度计算公式如下：

式中：K为仪器常数；Δθ为扭角变化量。

仪器常数K标定采用蓖麻油为标准液，蓖麻油黏度与温度的关系式为：

因此，可以在常温的某一温度T下，根据（2）式计算出蓖麻油在该温度下的黏度值，再根据（1）式，通过测量蓖麻油在某一深度下的Δθ即可标定出该测试深度下的仪器常数K，通过测量出仪器常数后，即可在已知仪器常数的深度下对高温熔体的黏度进行测试。

1.3 实验

1.3.1 更换石墨样杯

目前，石墨坩埚内径为40 mm，石墨测头直径15 mm。由于测头旋转时，液态保护渣发生运动，石墨坩埚壁附近会产生侧壁效应，测头受到石墨坩埚的牵引力，导致其向石墨坩埚附近发生偏移，导致黏度测量值波动大，一旦测头被吸附在石墨壁上，将导致无法测试，如图2所示，因此，更换为直径55 mm的石墨坩埚。

图2 石墨坩埚

1.3.2更换阻尼架

原有黏度仪阻尼架所用材料为铁丝，由于铁丝质量较大，且对材料保护不到位，导致铁丝变形严重，其在蓖麻油中阻力过大，导致在校正K值时失真（K值偏大），此次改造在保证其尺寸及形状的同时将其改为铝质材料，有效减小其在蓖麻油中的阻力，从而减小K值，使K值更接近真实值。

1.3.3 更换黏度扭角传感器感应元件下接触片

对黏度仪扭角传感器感应元件进行改造，原扭角传感器感应元件下接触片为2 mm铁丝，外加长为8 mm，宽15 mm的铝片，导致光电感应大约存在1.0～1.5 s延迟，从而导致时间差过大，导致仪器系数K偏大，导致测试结果偏大。此次改造，直接将铁丝替换为直径为2 mm的钼丝，并将钼丝感光面磨出一小平面，使光电感应系统延迟基本消除。

1.3.4 测试

1.3.4.1 测试蓖麻油标液

测试蓖麻油标液标定K值结果见表1。