提高保護渣黏度的測試準確度

張 勇，張 芳，王春燕，章 發(fā)

（蕪湖新興鑄管有限責任公司，安徽 蕪湖241000）

黏度是連鑄保護渣的一個重要參數(shù)，是反映連鑄保護渣性能的關鍵指標[1，2，3]，其黏度的大小直接影響到煉鋼過程熔渣吸收氧化物夾雜的速度和潤滑鑄坯的效果、從而影響連鑄工藝和鋼材的表面質量，同時還與漏鋼事故的發(fā)生直接相關。因此選擇黏度合適的保護渣，在澆注過程中能均勻地充填于結晶器與坯殼之間的氣隙中，包圍整個鑄坯，起到傳熱、加速鑄坯凝固和潤滑器壁防止黏結的作用。那么提供準確的保護渣黏度值是指導煉鋼生產(chǎn)正確選用保護渣的一個重要因素。

目前現(xiàn)有設備為東北大學的ND-Ⅱ型保護渣黏度儀，因設備老舊，部分元器件銹蝕氧化嚴重，導致測量儀器常數(shù)K值（全文簡稱K值）波動大，進而導致測量的黏度值穩(wěn)定性差。

因此，通過設備元器件改善，提高K值的穩(wěn)定性是提高保護渣黏度準確度的一個重要因素[4]。

1 實驗部分

1.1 儀器

北大學保護渣黏度儀ND-Ⅱ型見圖1。

圖1 保護渣黏度儀ND-Ⅱ型

1.2 實驗原理

本實驗采用旋轉柱體法（吊絲法），測試熔體黏度，黏度計算公式如下：

式中：K為儀器常數(shù)；Δθ為扭角變化量。

儀器常數(shù)K標定采用蓖麻油為標準液，蓖麻油黏度與溫度的關系式為：

因此，可以在常溫的某一溫度T下，根據(jù)（2）式計算出蓖麻油在該溫度下的黏度值，再根據(jù)（1）式，通過測量蓖麻油在某一深度下的Δθ即可標定出該測試深度下的儀器常數(shù)K，通過測量出儀器常數(shù)后，即可在已知儀器常數(shù)的深度下對高溫熔體的黏度進行測試。

1.3 實驗

1.3.1 更換石墨樣杯

目前，石墨坩堝內徑為40 mm，石墨測頭直徑15 mm。由于測頭旋轉時，液態(tài)保護渣發(fā)生運動，石墨坩堝壁附近會產(chǎn)生側壁效應，測頭受到石墨坩堝的牽引力，導致其向石墨坩堝附近發(fā)生偏移，導致黏度測量值波動大，一旦測頭被吸附在石墨壁上，將導致無法測試，如圖2所示，因此，更換為直徑55 mm的石墨坩堝。

圖2 石墨坩堝

1.3.2更換阻尼架

原有黏度儀阻尼架所用材料為鐵絲，由于鐵絲質量較大，且對材料保護不到位，導致鐵絲變形嚴重，其在蓖麻油中阻力過大，導致在校正K值時失真（K值偏大），此次改造在保證其尺寸及形狀的同時將其改為鋁質材料，有效減小其在蓖麻油中的阻力，從而減小K值，使K值更接近真實值。

1.3.3 更換黏度扭角傳感器感應元件下接觸片

對黏度儀扭角傳感器感應元件進行改造，原扭角傳感器感應元件下接觸片為2 mm鐵絲，外加長為8 mm，寬15 mm的鋁片，導致光電感應大約存在1.0～1.5 s延遲，從而導致時間差過大，導致儀器系數(shù)K偏大，導致測試結果偏大。此次改造，直接將鐵絲替換為直徑為2 mm的鉬絲，并將鉬絲感光面磨出一小平面，使光電感應系統(tǒng)延遲基本消除。

1.3.4 測試

1.3.4.1 測試蓖麻油標液

測試蓖麻油標液標定K值結果見表1。

表1 更換不同部件對應測量K值結果表

1.3.4.2 測試試樣比對結果

測試試樣比對結果見表2。

表2 測試試樣比對結果

2 結語

通過此次技改，K值穩(wěn)定性提高明顯，且通過不同實驗室數(shù)據(jù)對比，結果滿意，此次技改達到了預期效果。