特殊钢中保护渣和复合渣的熔点及熔速的分析技术研究
特钢厂模铸用保护渣
特钢厂模铸用保护渣
蔡燮鳌缪新德吴小林
Shielding Powered Slag for Ingot Mold Casting
at Special Steel Works
Cai Xieao, Miao Xinde and Wu Xiaolin
(Jiangyin Xingcheng Iron and Steel Co Ltd, Jiangyin 214432)
60年代前期，国内各特钢厂都采用焦油木框、石蜡草圈等保护浇铸，钢锭表面质量差，尤其是低倍皮下气泡、翻皮、夹杂等缺陷一直困扰着钢锭质量的提高。60年代中期探索用固体粉状保护渣，用石墨尾矿做基料加萤石和固体水玻璃，高碳型“721”石墨渣就是当时普遍采用的混合型保护渣。使用后钢锭表面质量较过去有很大提高。20多年来，特别是1981年冶金部特钢第2届铸锭会后，经各厂、科研单位和大专院校的共同开发研究，目前已开发出各种不同类型的模铸保护渣，基本满足了生产的需要，同时也大大缩短了与国外在这一方面的差距。
1 保护渣基料的选择和使用原则
1.1 保护渣基料的选择
为保证保护渣的稳定性，基料的选择十分重要。由于模铸条件的要求，保护渣应具有低碱度、高粘度，其熔点在1 100～1 250 ℃。基料
的主要化学成分为：SiO
2 30%～60%；Al
2
O
3
5%～20%；CaO 10%～30%。
目前国内普遍采用的保护渣基料有高炉水渣、电厂灰、石墨尾矿、水泥熟料、硅灰石、蛭石、珍珠岩等。据有关研究单位指出水泥熟料和硅灰石较好，但价格较高。煤资源较稳定且未经收集漂珠的电厂粉煤灰，再适当配加其它基料、熔剂和碳质材料亦能获得价廉质量较好的保护渣，如周庄炼钢保材厂生产的ZF-12复合渣就是一例，性能稳定，含碳量低，钢锭表面质量好，头部增碳和帽头切损少。
连铸保护渣传热的研究进展与测试实验
难点。 连铸坯与结晶器壁间 渣膜 的 传热涉及 ２ 种机理： 传导传热、辐射传热； 笔者总结了 近年来国内 外针对连铸保护 渣渣膜的传导传热、辐射传热和综合传热所采用 的研究方法与取得的成果 ，比较了各种测试方法的优缺点。在此基础 上，介绍一种简便的测试保护渣固态和液态传热系数的方法，并运用该方法进行测试实验，测得 Ｉ２０℃时，渣样的 ０
ｍ ｌ ｆ ａ ０ ７Ｗ／ ・１ ｔ ０ ℃． ｈ ｈｃｉ ｉ ｄｗｔ ｔ ｅ ｌ ｏ ｄｃｖ ｉ ｆｈ ｉ ａ ｌ ｓ ｍ ｏ ｕ Ｗ ． （ Ｋ ２０ ｄｌ ｘ ｓ ９ ｍ ａ１ ｗ ｉ ｏｎ ｄ ｉ ｅｔ ｒ ｎｕｔ ｉ ｓ ｅｓｉ ｔ ｓ ｇｓ ｔ ｓ ｃ ｃ ｅ ｈ ｈ ｈ ｍａ ｃ ｉｔ ｏ ｔ ｌ ｅ ａ ｙ ｅ ｅ ｃ
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｐ ｏ ｒ ｓ ｆｈ ａ ｒ ｎｓｅ ｆｍ ｏ ｄ ｆｕ ｏ ｔｎｕ ｕ ａ ｔｎ ｓ ａ ｃ ｒ ｇ ｅ ｓｏ ｅ ｔ ａ ｆ ｒｏ ｌ ｘ ｉ ｃ ｎ ｉ ｏ ｓｃ ｓｉ ｇ ｔ ｌ ｎ ａ ｓｔ ｓ ｉ ｇ ｅ ｐｅ ｉ ｅ ｔ ｎｄ ｉ ｅ ｔｎ ｘ ｒ ｍ ｎ ｔ
导热系数为 ０９ Ｗ／ Ｋ ，实验结果与大量文献中所报道的硅酸盐渣系导热系数值相符。 ． ７ （ ） ｍ・ 该方法操作简单，测试方便，
热特性仪测试保护渣熔速的探索
热特性仪测试保护渣熔速的探索
Ξ
王 敏
(包钢(集团)公司技术中心,内蒙古包头014010)
摘 要:在保护渣的研制中,通过使用热特性仪,能够有规律的反映炭质材料对保护渣的熔化速度的控制效应,故提出一种用热特性仪测试保护渣熔化速度的测定方法。关键词:热特性仪;保护渣;熔化速度
中图分类号:TF513 文献标识码:B 文章编号:1009-5438(2006)S O -0039-03
Study on Mea suring the Melting Rate of Pow der by Ther mal
Character istic Apparatus
W ANG Min
(T echnical C enter of Baotou Steel (G roup )Corp.,Baotou 014010,Nei Monggol ,China )
Abstract :In the process of trail -producing pow der ,that the carbon affects the melting rate o f pow der can be sh ow ed b y the
thermal characteristic apparatus.S o the paper pu ts forward a measurement meth od to check the melting rate of po wder using it.
K ey w or ds :thermal characteristic apparatus ;powder ;melting rate
结晶器保护渣熔点测试试验报告
结晶器保护渣熔点测定
一文献综述
保护渣是七十年代发展起来的一门学科，是不可或缺的冶金材料，对铸坯质量及连铸工艺顺行发挥着不可替代的作用。与此同时其特性检测技术亦应运而生，其中保护渣熔点的准确检测是保护渣研究及应用中不可缺少的手段。
连铸保护渣的熔化速度是衡量其供给能力的重要参数之一，对于高速连铸，则要求保护渣具有较快的熔化速度以满足液渣的快速消耗和润滑要求。因此保护渣熔化速度的影响因素及控制技术的研究成为冶金界关注的重要课题。很多冶金工作者就保护渣熔点做了大量研究工作，并取得了一定研究成果。
1999年8月,朱立光、万爱珍在河北理工学院学报发表了《碳酸盐对连铸保护渣熔化速度的影响》，保护渣中的碳酸盐受热而发生剧烈分解反应，放出CO2。大量气体的释放势必对保护渣熔化速度产生一定程度的影响。设计了一系列实验定量地研究这种影响，得出结论，碳酸盐有助于保护渣熔化速度的提高，同样浓度的碳酸盐加快保护渣熔化的能力顺序为
Li2CO3>K2CO3>CaCO3> Na2CO3。
武汉科技大学的硕士生陈清泉通过在《连铸结晶器保护渣组成与性能的研究》中得出了保护渣组成与熔化温度的关系。保护渣熔化温度与加入的助熔剂种类和数量有着密切的关系，为满足高速连铸保护渣低熔点的要求，B2O3、Li2O、BaO等成分对熔化温度的影响受到了重视。
二炉渣熔化温度的测定实验方案
1 实验原理
按照热力学理论，熔点通常是指标准大气压下固—液二相平衡共存时的平衡温度。炉渣是复杂多元系，其平衡温度随固—液二相成分的改变而改变，实际上多元渣的熔化温度是一个温度范围，因此无确定的熔点。在降温过程中液相刚刚析出固相时的温度叫开始凝固温度(升温时称之为完全熔化温度)，即相图中液相线(或液相面上)的温度；液相完全变成固相时的温度叫完全凝固温度(或开始熔化温度)，此即相图4-中固相线(或固相面)上的温度；这两个温度称为炉渣的熔化区间。由于实际渣系的复杂性，一般没有适合的相图供查阅，生产中为了粗略地比较炉渣的熔化性质，采用一种半经验的简单方法，即试样变形法来测定炉渣的熔化温度区间。常用的方法有差热分析法、热丝法和半球法（试样变形法）等。
保护渣制备工艺技术
1、保护渣和使用该保护渣的连铸方法
2、钢的连铸用保护渣及使用该保护渣的钢的连铸方法
3、一种利用不锈钢冷轧酸洗废水制备铸造用保护渣的方法
4、以硅灰石为基料的炼钢浇注用保护渣
5、薄板坯连铸保护渣及制造方法
6、通用冶金保护渣
7、用竖炉生产连铸保护渣基料的方法及其设备
8、电渣离心铸造用浇注保护渣
9、一种中碳亚包晶钢连铸结晶器用保护渣
10、一种连铸结晶器保护渣添加装置及其操作方法
11、一种结晶器保护渣结晶温度的测量装置及其方法
12、一种钢连铸结晶器用含硼无氟保护渣及其制备方法
13、实现特厚板坯低拉速浇注与连铸保护渣消耗匹配的方法
14、高铝高锰型无磁钢结晶器保护渣及其制造方法
15、自动加保护渣装置
16、用建筑废料粘土为原料的低碱度结晶器保护渣
17、含铌、钒、钛低合金宽厚板坯用高碱度结晶器保护渣及其制造方法
18、一种高速连铸结晶器用无氟保护渣
19、高结晶性高润滑性连铸用结晶器保护渣
20、板坯结晶器保护渣自动加入装置
21、一种高Al2O3含量高铝钢连铸保护渣
22、一种判定结晶器内液态保护渣传热性能的方法
23、一种高铝钢模铸保护渣
24、一种高铝钢连铸用结晶器保护渣
25、一种板坯连铸结晶器保护渣及其生产方法
26、一种利用电解铝废渣生产连铸结晶器保护渣的方法
27、防粘结漏钢连铸保护渣
28、利用高炉水渣制备连铸保护渣的方法
29、超低碳钢用高拉速连铸保护渣
30、异型坯铸机连铸含锰低合金高强度钢的结晶器保护渣
31、异型坯铸机连铸耐候钢的结晶器保护渣
32、一种低镍高锰不锈钢用连铸保护渣及其制备方法
33、高铝钛稀土钢用连铸保护渣
钢种与保护渣的关系
钢种与保护渣的关系
钢种与连铸保护渣的关系钢种与连铸保护渣的关系26 连铸保护渣技术，作为连铸生产的关键技术之一，对连铸生产的顺行和铸坯质量有着至关重要的影响，尤其是铸坯表面缺陷，基本上都是在结晶器内形成的，与保护渣有直接关系。近几年来，该技术在实践中，如空心颗粒渣等的开发和广泛使用，对铸坯质量的改善、连铸生产工艺的稳定起了很大促进作用。同时渣的基础性能如润滑和传热特性的研究也一直受到人们的重视。
一、不同钢种对保护渣性能设计要求不同成分的钢种.其钢水特性及其凝固特点有别，从而决定了对保护渣性能方面的要求。
1、低碳钢首先钢中w(C)＜0.08%或0.06%。这类钢高温机械性能好，凝固过程中不存在严重的相变体积变化，内应力及裂纹敏感性小，故通常以较高拉坯速度进行生产，以提高生产率。基于低碳钢本身的凝固特点和质量要求，设计时主要考虑渣的润滑及消耗。较高拉速要求尽量增大结晶器热流，加速钢水凝固，防止粘结漏钢，这要求保护渣结晶温度低、凝固温度适中，以确保低碳钢结晶器保护渣在950℃以上处于非晶体状态，使发生粘结漏钢的可能性最小。在高速浇注时，为使足够的液态保护渣能流入铸流和结晶器内表面之间的区域，确保良好的润滑和足够的消耗，通常保护渣粘度选择较低的范围。另外，此类钢种初生铁素体坯壳中[P]、[S]偏析小，初生坯壳强度高，铸坯振痕较深，故应使用保温性能较好的保护渣，提高弯月面初生坯壳温度，有利于减轻振痕过深带来的危去。因此，连铸低碳钢满足以
上各要求，就要通过设计具有一定的传热性能、良好的保温性能、良好的非金属吸收、良好的润滑和性能稳定的保护渣来获得。
保护渣简介
保护渣简介
保护渣的性能测定
一、保护渣的作用
1）绝热保温
向结晶器液面加固体保护渣覆盖其表面，减少钢液热损失。由于保护渣的三层结构，钢液通过保护渣的散热量，比裸露状态的散热量要小10倍左右，从而避免了钢液面的冷凝结壳。尤其是浸入式水口外壁四周覆盖了一层渣膜，减少了相应位置冷钢的聚集。
2）隔绝空气，防止钢液的二次氧化
保护渣均匀地覆盖在结晶器钢液表面，阻止了空气与钢液的直接接触，再加上保护渣中碳粉的氧化产物和碳酸盐受热分解溢出的气体，可驱赶弯月面处的空气，有效地避免了钢液的二次氧化。
3）吸收非金属夹杂物，净化钢液
加入的保护渣在钢液面上形成一层液渣，具有良好的吸附和溶解从钢液中上浮的夹杂物，达到清洁钢液作用。
4）在铸坯凝固坯壳与结晶器内壁间形成润滑渣膜
在结晶器的弯月面处有保护渣的液渣存在，由于结晶器的振动和结晶器壁与坯壳间气隙的毛细管作用。将液渣吸入，并填充于气隙之中，形成渣膜。在正常情况下，与坯壳接触的一侧，由于温度高，渣膜仍保持足够的流动性，在结晶器壁与坯壳之间起着良好的润滑作用，防止了铸坯与结晶器壁的粘结；减
少了拉坯阻力；渣膜厚度一般在50~200^m
5）改善了结晶器与坯壳间的传热
在结晶器内，由于钢液凝固形成的凝固收缩，铸坯凝固壳脱离结晶器壁产生了气隙，使热阻增加，影响铸坯的散热。保护渣的液渣均匀的充满气隙，减小了气隙的热阻。据实测，气隙中充满空气时导热系数仅为0.09W/m・K,而
充满渣膜时的导热系数为1.2W/m・K,由此可见，渣膜的导热系数是充满空气时的13倍。由于气隙充满渣膜，明显地改善了结晶器的传热，使坯壳得以均匀生长。
基于PLC与Force Control保护渣熔点熔速测定仪的设计
Ｐ Ｌ Ｃ 和 组 态 软 件 两 者 配 合 为 用户 提供 了快 速 构 建 工 业 控 制 系 统 。将 Ｐ Ｌ Ｃ和 Ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ Ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ（ 力 控 ）组 态 软 件 结 合 ， 即用 Ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ Ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ 作 为上 位 机 系 统 对 保 护 渣 的 熔 化 状 态 进 行 图像
位移 。
１ 熔 点 熔 速 测 定 仪 结 构 的 设计
熔 点 熔 速 测 定 仪 主 要 包 括 机 械 结 构 、 电气 控 制 及 加 热 系 统 和 图像 采 集 及 处 理 四 大 部 分 。机 械 结 构 主 要 组 成 及 功 能 如 图 １ 所示 ： 在工作 时 ， 将 保 护 渣 放 在 如 图 所 示 ５刚 玉套 管 的左 侧 ， 用 ７电机 驱 动 ２加 热 炉 工 作 台 ， 进 而将 保 护渣 送 入 １加 热 炉 中 。当 加 热 炉 开 始 加 热 后 ，使 用 图 中 ６所 示 Ｃ ＣＤ摄 像 头 观 察 保 护 渣 具 体 的熔 化 状 态 ，并 使 用 图 中 ４的 ２个 热 电偶 分 别 监 测 加热 炉 和保护渣的实时温度。
ｒ ｅ ａ ｌ ｉ ｚ ｅ Ｃｏ ｎ ｔ ｒ ｏ １ ． Ｕｓ ｅ ｔ ｈ ｅ Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ ３ Ｄ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｃ Ｏ ． ， Ｌ Ｔ Ｄ． Ｏｆ Ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ Ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｃ ｏ ｎ ｆ ｉ ｇ ｕ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｏ ｆ ｔ ｗ ａ ｒ ｅ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ ｍｏ ｎ ｉ ｔ ｏ ｒ ｉ ｎ ｇ
保护渣设计原理
过 大,便 会 产 生 较 强 的 热 应 力,使 铸 坯 表 面 产 生 纵
裂 。 因 此 ,与 低 碳 铝 镇 静 钢 相 比 ,应 适 当 减 少 结 晶 器
的传热速率。以前一般采用粘度为 0.34～0.37Pa.s
的 高 粘度保护渣,但 近 年 来 较 倾 向 于 使 用 较 低 粘 度
(0.08～ 0.12Pa.s)、较 高 凝 固 温 度 的 保 护 渣 。这 种 渣
提 高 保 护 渣 的 碱 度 (CaO/SiO2)可 以 降 低 熔 渣 粘 度,同 时 增 强 保 护 渣 熔 解、吸 收 氧 化 物 夹 杂 的 速 度 。 但 随 温 度 的 变 化 ,碱 性 保 护 渣 的 粘 度 变 化 极 大 。 在 液 相 线 附 近 ,因 保 护 渣 结 晶 能 力 增 强 ,不 断 有 晶 体 析 出 ,破 坏 了 熔 渣 的 玻 璃 性 ,恶 化 了 润 滑 条 件 。 对 于 高 速 连 铸 保 护 渣 ,为 求 得 较 低 粘 度 ,同 时 又 具 有 较 低 凝固温度和结晶温度,目前主要采取加入 Li2O或以 MgO、BaO、B2O3取代渣中部分 CaO。 2.5 熔化速度
第 25卷 第 3期 2003年 6月
山东冶金 Shandong Metallurgy
Vol.25,NO.3 June 2003
高速连铸保护渣的物化性能分析
特殊钢渣剂熔点、熔速的技术指标选择
ｌ 实 验 部 分
１１ 主要仪 器和软件 ． １２ 样 品 的 制 备 ． Ｌ 一 Ⅲ炉 渣 熔 化 性 能 测 试 仪 （ 北 大 学 ） 马 弗 炉 ； 瓷 舟 ； 样 器 （ 北 大 学 ） ｚ 东 ； 方 制 东 ； Ｉ Ｍ５ ６计 算 机 ； 析 软件 （ 北 大 学 设 计 提 供 ） Ｂ ８ 分 东 。 称 取 １ 样 置 于 方 瓷 内 ， ８ ℃ ～９ ０ 的 马 弗 炉 灼 烧 ３ ｉ ， 证 试 样 中 的碳 ０ ｇ试 在 ５ ０℃ ０ｒ ｎ 保 ａ 全 部 挥 发 ， 出 约 １ 取 ０ｇ样 品冷 却 至 室 温 ， 乳 钵 研 细 至 １ ０目后 ， 少 量 （ １ 用 ８ 加 约 ０滴 ） 水 混 合 ， 制 样 器 的 用
净 化 钢 液 杂 质 具 有 显 著 的 效 果 ， 钢 锭 表 面 无 裂 纹 ， 高 了 钢 材 成 材 率 ， 含 量 控 制 在 使 提 氧 ０ ０ ２ ％ 以 下 ， 高 了钢材 的 使 用 寿命 。 ．０ ０ 提
关键词 ： 剂 ； 点 ； 渣 熔 熔速 ； 术 指标 技
中 图分 类 号 ： ７ ４ ＴＦ ６
如保 温 性 能 、 收 夹 杂 物 能 力 、 善 钢 锭 表 面 质 量 、 止 二 次 氧 化 、 剂 的性 能 稳 定 情 况 ， 时 要 考 虑 到 吸 改 防 渣 同 渣 剂 的 制 造 简 单 ， 格 低 廉 ， 用 方 便 等 适 应 性 能 。为 满 足 上 述 要 求 ， 析 渣 剂 的理 化 性 能 ， 别 是 分 析 价 使 分 特 熔 点 、 速 、 度 、 面 张 力及 化 学 成 分 等 参 数 ， 确 测 定 熔 点 、 速 对 渣 剂 的 理 化 性 能 、 造 及 应 用 有一 熔 粘 表 准 熔 制
连铸保护渣技术
连铸保护渣技术，作为连铸生产的关键技术之一，对连铸生产的顺行和铸坯质量有着至关重要的影响，尤其是铸坯表面缺陷，基本上都是在结晶器内形成的，与保护渣有直接关系。近几年来，该技术在实践中，如空心颗粒渣等的开发和广泛使用，对铸坯质量的改善、连铸生产工艺的稳定起了很大促进作用。同时渣的基础性能如润滑和传热特性的研究也一直受到人们的重视。
一、不同钢种对保护渣性能设计要求
不同成分的钢种.其钢水特性及其凝固特点有别，从而决定了对保护渣性能方面的要求。
1、低碳钢
首先钢中w(C)＜0.08%或0.06%。这类钢高温机械性能好，凝固过程中不存在严重的相变体积变化，内应力及裂纹敏感性小，故通常以较高拉坯速度进行生产，以提高生产率。基于低碳钢本身的凝固特点和质量要求，设计时主要考虑渣的润滑及消耗。较高拉速要求尽量增大结晶器热流，加速钢水凝固，防止粘结漏钢，这要求保护渣结晶温度低、凝固温度适中，以确保低碳钢结晶器保护渣在950℃以上处于非晶体状态，使发生粘结漏钢的可能性最小。在高速浇注时，为使足够的液态保护渣能流入铸流和结晶器内表面之间的区域，确保良好的润滑和足够的消耗，通常保护渣粘度选择较低的范围。另外，此类钢种初生铁素体坯壳中[P]、[S]偏析小，初生坯壳强度高，铸坯振痕较深，故应使用保温性能较好的保护渣，提高弯月面初生坯壳温度，有利于减轻振痕过深带来的危去。因此，连铸低碳钢满足以上各要求，就要通过设计具有一定的传热性能、良好的保温性能、良好的非金属吸收、良好的润滑和性能稳定的保护渣来获得。
2、中碳钢
中碳钢钢水凝固过程中发生己δ→γ相变，体积强烈收缩，此钢种裂纹敏感性大，容易产生表面裂纹，特别是高拉速时。避免纵横向裂纹是首要考虑的问题，为此，中碳钢用保护渣设计的重点应放在控制从铸坯传往结晶器的热流上，限制结晶器热通量，希望保护渣具有较大热阻。因此，应选用凝固温度高、结晶温度也高的保护渣，利用结晶质膜中的“气隙”，使保护渣传热速度减缓，有助于减小铸坯在冷却过程中产生的热应力。
碱度对保护渣冶金性能的影响
碱度对保护渣冶金性能的影响
专业：冶金工程
班级：冶金14
姓名：***
目录
摘要 (5)
A BSTRACT (6)
1.绪论 (7)
1.1结晶器保护渣的分类 (10)
1.2保护渣的化学成分 (13)
1.3结晶器保护渣的作用 (17)
1.3.1绝热保温 (19)
1.3.2防止钢液二次氧化 (21)
1.3.3润滑 (22)
1.3.4改善结晶器传热 (24)
1.3.5吸收夹杂物 (24)
1.4保护渣的基本特性 (26)
1.4.1碱度 (26)
1.4.1.1二元碱度 (28)
1.4.1.2综合碱度 (28)
1.4.2黏度 (29)
1.4.3熔化温度 (30)
1.4.4熔化速度 (32)
1.4.5熔化均匀性 (33)
1.4.6保护渣的现状 (34)
1.5本文的研究意义及主要内容 (37)
1.5.1研究意义 (37)
1.5.2研究的主要内容 (37)
2.实验过程 (39)
2.1实验原理 (39)
2.2实验原料 (40)
2.3实验过程 (42)
2.3.1渣料的制备 (43)
2.3.2试样的制作 (44)
2.3.2.1灰锥的制备 (44)
2.3.2.2物性分析试样的制备 (45)
2.3.3熔化温度测定 (46)
3.结果及分析 (47)
3.1M G O对保护渣的影响 (47)
3.2 N A2O对保护渣的影响 (48)
3.3A L2O3对保护渣熔化过程的影响 (49)
总结 (50)
参考文献 (51)
谢辞 (53)
摘要
结晶器保护渣是一种对钢铁连铸工艺有着重要作用的材料，它对铸坯的质量、产量，特别是表面质量有着至关重要的作用。连铸工序的顺行和连铸坯质量的提高均与保护渣的合理应用有着密切的关系。保护渣的物理化学性能，如熔化温度、粘度、熔化速率及保温性能等等与其化学成分密切相关，因此保护渣组成的确定是研究连珠保护渣的基础。本文阐述了结晶器保护渣的各组分的作用、保护渣的使用范围及作用和保护渣的发展现状。针对连铸保护渣目前存在的一些问题，本文主要研究保护渣中氧化钠、氧化镁和氧化铝的成分变化对性能的影响。碱度是保护渣的一个重要的物理性能。本实验采用熔点熔速测定仪对不同碱度的保护渣进行测定，得出了碱度对保护渣熔点熔速的影响，不同成分在整个保护渣的作用和其总量所占比重。为配制优良的保护渣提供一些理论依据。
连铸保护渣的等粘度和等凝固温度图
连铸保护渣的等粘度和等凝固温度图
作者：孙丽枫， 王宏坡， 卢小威， 林企曾， 姜茂发
作者单位：孙丽枫(东北大学材料与冶金学院,辽宁 沈阳 110819 山西太钢不锈钢股份有限公司,山西太原 030003)， 王宏坡,卢小威,姜茂发(东北大学材料与冶金学院,辽宁 沈阳 110819)，
林企曾(山西太钢不锈钢股份有限公司,山西 太原 030003)
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保护渣的选用分析
承钢技术20 0 8年第2期连铸保护渣的选用分析郭健张兴利王琪裴正高飞( 提钒炼钢一厂) 摘要: 通过不同钢种和工艺条件对连铸保护渣选用的分析, 结合炼钢厂实际进行了保护渣工艺参数优化, 少了保护渣种类, 到了规范使用, 应了炼钢厂品种钢产量增加和新品种开发要求. 减达适关键词: 保护渣连铸工艺参数选用分析 1 前言和保证铸坯质量的关键. 2 承钢炼钢厂连铸机基本状况连铸保护浇注技术,作为连铸生产的关键技术之一,对连铸生产的顺行和铸坯质量有至关重要的影响, 其是铸坯的表面缺陷, 本上都是在尤基结晶器内形成的, 与保护渣的选用有直接关系, 同时, 护渣的基础性能, 润滑和传热特性也一直保如受到广泛的关注,连铸技术的迅速发展也对保护渣提出了更高的要求, 因此, 何根据生产实际情如承钢炼钢厂4 0吨转炉和10吨转炉系统, 0 共有连铸机6台, 中方坯连铸机5台, 板坯连铸其小机1台,总生产能力5 0万吨,0 7年实际产钢0 20 4 2万吨. o 21 连铸机主要工艺和设备参数. 况选择连铸保护渣, 减少保护渣种类, 稳定生产是褒 1 连铸机主要工艺和设备参数 2 . 炼钢厂连铸主要生产钢种 2 23 炼钢厂连铸主要生产钢种保护渣使用情况. 根据炼钢厂的实际生产情况,为减少保护渣方坯连铸机主要生产钢种HR 3 5 RB 0 , B 3, 40 H Q 3J 2 5 ,5C 4 0C 0 , M S,5 n 25, 3B4~ M 9 ,L 82 ni M V, Q , 0 2 F 5 V H B 0 ,0 2 . 3Mn N,R 5 02Mn 等种类将方坯和板坯连铸机生产的钢种除特殊要求的以外, 为普碳钢, 合金钢, 分低优质钢三个大类, 每一大类保护渣主要指标如下: 231 方坯保护渣.. 2 l 化学成分…1 3 板坯连铸机主要生产钢Q 9 , # 15 , 152 , 9L 0Q Q 4 BQ 4 CQ 3C￥9,F - ,2 5 ,50 , 35 ,35 ,2 5 , o D 1 9BC L 2 A Q 1 4 5 M 2 6 M V,8 1 20 Q 1 ,j 3 C 5, nV,5 n 0 A , 4 , 25 c - ,G一0 ￥1 . 0等一5 一普碳钢0.7 7 O. 71 14 l8 1 8 05 1 5 05 4 0 3 5 2 9 045 . 5 0. 27 0.2 35 01 —. 9 .5 1 ≥ 0 低合金优质钢O7 .8 08 .4 O8 .0 01 —. 9 .5 1 ≥ 0 0 1 —≥9 .5 1. 0 O6 .7 普碳钢保护渣适用钢种低合金保护渣适用钢种优质钢保护渣适用钢种Q 3J Q 3B Co 2 5, 25 , L 8 2 S , Mn F 5 HRB5 0, 0 2 0 2 Mn H B 3 ,R 4 0 CM490, 0Mn i 25 V, 3 MnVN, R 3 5H B 0 , 4 5 普碳钢低合金优质钢12 .7 12 .2 O9 .3 08 .4 O6 .5 07 .7 1 6 02 l0 10 3 8 3 5 2 6 01 7 .5 01— > 0 .5 1, t9 0 1 —≥9 .5 1. 0 01—≥9 .5 1. 0 01 9 .5 01 2 .2 14 O8 普碳钢保护渣适用钢种Q15 Q15 ,s 3 ,S O , 2 5 0 A 9 , 9 L s 3 0 4 O Q 3c,8 1 S 2~ 3 5 ,3 5 , Q 3 c ￥9 , ,F 1 2 5 ,5 0 ,J - . G 1 0, 4 BQ 4 C Q 2 5 ,2 o A D- , 9 BC 1 L CP 3 c 一O Q 4 5 Mn V. 5 5 , 0 2 6 Mn V 低合金保护渣适用钢种优质钢保护渣适用钢种3 炼钢厂保护渣使用过程中存在的主要问题31 方坯保护渣 . ( ) 方坯低合金钢保护渣粘度偏低, 2 耗量大, 对水口浸蚀严重, 铸坯内部大型夹杂较多. ( ) 方坯普碳钢保护渣粘度偏大, 点高, 1 熔( ) 方坯优碳钢保护渣粘度较为适中, 3 但碱度偏低, 吸收夹杂物能力偏低. 32 板坯保护渣. 熔速慢,生产Q 3JQ 3B系列钢种时铸坯凹陷 2 5, 2 5 内裂严重, 坯表面振痕深, 且多次造成角裂漏铸并钢事故断流, 能适应小方坯高拉速工艺要求, 不并且生产低碳钢种存在增碳问题. 一() 板坯普碳钢保护渣粘度较低, 点低, 1 熔熔速快, 可以适应生产Q 9 系列 1 mm n以上拉15 . /i 5 6 一承钢技术2 0 年第2期o8 护渣的粘度和凝固温度要低些,渣膜玻璃化倾向要大些, 以保证良好的润滑性能, 也要考虑高硫但钢热强度差的特点,适当调节保护渣的热阻. 另速的要求, 坯表面质量良好, 存在低碳钢种喂铸但铝线结块和增碳现象. ( ) 板坯低合金钢保护渣粘度较低, 然碱 2 虽度较高, 有一定的吸收夹杂物能力, 是耗量偏具但低, 滑能力不足, 在 2 # 结漏钢问题,
铸性铁连铸保护渣物理特性
铸性铁连铸保护渣物理特性的探讨
【摘要】：不同的连铸工艺参数对保护渣的物理特性有着不同的要求，所以掌握保护渣的成分是后面设计工艺的基础。只有研究明白成分对物理特性的影响才能满足连铸工艺设计要求。我们应着重对其熔化速度、粘度、熔化温度、凝固温度及烧结进行探讨。
【关键词】：连铸保护渣熔化速度粘度熔化速度
1、引言
铸造在当今社会扮演了重要的角色，连铸保护渣值得我们注意。首先连铸保护渣的实质是一种由化工产品和多种矿物原料的混合物，是一种经过加工处理的混合材料。保护渣的应用使连铸发生了很大的变化，以致于钢种和拉素等工艺参数都有所变化。保护渣首先必须具有强大的冶金功能，即保证良好的绝热保温覆盖性，目的是防止钢液的二次氧化。同时具备吸收并同化钢液中上浮杂物的能力，目的是改善铸坯坏和结晶间的传热效果，进而减小它们之间的摩擦，起到了铸坯润滑作用。保护渣的特性决定冶金功能的好坏。所以保护渣的组成很重要。现在随着社会的发展，保护渣的组成和物理特性越来越引起人们的关注，对其成分的熔点、粘度、凝固温度、熔化速度、烧结温度等物理特性进行了更深入的研究，确定了保护渣成分和各种性能定性或定量的关系。奠定了当今保护渣设计的基础，为日后长远的发展打下了坚实的基础。
2、保护渣物理特性与成分的关系
保护渣的粘度、融化温度、凝固温度等物理特性与铸坯表面质量、
生产顺序有着密切的联系。我们必须根据连铸的工艺参数来设计保护渣的物理组成，以提高铸坯的质量满足拉速要求。所以我们必须很好的了解并掌握这些特性。
2.1、保护渣成分与熔点的关系
截止到现在，渣柱法中的半球点温度代表保护渣的熔化温度最为常用。助熔剂对保护渣的熔化温度有很大的影响，常用助熔剂降低熔点的次序如下：naf>na5al3f4>naco3>nacl>caf2，为了满足高速连铸保护渣低的要求b2o3、li2o’bao受到了重视。除助熔剂外，浇铸过程中进入保护渣的al2o3、tio2及稀土氧化物也会影响保护渣的熔点。稀土氧化物含量超过10℅则会使熔化温度大幅度上升，低于这个含量熔化温度则随其含量增加而降低。
保护渣性能概述
连铸保护渣性能指标
连铸保护渣（1）(2008-12-01 00:32:16)
1.连铸保护渣的作用是什么?
在浇注过程中，要向结晶器钢水面上不断添加粉末状或颗粒状的渣料，称为保护渣。保护渣的作用有以下几方面：
(1)绝热保温防止散热；
(2)隔开空气，防止空气中的氧进入钢水发生二次氧化，影响钢的质量；
(3)吸收溶解从钢水中上浮到钢渣界面的夹杂物，净化钢液；
(4)在结晶器壁与凝固壳之间有一层渣膜起润滑作用，减少拉坯阻力，防止凝壳与铜板的粘结；
(5)充填坯壳与结晶器之间的气隙，改善结晶器传热。
一种好的保护渣，应能全面发挥上述五个方面作用，以达到提高铸坯表面质量，保证连铸顺行的目的。
2.对保护渣熔化模式有何要求?
在连铸过程中加入到结晶器的保护渣，要完成上述五个方面的功能，必须要求保护渣粉有规定的熔化模式，也就是要求在钢水面上形成所谓粉渣层—烧结层一液渣层的所谓三层结构。
添加到结晶器高温钢液(1500℃左右)面上低熔点(1100～1200℃)的渣粉，靠钢液提供热量，在钢液面上形成了一定厚度的液渣覆盖层(约10～l5mm)，钢水向粉渣层传热减慢，在液渣层上的粉渣受热作用，渣粉之间互相烧结在一起形成所谓烧结层(温度在900～600℃)，在烧结层上粉渣接受从钢水传递的热量更少，温度低(<500℃)，故保持为粉状，均匀覆盖在钢水面上，防止了钢水散热，阻止了空气中的氧进入钢水。
在拉坯过程中，由于结晶器上下振动和凝固坯壳向下运动的作用，钢液面的液渣层不断通过钢水与铜壁的界面而挤入坯壳与铜壁之间，在铜壁表面形成一层固体渣膜，而在凝壳表面形成一层液体渣膜，这层液体渣膜在结晶器壁与坯壳表面起润滑作用，就象马达轴转动时加了润滑油一样。同时，渣膜充填了坯壳与铜壁之间气隙，减少了热阻，改善了结晶的传热。随着拉坯的进行，钢液面上的液渣不断消耗掉，而烧结层下降到钢液面熔化成液渣层，粉渣层变成烧结层，再往结晶器添加新的渣粉，使其保持为三层结构，如此循环，保护渣粉不断消耗。
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ｃｏｎｔｅｎｔ
ｉｓ
ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｏｂｖｉｏｕｌｙ．Ｆｉｎａｌｌｙ
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ｔｈｅ ｏｘｙｇｅｎ
ｏｆ ｓｐｅｃｉａｌ ｓｔｅｅｌ ｉｓ
ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｂｅｌｏｗ ２０×１０—６ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｅｒｖｉｃｅ ｌｉｆｅ ｏｆ ｓｐｅｃｉａｌ ｓｔｅｅｌ ｉｓ ｉｍｐｒｏｖｅｄ
ｓｉｄｅｒａｂｌｙ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｓｌａｇ；Ｍｅｌｔｉｎｇ ｐｏｉｎｔ；Ｍｅｌｔｉｎｇ ｓｐｅｅｄ
《理化检验・物理分册》《理化检验・化学分册》《无损检 测》是连续性出版物，所刊文献具有重要参考价值。为便于 文献检索和收藏，特出版了《理化检验・物理分册》《理化检 验・化学分册》《无损检测））１９６３～２００１年过刊光盘。 上列三种期刊的过刊光盘由中国图书进出口公司出版， 上海材料研究所科技期刊杂志社发行。光盘制作采用了现 代先进的信息处理技术，设定了多种实用的文献检索方式， 制作十分精良，读者可以十分方便地在过刊的光盘中检索到 所需要的文献。 各刊过刊光盘的定价均为２６０元／套（两盘，另加一本论
样呈半球状熔融态（由微机控制）时，此时的温度作 为该渣剂的熔点。在１３５０℃情况下，以放人试样起 至试样熔融为半球状时所需的时间（ｓ）为熔速，整个 样品的测试过程由计算机控制。具体样品测定结果 见表１。表内每个样品的测定数据均为６次测定值 的平均值。 表１渣剂熔点和熔速的测定结果（ｎ＝６）
Ｔａｂ．１
１１５８ １１３８ １１３９ １１３５ １１５０ １１４８ ３８ ３７ ４０ ４１ ３９ ３７
４结论
实验证明，用此法测定特殊钢中保护渣和复合 渣的熔点及熔速是合理的，测得的渣剂熔点的平均 偏差＜１℃，熔速的平均偏差＜Ｉｓ。对西钢集团公司 使用的保护渣和复合渣的渣剂熔点及熔速性能分析 研究，发现保护渣的熔点控制在１１３５～１１５０℃，熔 速控制在４０～４５ｓ时，对提高钢锭表面质量和净化 钢液杂质具有显著的效果。 参考文献：
压制样品（规格９１３ｍｍ×３ｍｍ），当制样器压力达到 １．５ＭＰａ时即可，样品脱模后用软刷修整样品形状。 ２．３渣剂熔化升温 （１）高温炉升温。设定升温程序，用“保护／继 续”功能使炉温保持在程序升温的起始温度设定值 上，为测试做好准备。 （２）计算机系统进入测试状态。设置测试参数 和方式，同时打开“样品温度”的显示表电源。 （３）将在炉门口烘烤１０ｓ后的样品送至炉内测 试位置，调整样品的图像，在计算机上设置样品的区 域，执行测试操作和程序控温。 （４）测试完成后的温度控制操作。测试完成后 置温度控制于手动的方式，用“跳步”功能使温控表 的程序控温回到起始温度设定值上，用“保护／继续” 功能钮来保持该设定值，再将控制方式转成自动，准 备下一个样品的测试。 （５）结果输出及分析确认。测试结束后，在“浏 览”中可打印输出测试结果，对特殊渣可在浏览中对 测试结果进行分析和修正。 ２．４渣剂熔化速度的测试 （１）控制炉温使其恒定于某一设定值（１３５０℃） 后计算机系统进入测试状态，将烘烤后的样品送至 炉内测试位置，当计算机上样品图像轮廓清晰时，再 进行区域设置操作，随后即进行测试操作。 （２）结果输出及分析确认。测试结束后，在“浏 览”中可打印输出测试结果。
定熔点、熔速对渣剂的理化性能、制造及其应用有一 定的指导作用，目前我国在这方面的测定和研究还
收稿日期：２００２－０２＂－０６ 作者简介：铁生年（１９６６一），男，高级工程师。
弗炉灼烧３０ｍｉｎ，取出样品冷却至室温，用乳钵研细
至１８０目后，加少量（约１０滴）的水混合，用制样器
・３５５・
万 方数据
铁生年等：特殊钢中保护渣和复合渣的熔点及熔速的分析技术研究
Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｓｌａｇ
ｐｏｉｎｔ ａｎｄ ｍｅｌｔｉｎｇ ｓｐｅｅｄ
ｏｎ
ｍｅｌｔｉｎｇ
样品号熔点／℃熔速／ｓ 保护渣１ 保护渣２ 保护渣３ 保护渣４ 保护渣５ 保护渣６
１１８１ １１８０ １１５５ １１３５ １１２８ １１４０ ４１ ４０ ４１ ３９ ３９ ３９
样品号熔点／℃熔速／ｓ 复合渣１ 复合渣２ 复合渣３ 复合渣４ 复合渣５ 复合渣６
ｐｅｒ．Ｔｈｉｓ
ｃａｎ
ｍｅｔｈｏｄ ｉｍｐｒｏｖｅｓ ｔｒｅｍｅｎｄｏｕｓｌｙ ｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｉｎｇｏｔｓ ａｎｄ ｐｕｒｉｆｉｅｓ ｔｈｅ ｉｎｃｌｕｓｉｏｎ ｉｎ ｍｅｌｔｉｎｇ ｓｔｅｅｌ．Ｉｔ
ｒａｔｅ
ａｌｓｏ
Leabharlann Baidu
ｍａｋｅｓ ｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｏｆ ｉｎｇｏｔｓ ｆｒｅｅ ｆｒｏｍ ｃｒａｃｋｓ．Ｔｈｕｓ ｔｈｅ ｑｕａｌｉｆｉｅｄ ｉｎｇｏｔｓ
万 方数据
１
引言
保护渣和复合渣的理化性能检验是了解渣剂最
不完善，还没有一个统一的标准方法，我们利用东北 大学生产的Ｌ乙Ⅲ炉渣熔化性能测试仪，对西钢集
基本特性的主要方法，它关系到能否形成合适的渣 的三层结构，由此而影响其一系列性能，如保温性 能、吸收夹杂物能力、改善钢锭表面质量、防止二次 氧化、渣剂的性能稳定情况，同时要考虑到渣剂的制 造简单、价格低廉和使用方便等。为满足上述要求 需进行渣剂的理化检验，特别是测定熔点、熔速、粘
第３９卷第７期 ２００３年７月
理化检验～物理分册
ＰＴＣＡ（ＰＡＲＴ Ａ：ＰＨＹＳＩＣＡＬ ＴＦＡＳＴＩＮＧ）
Ｖ０１．３９
Ｎｏ．７
Ｊｕｌ．２００３
特殊钢中保护渣和复合渣的熔 点及 熔速的分析技术研究
铁生年，赵宙兴
（青海大学，西宁８１００１６）
张志刚
（西宁特钢公司，西宁８１０００５）
摘要：针对我国目前对保护渣、复合渣的理化性能检验还没有一个统一的标准方法，对炼钢渣 剂熔点、熔速进行了分析研究，提出了可行的分析方法。结果表明，用该方法测定的渣剂性能数据 对改善钢锭表面质量和净化钢液杂质具有显著的效果，达到钢锭表面无裂纹和氧含量控制在２０× １０～６％以下的目的，提高了钢材的成材率。 关键词：渣剂；熔点；熔速
Ｓｐｅｃｉａｌ Ｓｔｅｅｌ
Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｘｉｎｉｎｇ ８１０００５，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｒｏｕｇｈ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ，ａ ｐｒｏｐｅｒ ａｎａｌｙｓｉｓ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｓｌａｇ ｕｓｅｄ ｉｎ ｓｐｅｃｉａｌ ｓｔｅｅｌ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａ—
Ｅｌｉ徐南平．钢铁冶金实验技术和研究方法ＥＭ］．北京：冶 金工业出版社，１９９９．１７１—１７３
３样品测定
称取１０９样品（必须灼烧除碳）制成乒３ｍｍ× ３ｒａｍ几何形状的试样，按５℃／ｍｉｎ的速率升温至试
《理化检验・物理分册》《理化检验・化学分册》《无损检测》 １９６３－－２００１年度过刊光盘已出版发行
团公司使用的保护渣和复合渣的渣剂熔点及熔速性 能进行研究‘１｜。
２实验部分
２．１主要仪器和软件 由东北大学提供的ＬＺ＿Ⅲ炉渣熔化性能测试 仪，其包括马弗炉、方瓷舟和制样器，以及ＩＢＭ５８６ 计算机和分析软件。 ２．２样品的制备 称取１０９试样置于方瓷内，在８５０～９００。Ｃ的马
度、表面张力及化学成分等参数尤为重要。准确测
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文题录），欲购者请将款寄至上海市邯郸路９９号上海材料研 究所科技期刊杂志社发行中心，邮编：２００４３７；或通过银行汇 款至上海工行虹口大柏分，帐号：１００１２３２００９０１４４９１８３，帐户： 上海材料研究所。 无论通过邮局还是银行汇款，均请在汇款单上注明汇款 用途及邮寄光盘的详细地址、邮编及收件人。期刊发行中心 一俟收款，即通过挂号邮寄光盘。在光盘的订购中，读者如 有不清楚事宜，可通过电话（０２１）６５５５６７７５×３１１，传真（０２１） ６５５２６３５５与发行中心王敏先生联系。 上海材料研究所科技期刊杂志社