高钛钢连铸过程中保护渣性能演化的动态预测新方法及其对冶金工艺优化的启示

本研究针对高钛钢连铸过程中保护渣成分与性能的动态变化难题，开发了一种结合动态成分预测与静态性能模型的创新方法。通过"平衡-传质-消耗-补充"循环算法，实现了对CaO-Al2O3基(CA)、CaO-SiO2-Al2O3基(CSA)和CaO-SiO2基(CS)保护渣粘度、液相线温度、析晶温度和表面张力的精确预测。研究发现CA型保护渣性能波动最弱（粘度变化<7.5%），当钢中Ti含量>0.7wt%时，Ti-Al2O3反应会显著降低保护渣中Al2O3平衡含量，为高钛钢连铸保护渣设计提供了重要理论依据。

　　

研究人员开发了一种创新方法，通过将连铸过程简化为"平衡-质量传递-消耗-补充"的循环计算模型，成功预测高钛钢连续铸造时保护渣成分的动态演变。采用结构模型和半经验模型计算保护渣粘度（viscosity），并基于实时更新的成分数据精确推演液相线温度（liquidus temperature）、转折温度（break temperature）、结晶度（crystallinity）及表面张力（surface tension）的变化轨迹。研究表明：对于高钛钢连铸工艺，CaO-Al₂O₃基（CA）保护渣相比CaO-SiO₂-Al₂O₃基（CSA）和CaO-SiO₂基（CS）型能有效抑制性能波动——其相对粘度变化始终控制在7.5%以内，表面张力先由497.3升至499.4 mN·m^?1而后回落至496.7 mN·m^?1。当钢液初始钛含量超过0.7 wt%时，Ti与Al₂O₃的反应逐渐加剧，导致保护渣中Al₂O₃的平衡含量持续下降。