重庆大学保护渣基础理论研究成果
连铸结晶器保护渣渣膜结晶特性的研究进展
有 效提 高包晶钢 铸坯表面质量 。保护渣 的结晶特性 主要 包括保护 渣 的结晶温度 、 结晶率 、 晶矿 相 以及 渣膜表 面粗 结
糙 度 等 。 主要 综 述 了影 响 保 护 渣 结 晶特 性 的 主要 因 素 及 结 晶 过 程 的研 究 方 法 并 就 保 护 渣 结 晶特 性 的研 究 方 向提 出 了几 点 建 议 。
关 键 词 保护渣 结 晶温度 结 晶率 结 晶矿相
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ Ｐｒ ｇ ｅ ｓｉ ｙ ｔ ｌｉｉ ｇ Ｐｒ ｐ ｒ ｉｓｏ ｏ ｄ Ｆｌ ｘ ｆ ｒＣｏ ｔｎｕ ｕ ｓｉ ｇ ｓ ａ ｃ ｏ ｒ ｓ ｎ Ｃｒ ｓ ａｌｚｎ ｏ ｅ ｔｅ ｆＭ ｌ ｕ ｏ ｎ ｉ ｏ ｓＣａ ｔｎ
ＹＵ ｏ ｇ Ｘｉｎ ，Ｗ ＥＮ ａ ｇ ｕ ，ＴＡＮ Ｇ ｎ ，ＹＡＮＧ ｏ Ｇｕ ｎ ｈ ａ Ｐｉ ｇ Ｂ
（ ｌ ｇ ｆＭ ａ ｅ ｉ ｌ Ｓ ｉｎ ｅ ａ ｄ Ｅ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ，Ｃｈ ｎ ｑ ｎ ｉ ｅ ｓ ｔ Ｃｏ ｌ ｅ ｏ ｔ ｒａｓ ｃｅ ｃ ｎ ｎ ｉ ｅ ｒ ｅ ｎ ｏ ｇ ｉｇ Ｕｎ ｖ ｒ ｉ ｙ，Ｃｈ ｎ ｑｎ ０ ０ ４ ｏ ｇ ｉｇ ４ ０ ４ ） Ａｂ ｔａ ｔ ｓｒｃ Ｔｈ ｒ ｓ ａ ｌ ｉ ｇ ｐ ｏ ｅ ｔｅ ｆｍｏ ｄ ｆｕ ｏ ｏ ｔｎ ｏ ｓ ｃ ｓ ｉｇ ｈ ｖ ｎ ｉ ｏ ｔ ｎ ｆｅ ｔｏ ｈ ｅ ｔ ｅ ｃ ｙ ｔ ｌ ｚｎ ｒ ｐ ｒｉｓ ｏ ｌ ｌ ｘ ｆ ｒｃ ｎ ｉ ｕ ｕ ａ ｔｎ ａ ｅ ａ ｉ ｍｐ ｒ ａ ｔｅ ｆ ｃ ｎ ｔ ｅ ｈ ａ
０ 引 言
钢 液在 连铸过 程 中采用 结 晶 器 保 护 渣 进 行 保 护 浇 注是 改善钢铁 铸坯 质量 的有效 措施 之一 ｌ 。保护 渣在 结 晶器 与 １ ］ 铸 坯之 间形成 一层 均匀 的渣膜 ， 有效 地 控制 铸坯 向结 晶 器 的
合金钢连铸保护渣的基本功能
１．３保护蕾保温性蹙的评价方法 通常模拟保护碴在结晶器内的受热状况，在实验室采用底部单向加热的加热
炉．用热电偶翻量相同时刻时各渣层的温度分布或不同时刻时同一测量点的温度变 化情况，阻此数据来评价保护渣的保温性能【１１．也可通过备渣层的温度分布采用模 型计算确定保护蓬的导温系数（测量装置见图１）【：】， 采用导温系数运一热伤性参 盏亲评价保护渣的保温性能更加直观、准确．从图２可知，粉末状和空心颗粒保护 渣的导温系数比实心颗粒小，因此它们的保温性更好．
｝
ｌ
等低告垒钢及台金锅时．碱度过高而润滑性错较差的保护渣惩易诱发铸坯皮下星欹
｝
｛
裂纹，握寝谷部裂纹及角裂纹．
在协调保护渣润滑与控甫Ⅱ传热功能的研究中．重庆大学通过采用对渣膜有着色
秘
全国特钢连铸委员会学术讨论击
２０００＇重庆
氧化物夹杂．针对不同类型的夹杂物及相应的钒种浇注：疑固特性，可采用不同的保
护渣理论和方法． ２．１ 啊Ｎ和啊ＣＮ夹杂物的宰【化处理治
理论分析和大量生产实践均表明，含钛不锈钢在精烁、钢水转运及浇注过程牛。
容易产生１悄和ＴｊＣＮ夹杂物，它们是结晶器钢液面上出现“冷皮”现象的主要三
月面铜液洁净度，希望合金铜连铸保护渣具有较强的吸收夹杂物的能力．除此之外， 熔渣吸收夹杂后，其轱度、凝固温度、结晶性能婷物性参数应相对稳定，避免它们 的急剧变‘匕＿危害铸垤质量和连铸工艺顺行．通常，可将舍金钢连铸过程中出现的常
见的典型夹杂物分为三类：钛化台物夹杂（１Ⅲ，ＴｉｃＮ，Ｔｊ０２），～：０，类夹杂．稀土
为了保证保护渣的润滑特性，直控制保护淹在冷擞过程中结晶湿度较低，甚三
不析出晶体，通过粘度一温度关系彗线Ｉｔ∞”４ｌ可考察保护渣的润滑特性。一翌要求
连铸加保护渣机器人系统研究与应用
连铸加保护渣机器人系统研究与应用发布时间：2022-09-13T02:20:10.874Z 来源：《科学与技术》2022年第5月9期作者：金盾[导读] 连铸加保护渣技术是钢铁冶金铸坯质量影响关键技术，生产过程中加保护渣以“少加、勤加、均匀加”为宜金盾湖南镭目科技有限公司机器人事业部，湖南长沙 410100摘要：连铸加保护渣技术是钢铁冶金铸坯质量影响关键技术，生产过程中加保护渣以“少加、勤加、均匀加”为宜。
传统的依靠人工加入保护渣方式很难满足工艺生产要求。
针对目前连铸加保护渣存在的问题，设计加保护渣机器人系统，实现向结晶器内加保护渣勤加、少加、均匀加的目标以及系统与工艺控制匹配性、系统可控性的效果。
文章详细介绍了系统设计思路，工作原理、系统组成、系统工艺流程和控制特点等。
系统通过投入铸坯生产大量实践，综合试验结果研究表明，连铸加保护渣机器人系统能够满足铺渣分布全面，渣厚均匀原则，该系统应用后保护渣厚均匀，铸坯表面质量无明显缺陷，测得的加渣量与理论计算量偏差小，铸机漏钢报警率明显降低。
关键词：连铸机；自动加渣；铸坯质量；结晶器；机器人1 概述连铸加保护渣是钢铁冶金铸坯质量影响关键技术，保护渣有防止钢液二次氧化、液面绝热保温、溶解吸收液面夹杂物、改善铸坯与结晶器界面润滑、控制铸坯与结晶器壁热传递等功能。
通过不断向连铸机结晶器内的液面加入保护渣，使其受热融化后在钢水液面上形成固渣层、烧结层、液渣层的三层渣结构。
液态渣不断流入结晶器与初生坯壳的间隙中，从而达到绝热保温、防止钢水二次氧化、润滑铸坯、减少铸坯与结晶器铜面粘结，降低黏结漏钢事故发生。
连铸工序的顺行和连铸生产质量效率的提高均与保护渣添加密切相关。
除保护渣的理化性能直接影响上述功能的发挥外，保护渣的加入方式及与生产工艺匹配更与铸坯质量紧密相关。
结晶器加保护渣的方式主要有人工手动推渣和机器自动加渣两种方式。
人工加渣随机性大，保护渣加入量及加入时间、频率由工人经验判断，结晶器内渣料消耗不稳定，渣层厚度不均，极易造成铸坯表面质量缺陷甚至粘结漏钢事故发生。
包钢炼钢厂连铸自动加渣控制系统应用
包钢炼钢厂连铸自动加渣控制系统应用摘要：本文讲述了包钢炼钢厂连铸自动加渣控制系统的开发与应用，该控制系统能实时计算出结晶器内各渣层厚度，依据目标渣厚来实时控制保护渣的加入速度。
应用效果表明，包钢炼钢厂应用该自动加渣控制系统后，结晶器内钢液面更加稳定，液渣层准确控制在8-12mm之间，浸入式水口在结晶器流场中受冲刷与侵蚀程度减轻，重轨钢坯洁净度得到提升，同时职工劳动强度也明显降低。
关键词：连铸；保护渣；自动加渣1引言在连铸过程中，保护渣被加入结晶器后，会很快的吸收高温钢水的热量，并且迅速的在钢水液面上形成液渣层，靠近液渣层的保护渣还没有达到熔化温度时，已被烧结成烧结层，在烧结层上方是粉渣层，这就是所谓的保护渣三层结构——液渣层，烧结层，粉渣层。
现代研究公认保护渣在连铸结晶器中有五大作用：绝热保温，防止氧化，润滑，改善传热和吸收夹杂物[1]。
保护渣加入过程中，如果保护渣加入过少，液渣层减少，结晶器润滑效果下降，引起粘结漏钢。
而如果保护渣加入过多，结晶器内液渣层过厚，结晶器液面渣圈严重并结团，保护渣结团会造成铸坯表面夹杂增加形成表面翻皮，夹渣及坯内夹渣等缺陷。
甚至会影响操作造成结晶过程中表面夹渣，当凝固外壳出结晶器下口时易重熔或被二冷水冲走造成夹渣漏钢。
结晶器内保护结团也会造成结晶坯壳与结晶器表面润滑不良，形成粘结漏钢[2]。
因此正确的加渣方法：保护渣要做到勤加少加，均匀铺盖。
目前国内绝大多数钢厂的结晶器保护渣加渣操作还是采用人工加渣。
人工加渣在操作上需要操作者不定时的向结晶器内推入保护渣，这样的操作容易造成结晶内钢液面的瞬间搅动，容易造成卷渣等缺陷。
由于人工加渣的效果很大程度上依靠操作者的经验，所以一般不可能产生稳定的液渣层。
人工加渣操作无法解决保护渣在储存过程中的返潮现象。
基于人工加渣的多种弊端，开发一种可以实现自动化，精确控制加渣量的结晶器自动加渣机成为必不可少的需求。
2包钢炼钢厂自动加渣原理与开发在20世纪70年代以前，各国连铸领域均采用人工方式加入保护渣。
不锈钢连铸保护渣概述
王雨 谢兵 王谦
刁江
（重庆大学材料科学与工程学院，４０００４４）
摘要：概要介绍了不锈钢的性铯特点、主要生产工艺，保护渣的设计原则，围绕提高铸坯表面质量的表面质量，论 述了连铸保护渣的优化技术路线，对几个典型生产实例做了介绍。 关键词：不锈钢，连铸坯，表面质量，保护渣
１刚舌 不锈钢是最重要而又普及的金属材料之一，由于其具有许多优良的性能．如耐腐蚀、耐磨损、耐热、耐低温、 强度高、易加工等，因此广泛用于工业及民用领域的各个方面。自１９５４年加拿大阿特拉斯公司建造了第一台不锈钢 板坯连铸机以来，不锈钢连铸技术蓬勃发展，目前不锈钢连铸比已超过９５％。高质量连铸坯生产已成为不锈钢降低 成本，提高成材率的关键…。 不锈钢中含有大量的ｃｒ、Ｎｉ、Ｔｉ等合金元素，不同品种具有不同的凝固特性；易氧化元素多，夹杂含量高，在 连铸过程中铸坯表面多出现凹陷、裂纹、深振痕及夹渣等缺陷。这些缺陷增加了铸坯修磨量，严重降低了不锈钢的 成材率。为满足性能要求，不锈钢表面质量要求比普碳钢严格，但其本身却极易产生表面缺陷，因此不锈钢连铸必 须选择合适的连铸保护渣并严格控制其理化性能。
物。这些夹杂物成群分布在铸坯表面下，恶化铸坯质量，并易于在水口内壁聚集，造成水口堵塞，给浇注操作带来
危害。这就要求不锈钢连铸保护渣具有较强的吸收和同化夹杂物的能力，而且在保护渣吸收夹杂物后，其性能仍然 能够满足连铸工艺的要求，即保证保护渣物化性能的稳定性。
１５０
４不锈钢表面缺陷及其对保护渣的要求
４１口坑和裂纹 不锈钢铸坯表面易产生…坑．返与钢的化学成分打咒一如幽５所示，３０４舆氏体十锈制ＮｉｌＣｒ当量＆为０ ５５， 铁索体凝固牢约为１．口坑敏感性母为强烈．４３０铁索体币锈钢则列１９坑不敏感。通常下锈钢板坯口坑№方坯严重。 Ｈ坑处不仅结品组织粗化，而Ｒ常常伴础纵裂纹产生．见罔６，易导致溶钢或漏铜事触。同时使铸坯表面平整度差． 增加铸坯袁自修噼量或剥皮々。
2015年度重庆市科学技术奖拟奖名单
2
环已烷合成已二酸关键技术研究及产业化应用
姜曦、赵风轩、谢华林、陈恩之、裴跃新、凌志敏、徐建华、金桂林、谯映辉、江波
重庆华峰化工有限公司、长江师范学院、华峰集团有限公司
3
2MW双馈式风电机组关键技术及系列产品产业化
重庆科技学院、重庆群崴电子材料有限公司
3
罗苏伐他汀关键中间体J6合成工艺的研究及其产业化
林文清、郑宏杰、刘小波、朱剑平、何颖、冰青、付军舰
重庆博腾制药科技股份有限公司
4
乘用车控制器软件平台关键技术及产业化应用
何举刚、岑明、易纲、蒋建春、汪正胜、李银国、王艳晖
重庆长安汽车股份有限公司、重庆邮电大学
5
LED道路照明灯系列
胡栋、陈禄文、耿晓明、杨湖光、彭智利、段云、王大贵
重庆四联光电科技有限公司
6
重庆动漫影视高清数字技术支持平台
周宗凯、周小波、康丽娟、曾巧、许磊、徐静君、王玲
四川美术学院、重庆市中凯广告文化传播有限责任公司、重庆电子工程职业学院
7
基于时序DInSAR技术的山地城市地表形变监测
陈华刚、谢征海、胡开全、周智勇、王成、张燕、张俊前
蒋电明、罗小辑、权正学、欧云生、胡侦明、刘渤、安洪
重庆医科大学
25
新生儿常见疾病诊治的应用基础研究
余加林、芦起、华子瑜、邓春、陈启雄、李禄全、李芳、韦红、李晓文、王建辉、包蕾
重庆医科大学
26
常用实验动物生产应用关键技术和相关人类疾病模型研究
陈飞兰、樵星芳、谭冬梅、陈建康、张倩、杨扬、韩文莉、米本中、杨根岭
重庆长安汽车股份有限公司
三明钢厂连铸相关渣剂性能及其优化研究
摘要针对福建三钢实际，研究目前连铸用中包覆盖剂和结晶器保护渣的相关性能及其对钢水和铸坯质量的影响。
研究结果发现三钢目前铸机状态均倾向于使用高熔点、高粘度的保护渣。
若保护渣熔点、粘度较低则铸坯上很容易出现横向和纵向凹陷。
但熔点、粘度较高时，保护渣吸收夹杂的能力很弱，特别是在浇铸ML08Al 等酸溶铝较高的钢种时，大量类夹杂聚集在钢渣界面处后，保护渣对铸坯的润滑能力很差，容易造成振痕扭曲、表面和皮下夹渣，这些缺陷对冷镦、拉丝材的质量危害较大。
针对三钢连铸用结晶器保护渣存在的问题，提出了优化方案，优化后从保护渣组成和性能来看，原渣Al2O3含量较现有生产用渣降低了，这有利于进一步吸收夹杂，并且加入BaO、MnO、B2O3，有利于稳定保护渣吸收夹杂后的性能。
并且设计中融合了重庆大学关于低氟保护渣的最新研究成果，降低了保护渣中的F 含量，使得保护渣经二冷水冲击后对连铸设备的腐蚀。
从保护渣中加入Al2O3后熔点、粘度的变化情况来看，比现在使用的渣稳定得多。
针对三钢ML08Al钢种为了实现中间包覆盖剂对钢水保温和净化钢液的作用，提出采用中包覆盖渣＋低碳炭化稻壳的双层渣覆盖剂模式，这种覆盖剂模式既能净化钢液又具有保温性能。
实验研究了预熔型铝酸钙渣系中包覆盖渣组成和熔点的关系且确定了几种渣系,通过配C基本可用与现场的试验。
关键词：连铸，保护渣，中间包覆盖剂，性能ABSTRACTIn view of the condition of Fujian sanming iron and steel Co. at present, the mold fluxes and tundish cover power used in continuous casting were investigated. The result showed that the continuous caster was inclined to using the high melting point and high viscosity mold fluxes. If the mold fluxes melting point and viscosity were lower, the casting billets was liable to appear crosswise and longitudinal hollow. While when melting point and viscosity were higher, the capability of absorbing inclusion for mold fluxes very weakly, especially when cast the ML08Al which contain higher aluminum gathering on the surface of steel fluxes. It is easy to cause the mark distortion, the surface and the hypodermic entrapped slag.Based on the analysis the problem of the mold fluxes, a new type mold fluxes was development in the pared the existing products,Al2O3 content of the developing mold fluxes was reduced. There is advantage to further absorb the inclusion. And the low fluorine content mold fluxes could reduce the corrosion of continuous casting equipment. The melting point and the viscosity change of mould fluxes was more stable than used at present after Al2O3 absorption.In order to realize thermal retardation and the molten steel purification, the tundish cover powder based CaO-Al2O3 slag system was studied. The experimental showed that the developed covering powder can be used in high [Al] steel grades.Keywords: continuous casting, mold fluxes, tundish cover powder, performance目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1绪论 (1)1.1连铸用中间包覆盖剂的基本功能及其种类 (1)1.1.1中间包覆盖剂的基本功能 (1)1.1.2中间包覆盖剂的种类 (1)1.1.3 碱性中包覆盖剂的特点 (2)1.2连铸保护渣的基本功能及其在结晶器中的行为 (2)1.2.1连铸保护渣的作用 (2)1.2.2连铸保护渣在结晶器内行为 (3)1.3保护渣对铸坯质量的影响 (4)1.4本课题项目背景 (5)1.5本课题的来源、研究的主要内容 (6)2 实验方案与设备 (7)2.1对保护渣的优化方法 (7)2.2中间包覆盖渣成分的设计方法 (7)2.3实验仪器及其基本原理 (9)2.3.1粘度测试 (9)2.3.2熔点测试 (11)3实验结果及分析 (13)3.1现有保护渣的性能 (13)3.1.1化学成分 (13)3.1.2 熔点和粘度变化 (13)3.1.3吸收夹杂后性能变化 (14)3.2优化后的连铸保护渣性能 (18)3.2.1预熔料 (18)3.2.2含铝低碳钢保护渣 (18)3.2.3中碳含铝钢 (19)3.2.4中高碳钢 (21)3.3中间包覆盖剂实验室研究 (22)3.3.1理论计算中包覆盖渣中SiO2的含量 (22)3.3.2 中包渣成分的设计 (23)3.3.3 铺展性测试 (26)4结论 (27)5 致谢 (28)参考文献 (29)1绪论连铸保护渣是连铸过程中关键性辅料，对连铸工艺的顺行和铸坯表面质量的控制具有重要影响。
保护渣测试实验室报告
D1 =
η (Vm − Vc)
D1
(T1 − Ts ) • DT T1 − T2
(１) ( ) (２)
式中：Vm——结晶器振动速度，m/s； Vc——拉坯速度，m/s； η——保护渣膜的粘度，Pa·S； D1——液渣膜厚度，m； DT ——渣膜总厚度，m； T1——凝固坯壳温度， ℃ ； T2——渣膜温度， ℃ ； TS——保护渣熔点，℃。
１.1.3 保护渣具有吸收钢液中上浮夹杂物的作用
保护渣应具有吸收钢液中上浮夹杂物的能力， 保护渣应具有吸收钢液中上浮夹杂物的能力，特别是结晶器内弯 月面处的夹杂物，应及时地被保护渣同化。否则， 月面处的夹杂物，应及时地被保护渣同化。否则，将会造成铸坯表面 和皮下大量夹杂。目前做到使保护渣具有吸收夹杂物的能力并不难， 和皮下大量夹杂。目前做到使保护渣具有吸收夹杂物的能力并不难， 难在保护渣吸收大量夹杂物之后，还要保持其良好的性能， 而难在保护渣吸收大量夹杂物之后，还要保持其良好的性能，以满足 连铸工艺的要求，特别是润滑性能和均匀传热性能。 连铸工艺的要求，特别是润滑性能和均匀传热性能。通常夹杂物含量 高的钢种，如含铝、钛和稀土元素的钢种， 高的钢种，如含铝、钛和稀土元素的钢种，这些元素的氧化物进入渣 使保护渣的性能有较大的变化， 保护渣的碱度、 中，使保护渣的性能有较大的变化，如保护渣的碱度、熔化温度和粘 度发生较大的变化。保护渣加入到这一类钢液面上，进行如下反应： 度发生较大的变化。保护渣加入到这一类钢液面上，进行如下反应： )+4[Al]=3[Si]+2 3(SiO2)+4[Al]=3[Si]+2(Al2O3) (SiO2)+[Ti]=[Si]+(TiO2) )+2[Re]=[Si]+2 (SiO2)+2[Re]=[Si]+2[ReO] 解决这一类钢种时，常选用高碱性高玻璃化的保护渣， 解决这一类钢种时，常选用高碱性高玻璃化的保护渣，收到良好 效果。 效果。
保护渣在连铸机中的应用
保护渣在连铸机中的应用保护渣对连铸生产和铸坯质量有着至关重要的作用，合理选择保护渣不仅能减少铸坯表面纵裂纹、横裂纹、凹坑、表面夹杂等缺陷，而且能优化浇铸工艺，提高拉坯速度，减少粘结漏钢几率。
本文分析了保护渣在连铸机中的应用。
标签：保护渣;连铸机;工艺;应用前言：連铸技术以其简化生产工序、提高金属收得率、节能降耗、提高铸坯质量和改善劳动条件等优点而得到迅速发展。
连铸采用浸入式水口和保护渣浇铸，它对稳定连铸工艺、扩大连铸品种、提高铸坯质量和产量都是一项极为有效的技术。
一、结晶器保护渣结晶器保护渣是人造渣，其主要化学成分为：CaO、SiO2、Al2O3、MgO、K2O、Ba2O3、Na2O、BaO、CaF2、FeO、TiO2碳粒以及有害成分P、S等，通常用于钢水连铸工艺。
保护渣加到结晶器液态钢水的表面，由于钢水的热传导，熔化并流入结晶器壁与坯壳的缝隙中。
保护渣提供结晶器壁和铸坯之问的润滑，减少钢水表面的热损失，保护表面不再氧化，还可以去除钢水中的夹杂物。
连铸保护渣应满足以下冶金功能的要求，具体包括：①对钢水表面起隔热作用;②隔绝钢液与空气接触，防止钢水氧化;③减小坯壳与结晶器壁问的磨擦;①吸收上浮到钢水表面的夹杂物;⑤控制坯壳与结晶器问的热传导。
满足上述要求的保护渣对提高连铸工艺效率和产品表面质量起着非常重要的作用。
二、连铸结晶器保护渣的作用连铸结晶器保护渣在钢水面上形成三层结构，即粉渣层—烧结层—液渣层，这三层结构对连铸坯的表面及内部质量有决定性的影响，是影响连铸机生产效率的一个重要因素.结晶器保护渣在连铸生产中具有如下作用：防止结晶器内钢液的二次氧化;在结晶器内钢液表面形成一绝热层，防止结晶器内钢液表面的凝固;吸收结晶器内钢液中上浮的夹杂物，提高结晶器内钢液的纯净度;在结晶器壁和铸坯凝固壳的间隙形成均匀的润滑层，防止产生粘结性漏钢事故;改善铸坯凝固壳与结晶器壁的传热，减少铸坯的表面缺陷.选择和应用合理的结晶器保护渣，使它们的物理、化学性质和热力学、动力学性能达到最佳，既可减少连铸坯表面的缺陷，又可防止连铸生产过程中的粘结漏钢事故.三、连铸工艺参数对保护渣性能的要求（一）普碳钢保护渣钢厂在选用保护渣时，主要根据钢种的碳含量，不同含碳量的钢种使用保护渣的性能有较大的区别。
环保科学家的环保研究成果
环保科学家的环保研究成果环保科学家在环境保护领域做出了卓越的贡献，他们的研究成果为我们保护地球环境提供了有效的解决方案。
本文将介绍几位环保科学家的研究成果，包括垃圾分类技术、可再生能源利用和环境污染治理等领域的重要发现。
一、垃圾分类技术垃圾分类是当前环保工作中的重要环节，有效的垃圾分类可以减少资源浪费，提高废物回收利用率。
环保科学家们通过深入研究，针对垃圾分类中的难题，提出了许多创新的技术和方法。
以德国环保科学家汉斯·瓦格纳为例，他通过利用人工智能技术，开发出一种智能垃圾分类系统。
该系统通过图像识别技术，能够自动判断垃圾的种类，并将其分类投放到相应的垃圾桶中。
这种智能垃圾分类系统的引入，在德国的一些城市已经取得了明显的效果，有效减少了垃圾的混合投放，提高了废物回收利用率。
此外，日本环保科学家高野君也提出了一种全新的垃圾分类技术。
他发现不同种类的垃圾在自然环境中发出的气味成分不同，基于此，他研发了一种垃圾分类装置，通过检测垃圾气味成分的不同，实现了垃圾的自动分类。
这项技术在日本旅游景区的垃圾处理中被应用，取得了良好的效果。
二、可再生能源利用可再生能源是环保研究领域的热点之一，环保科学家们通过不断地研究和实践，提出了多种利用可再生能源的技术与方法。
美国环保科学家约翰·史密斯提出了一种利用太阳能发电的新方法。
他结合光伏技术和储能技术，设计出一套太阳能发电系统，能够将太阳能高效地转化为电能并储存起来。
这项技术在美国的一些地区得到了实际应用，不仅提供了可再生能源，还解决了夜间无法使用太阳能发电的问题。
另外，中国环保科学家李明也取得了一项重要成果。
他团队利用海洋潮汐能提供的巨大动能，研发了一种潮汐能发电设备。
该设备通过捕捉海洋潮汐运动的动能，将其转化为电能供应给周边地区。
这项技术在沿海城市的能源供应中具有重要意义，有效利用了可再生能源，减少了对传统能源的依赖。
三、环境污染治理污染是当前环境保护中的主要问题之一，环保科学家们在环境污染治理方面做出了许多重要的研究成果。
保护渣性能对板坯纵裂影响的研究
保护渣性能对板坯纵裂影响的研究元鹏飞蒋朝晖(太原钢铁集团有限公司，太原030003)摘要纵裂缺陷是影响铸坯质量的一种重要缺陷，国内某钢厂在进行Q235B中厚板生产时常有纵裂发生，分析认为保护渣导热性能差是造成该厂铸坯纵裂的主要原因。
针对纵裂缺陷的发生，分别对A型号保护渣和B型号保护渣进行对比试验，结合保护渣化学成份、渣耗、液渣层厚度、铜板热流密度等指标进行分析，结果认为：B型号保护渣由于粘度低、玻璃化率低，进而造成热流密度大，导热性能差，从而加剧了弯月面热应力的发生，容易造成铸坯纵裂。
该厂通过改进保护渣化学成份和理化性能很好的解决了铸坯表面纵裂缺陷的发生。
关键词连铸板坯纵裂保护渣化学成份理化性能Study of Mold Powder on Continuous Casting Slabs’ Longitudinal CrackYuan Pengfei Jiang Zhaohui(TaiYuan Iron and Steel Group Co. LTD, Taiyuan, 030003, China)Abstract Longitudinal crack is an important defect of the continuous casting slabs. There is a domestic steel plate often occurs longitudinal cracks when produced Q235B steel. And then analysis that poor heat fluxes property of the mold powder is the main reason for longitudinal crack on the slab. In order to solve the longitudinal cracks, there are two types of mold powder used for a comparison test, combined with the indicators of the slag’s chemical composition, slag waste, liquid slag layer thickness, copper heat flux, etc. Concluded shows that: B mold powder due to the low viscosity and plastic ratio, thus resulting in high heat fluxes and poor thermal conductivity, thereby increasing the thermal stress in the meniscus and caused the longitudinal crack on the slab. Finally, the factory improved the mold powder’s chemistry component and physical-chemistry property and then the longitudinal cracks on the slab are successfully solved.Key words Continuous casting slabs longitudinal crack mold powder chemistry component physical-chemistry property1 前言纵裂缺陷是影响铸坯质量的一种重要缺陷，理论研究认为纵裂起源于结晶器内初生坯壳的微细裂纹，在二冷室内由于受到强冷作用扩展形成纵裂，纵裂严重时可能造成裂纹漏钢事故。
高铝奥氏体无磁钢20Mn23A12V板坯连铸结晶器保护渣的研究
２ ． ５ ０ Ａ １ ． ０ ． ０ ４～ ０ ． １ ０ Ｖ） ．１ Ａ ｌ ｌ ｅ ａ ｓ ｉ ｌ ｙ ｒ ｅ ａ ｃ ｔ ｓ ｗ ｉ ｔ ｈ Ｓ ｉ Ｏ ， ｉ ｎ ｍｏ ｌ ｄ ｐ ｏ ｗ ｄ ｅ ｒ 。（ Ｓ ｉ Ｏ ， ）ｌ ｅ ｄ ｔ ｏ ｍ ｏ ｄ ｉ ｉ ｆ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｍ ｏ ｌ ｄ ｐ ｏ ｗ ｄ ｅ ｒ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ
第 ３ ４卷第 ６期
・
２ ２・ ２ ０ １ ３年 ｌ ２月
特殊 钢
ＳＰＥＣＩ ＡＬ Ｓ ＴＥＥＬ
ห้องสมุดไป่ตู้
Ｖｏ １ ． ３ ４． Ｎｏ． ６ Ｄｅ ｃ ｅ ｍｂ ｅ ｒ ２０１ ３
・
工艺技术 ・
高 铝奥 氏体 无磁 钢 ２ ０ Ｍｎ ２ ３ Ａ Ｉ ２ Ｖ板 坯 连 铸 结 晶器 保 护渣 的研 究
ｌ Ｏ Ｗ ｂ ａ ｓ ｉ ｃ ｉ ｔ ｙ ，ｌ ｏ ｗ Ａ１ ， Ｏ ｃ ｏ ｎ ｔ ｅ ｎ ｔ ａ ｎ ｄ ｌ ｏ ｗ ｍｅ ｌ ｔ ｉ ｎ ｇ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｉ Ｓ ｒ ｅ ｑ ｕ ｉ ｒ ｅ ｄ ．Ｔ ｈ ｒ ｅ ｅ ｋ ｉ ｎ ｄ ｓ ｏ ｆ ｍｏ ｌ ｄ ｐ ｏ ｗ ｄ ｅ ｒ（ ／ ％ ：２ Ｏ ． ２～ ２ ４ ． ４ Ｃ ａ Ｏ，３ ５ ． ３～４ ０ ． ０ Ｓ ｉ Ｏ， ， ２ ． ２—４ ． １ Ａｌ ， ０ ， ３ ． ０～５ ． ０ Ｂ ， ０ ）ｗ ｉ ｔ ｈ ｌ ｏ ｗ ｂ ａ ｓ ｉ ｃ ｉ ｔ ｙ（ ０ ． ５ ５～０ ． ６ １ ）ａ ｎ ｄ ｌ ｏ ｗ ｍｅ ｌ ｔ ｉ ｎ ｇ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ —
Ａ Ｓ ｔ ｕ ｄ ｙ ｏ ｎ Ｍｏ ｌ ｄ Ｐｏ ｗｄ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ Ｈｉ ｇ ｈ Ａｌ ｕ ｍｉ ｎ ｉ ｕ ｍ Ａｕ ｓ ｔ ｅ ｎ ｉ ｔ ｅ
半球点法试样熔化过程图像识别的初步研究
重庆大学本科学生毕业论文半球点法试样熔化过程图像识别的初步研究学生：学号：指导教师：专业：冶金工程重庆大学材料科学与工程学院二○一四年六月Graduation Thesis of Chongqing UniversityA preliminary study on the image recognition of the sample melting process based on the hemisphere point methodUndergraduate: Xu YangSupervisor: Wang ShuiboMajor: Metallurgy EngineeringCollege of material Science and EngineeringChongqing UniversityJune 2014摘要熔点是冶金炉渣的一个非常重要的物化性质，对于炉渣的熔点的测试，通常采用半球点法，具有更高精度的测试仪器的开发具有很大的实际意义。
而图像识别，是利用计算机对图像进行处理、分析和理解，以识别各种不同模式的目标和对象的技术。
利用传感器对事物图像的采集、处理和识别，其无论在工业、农业、科技、国防上都具有重大的利用价值和广阔的发展空间。
半球点法熔点仪的研发中，最重要的是通过计算机图像识别技术对试样的高度进行自动识别。
其中计算机控制系统由SDK_2000视频采集卡、RS232串口以及温度控制器组成。
利用SDK_2000其本身附带的采集控件，使用MATLAB编程语言从外部视频输出端获得视频信号，并通过计算机图像识别技术检测出所得图像的边缘，从而对试样的开始熔化温度、半球点温度和流动温度时的试样高度进行自动识别。
加入5%的Na2CO3后的试样在1200℃产生气泡干扰试样边缘识别，而采用Canny算子检测出图像的边缘，再集合边缘点的坐标寻求出试样的高度。
关键词：半球点，MATLAB，图像识别，边缘识别，CannyABSTRACTThe melting point is a very important physical and chemical properties of the metallurgical slag, for the test of slag melting point, we usually use hemisphere point method, it has great practical significance to develop the accuracy of the test instrument. And the image recognition, is a kind of technology that can identify different patterns of target and object, and this technology is using computer to processing analysis and understand the image. It has great value and broad space for development to use the sensor to collect, processing and recognise the image, whether in industry, agriculture, science and technology and national defense. In the research and development of the hemisphere point method for melting point apparatus, the most important is through computer image recognition technology for automatic recognition on the height of the sample. Computer control system consists of SDK_2000 video capture card, RS-232 serial port, and temperature controller. Using SDK_2000 that came with the acquisition of it’s own controls, and using MATLAB programming language obtained video signals from external video output, to get the image’s edge and automatic identification of the high degree of the sample.The experimental results data show that:(1) You can record videos or manual continuous shooting and save images;(2) To automatically identify the image heightKey words: point of the hemisphere, MATLAB, image recognition, edge recognition目录1 绪论1.1 课题研究背景炉渣的物理化学性质[1]直接影响着冶炼过程是否能顺利进行和技术经济指标是否符合标准要求，是能否实现优质、高产、低耗能的重要因素之一。
专业学术研究成果保护
专业学术研究成果保护近年来，随着科技发展的迅猛，学术研究成果保护变得尤为重要。
学术研究是推动社会进步和创新的重要力量，应该得到适当的保护和尊重。
本文将探讨学术研究成果保护的重要性，并提出一些保护学术研究成果的措施和建议。
一、学术研究成果保护的重要性学术研究成果的保护对于学者和科研机构来说至关重要。
首先，学术研究成果是学者们努力和智慧的结晶，应该得到合理的回报和肯定。
如果没有足够的保护，学者们可能会受到知识被侵犯的威胁，从而产生研究动力不足的问题。
其次，学术研究成果的保护有利于鼓励创新和科学发展。
如果学术研究成果得到充分的保护，学者们就会更愿意投入时间和精力进行创新研究。
这将促进科学的进步和技术的发展，对社会的发展起到积极的推动作用。
最后，学术研究成果的保护对于学术界的声誉和信任度也非常重要。
如果学术研究成果得到保护，学术界的声誉和信任度就会提高。
这将有利于学术界的发展和国际学术合作的推进。
二、保护学术研究成果的措施和建议为了更好地保护学术研究成果，以下是一些措施和建议可以考虑采取。
1. 加强知识产权保护知识产权是学术研究成果保护的重要法律依据。
学术界应积极倡导并依法申请专利、著作权等知识产权。
同时，相关政府部门也应加强对知识产权的保护和维权工作，为学术研究成果提供法律支持和保障。
2. 制定学术伦理规范学术伦理规范是学术研究成果保护的基础。
学界应制定并加强对学术伦理的约束和规范，加强学术诚信建设。
此外，应加强对学术不端行为的监督和处罚，确保学术研究成果的真实、可靠性。
3. 加强研究机构保护意识学术研究成果的保护需要全社会的共同努力。
研究机构应加强保护意识，建立健全的知识产权保护制度和技术防护体系，提升对学术研究成果保护工作的重视程度。
4. 推动学术成果的转化与应用学术研究成果的转化与应用是保护学术研究成果的重要途径。
学术界和产业界应加强合作，推动学术成果的转化和应用。
这有助于提升学术研究成果的价值和影响力，从而更好地保护学术研究成果。
重庆大学保护渣基础理论研究成果
③ 吸收同化钢液中上浮的非金属夹杂
为防止钢液上浮的夹杂物被卷入凝固 壳，造成铸坯表面或皮下缺陷，保护渣熔 化形成的液渣层应具有吸收和同化钢液中 上浮的非金属夹杂，同时使保护渣的物理 性能变化不大的能力。
④ 控制铸坯与结晶器间的传热
使用菜籽油作润滑剂时，在结晶器下部，由 于坯壳的收缩产生了气隙， 致使热阻增加，导出 的热量减少，传热是很不均匀的。
这就是在高拉速下，采用非正弦振动的重要 原因之一。
保护渣消耗量研究结果对比表
由Tsutsumi等人提出的计算式将多数连铸参 数考虑了进去：
Qs
k Ts 0.8
S vc
c
os1
1000vc
2f S
式中，k与β为常数，f为结晶器振动频率(Hz)，S 为振幅，Ts为保护渣的凝固温度(K)。
大量的生产数据统计分析表明，保护渣消耗 量随拉速的升高而降低。保护渣消耗量在常规拉 速下＞0.3 kg/m2，在高拉速条件下＞0.2kg/m2， 可降低漏钢率。
裂纹敏感
性钢种应该使 用转折温度较 高的保护渣， 而黏结性钢种 以及易鼓肚钢 种应该使用具 有低转折温度 的保护渣。其 他钢种则需使 用转折温度在 这两者之间的 保护渣。
• 渣膜中结晶物质的量取决于渣中的化学组分以及 时间－温度－转变曲线(TTT)。
• TTT曲线可由金相法以及双热电偶法(DHTT)确定。 结晶组分的分数及数量可以通过光学显微镜法确 定。
收系数，d为渣膜厚度)：
kR
16σn 2T 3 3E
• 式中，σ为波尔兹曼常数，n为折射指数(一般为1.6)，T为 温度(K), E为消光系数或液体渣膜及玻璃态渣膜的吸收系 数。
消光系数对于通过渣膜的水平传热， 是一个非常关键的参数，通常受到渣膜的 结晶率的控制。结晶率非常高的渣膜的辐 射传热系数将会降到传导传热系数的10 ~20%左右。
三明钢厂连铸相关渣剂性能及其优化研究
摘要针对福建三钢实际，研究目前连铸用中包覆盖剂和结晶器保护渣的相关性能及其对钢水和铸坯质量的影响。
研究结果发现三钢目前铸机状态均倾向于使用高熔点、高粘度的保护渣。
若保护渣熔点、粘度较低则铸坯上很容易出现横向和纵向凹陷。
但熔点、粘度较高时，保护渣吸收夹杂的能力很弱，特别是在浇铸ML08Al 等酸溶铝较高的钢种时，大量类夹杂聚集在钢渣界面处后，保护渣对铸坯的润滑能力很差，容易造成振痕扭曲、表面和皮下夹渣，这些缺陷对冷镦、拉丝材的质量危害较大。
针对三钢连铸用结晶器保护渣存在的问题，提出了优化方案，优化后从保护渣组成和性能来看，原渣Al2O3含量较现有生产用渣降低了，这有利于进一步吸收夹杂，并且加入BaO、MnO、B2O3，有利于稳定保护渣吸收夹杂后的性能。
并且设计中融合了重庆大学关于低氟保护渣的最新研究成果，降低了保护渣中的F 含量，使得保护渣经二冷水冲击后对连铸设备的腐蚀。
从保护渣中加入Al2O3后熔点、粘度的变化情况来看，比现在使用的渣稳定得多。
针对三钢ML08Al钢种为了实现中间包覆盖剂对钢水保温和净化钢液的作用，提出采用中包覆盖渣＋低碳炭化稻壳的双层渣覆盖剂模式，这种覆盖剂模式既能净化钢液又具有保温性能。
实验研究了预熔型铝酸钙渣系中包覆盖渣组成和熔点的关系且确定了几种渣系,通过配C基本可用与现场的试验。
关键词：连铸，保护渣，中间包覆盖剂，性能ABSTRACTIn view of the condition of Fujian sanming iron and steel Co. at present, the mold fluxes and tundish cover power used in continuous casting were investigated. The result showed that the continuous caster was inclined to using the high melting point and high viscosity mold fluxes. If the mold fluxes melting point and viscosity were lower, the casting billets was liable to appear crosswise and longitudinal hollow. While when melting point and viscosity were higher, the capability of absorbing inclusion for mold fluxes very weakly, especially when cast the ML08Al which contain higher aluminum gathering on the surface of steel fluxes. It is easy to cause the mark distortion, the surface and the hypodermic entrapped slag.Based on the analysis the problem of the mold fluxes, a new type mold fluxes was development in the the existing products,Al2O3 content of the developing mold fluxes was reduced. There is advantage to further absorb the inclusion. And the low fluorine content mold fluxes could reduce the corrosion of continuous casting equipment. The melting point and the viscosity change of mould fluxes was more stable than used at present after Al2O3 absorption.In order to realize thermal retardation and the molten steel purification, the tundish cover powder based CaO-Al2O3 slag system was studied. The experimental showed that the developed covering powder can be used in high [Al] steel grades.Keywords: continuous casting, mold fluxes, tundish cover powder, performance目录碱性中包覆盖剂的特点 (2)1绪论连铸保护渣是连铸过程中关键性辅料，对连铸工艺的顺行和铸坯表面质量的控制具有重要影响。
不同连铸工艺及品种的保护渣技术特征
3. 中碳钢板坯连铸保护渣根据钢水凝固特性，国际上通常将钢中[C]≈0.09～0.25％的钢种称为中碳钢，而在我国，则将[C] ≈0.25～0.50％的钢种划入中碳钢之列，但不管如何划分，中碳钢在我国目前连铸生产品种中所占比例最高，此外，不少中碳低合金钢亦归入此列。
由于中碳钢特殊的凝固特性，铸坯表面容易产生纵裂纹、星状裂纹等典型缺陷，针对这类问题，结晶器保护渣必须采用不同于低碳和超低碳钢的特殊对策，才干保证无缺陷铸坯的工业化生产。
3.1 裂纹敏感性包晶钢板坯连铸保护渣对于[C]=0.09～0.16%的钢种，凝固过程中发生包晶反映，结晶器弯月面以下50mm区域初生坯壳收缩大，晶粒粗大（如图24，图25），初生坯壳生长不均匀，易产生裂纹，这是包晶钢裂纹敏感的重要因素。
为此，许多研究者通过模型计算和实验检测分析了结晶器热流量与铸坯纵裂纹的关系，指出在弯月面下部45mm处，对于低碳钢，当热流密度超过2.8×106W/m2, 对于中碳钢，当热流密度超过1.7×106W/m2时，铸坯表面裂纹指数急剧增大，铸坯易出现表面纵裂纹（见图26）。
因此，在实际生产中一方面减弱结晶器水冷强度，另一方面重要通过采用结晶体状态的保护渣。
国内外目前倾向于采用高碱度保护渣，通过：①减少透明玻璃体达成减少辐射传热；②结晶体内的微孔和界面极大地削弱晶格振动，从而减弱传导传热，达成减缓传热和减少裂纹的目的。
但是，当保护渣碱度过高，析晶温度过高时易严重恶化铸坯润滑状况，导致铸坯粘结和漏钢，连铸生产被迫采用减少拉坯速度的技术路线，这使得连铸机生产率和产能减少20%～30%；如何协调好玻璃体和结晶体的比例，这在国内外许多连铸生产中都还没有得到妥善解决。
为了开发出对中碳钢连铸工艺适应性强的结晶器保护渣，必须针对上述问题，综合分析保护渣重要组份对结晶性能和玻璃化特性的综合影响情况，在此基础上，才干设计保护渣配方。
3.1.1 保护渣组成与结晶性能和玻璃化特性的基本关系为了弄清和明保证护渣组份对其结晶行为的影响规律，本研究一方面采用化学纯试剂配制渣样（见表16），采用旋转粘度计测试保护渣在1300℃下的粘度，并在降温条件下测试保护渣粘度－－温度曲线关系。
连铸保护渣中氟化物作用及影响分析
连铸保护渣中氟化物作用及影响分析摘要：连铸保护渣是现代连铸技术的重要组成部分。
为获得满足冶金工艺要求的钢种，经常要改变保护渣的成分配比及物相。
通常要在保护渣中加入一定量的氟化物，以调节保护渣的高温物化性能。
文章主要就连铸保护渣中氟化物的作用及影响展开分析。
关键词：连铸保护渣；氟化物；作用；影响氟化物是为了改善连铸保护渣的性能而加入的助熔剂，氟化物的加入可以降低保护渣的粘度和熔化温度，改善结晶性能以满足生产要求，氟化物的逸出造成环境污染；同时二冷水酸化造成连铸设备腐蚀。
可见连铸保护渣中氟化物的作用是两面的，充分发挥其积极作用，防范其危害十分必要。
一、连铸保护渣功能及基本组成保护渣对连铸工艺及铸坯质量具有重要的影响。
在钢水高温作用下，加入结晶器的保护渣逐渐升温并发生多种结构及状态转变。
保护渣从加入结晶器液面到离开结晶器这一过程中所发挥的作用可归结为：绝热保温、防止钢水二次氧化、吸收夹杂、润滑铸坯并调节铸坯向结晶器传热等5大功能。
为调节保护渣高温物化性能（熔点、黏度），促进渣膜中各矿相的析出，渣中通常都加入一定量的氟化物。
随着钢产量的提高，保护渣的用量也不断增加。
根据不同钢种的生产要求，炉渣碱度控制为0.8～1.3，其中，氟原料一般选用萤石、氟化钠或冰晶石。
二、氟化物在保护渣中的作用保护渣是在连铸的浇注过程中，向结晶器钢水面上添加的粉末状或颗粒状的渣料，在连铸过程中起到隔绝空气、净化钢水、润滑结晶器及改善传热效果等作用。
保护渣是连铸生产中的辅助材料，其性能的好坏直接影响到连铸生产工艺和铸坯的质量。
特别是连铸保护渣的粘度性能，对结晶器内发生的液渣流入和消耗、润滑、夹杂物吸收等冶金行为有着重要影响。
为了使保护渣在浇铸中的良好性能得到保证，在保护渣基料成分基础上，添加Na2O、CaF2作助熔剂，可以降低粘度和熔化温度，改变其结晶性能。
针对铸坯的钢种不同，保护渣中的氟含量也有所差异，在大板坯和薄板坯连铸生产中，要求较低粘度的保护渣，其中氟含量为6%－8%，最高可达11－13%。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2.2 保护渣的结晶性能
• 由前所述，保护渣结晶性能是保护渣渣膜控制传热的非常 重要的参数，因Ts、析晶温度Tc、转折温度Tb是影响 结晶器润滑与传热的重要物性。
• 在关于保护渣组份与Ts、Tc和析晶率关系的研究中，碱度 (CaO/SiO2)、Li2O、BaO、SiO2、CaO、Al2O3对Ts、Tc 和析晶率的影响，各研究者得到的结论基本一致，即：提 高碱度，Ts、Tc升高，保护渣的结晶倾向增大，故降低保 护渣碱度能抑制晶体的析出。
① 可以防止钢液特别是弯月面的二次氧化
减少渣中FeO的含量，防止钢液与粉 渣层的直接接触，可提高保护渣的防氧化 能力，因而一般要求保护渣中的FeO含量小 于1%。H.Thomas提出液渣层厚度为振幅 的1.3~1.5倍时，可防止卷渣。
② 绝热保温
在高温钢液面上加入保护渣，提高保 护渣的保温性，可提高结晶器弯月面温度， 可减少渣圈的生成或过分长大。尤其是在 浇铸高碳钢时，提高保护渣的绝热保温性 能，对改善铸坯润滑是有利的。
1100
Tc /℃
1000
900
0.8
1.0
1.2
CaO/SiO2
碱度对析晶温度Tc的影响
• 凝固温度(Ts或Tc)一般可由差热分析方法求 得。有文献报道, 由DTA得到的凝固温度一
般等同于转折温度，但有时比转折温度要
高80℃。渣膜的厚度随转折温度的增加而 增加，这一发现可以用于控制水平传热。
转折温度与粘度的关系
收系数，d为渣膜厚度)：
kR
16σn 2T 3 3E
• 式中，σ为波尔兹曼常数，n为折射指数(一般为1.6)，T为 温度(K), E为消光系数或液体渣膜及玻璃态渣膜的吸收系 数。
消光系数对于通过渣膜的水平传热， 是一个非常关键的参数，通常受到渣膜的 结晶率的控制。结晶率非常高的渣膜的辐 射传热系数将会降到传导传热系数的10 ~20%左右。
但如果晶体层不存在的话，辐射传热
系数还会大于传导传热系数。因而，在目 前的研究条件和应用条件下，渣膜中存在
部分结晶层是控制辐射传热的有效手段。
• 如前所述，由于渣膜的收缩，在结晶器/渣膜界面 将会出现气隙，由气隙产生的热阻将会显著影响 水平传热，同时也就等同于增加渣膜的结晶率及 渣膜厚度。
• 因此影响通过渣膜水平传热的主要因素有：渣膜 厚度(决定于渣膜的结晶率、导热率、凝固温度、 转折温度)和结晶器/渣膜界面热阻(取决于结晶率 和渣膜厚度)。
裂纹敏感
性钢种应该使 用转折温度较 高的保护渣， 而黏结性钢种 以及易鼓肚钢 种应该使用具 有低转折温度 的保护渣。其 他钢种则需使 用转折温度在 这两者之间的 保护渣。
• 渣膜中结晶物质的量取决于渣中的化学组分以及 时间－温度－转变曲线(TTT)。
• TTT曲线可由金相法以及双热电偶法(DHTT)确定。 结晶组分的分数及数量可以通过光学显微镜法确 定。
• 结晶时产生收缩，导致了：
– 晶体内存在缩孔
– 结晶器侧渣膜表面粗糙－等同 于产生气隙
– 有时，气隙的产生不是由于钢 的收缩而是保护渣渣膜的收缩。
渣膜的构造
浇铸中碳钢、低碳钢用保护渣及其结晶率对热阻的影响
关于红外热辐射
• 有时红外辐射传热的比例会达到50%; • 研究得出辐射传热系数kR可用下式表述(当αd＞3，α为吸
1. 连铸保护渣的作用 2. 通过保护渣的传热与润滑 3. 吸收夹杂与腐蚀水口的问题 4. 如何协调环境友好与控制保护
渣物理性能的问题
1. 连铸保护渣的作用
连铸保护渣是以CaO-SiO2-Al2O3 为基料，Na2O、CaF2等为熔剂，碳质 组分作为骨架材料的一种硅酸盐材料。 自60年代冶金工作者首次在连铸结晶 器采用以电厂灰(fly ash)为基料的保护
结晶器铸坯间传热简图
结晶器内通过保护渣渣膜的水平传热一般 涉及两大机理：
晶格传热和辐射传热
1. 有的研究者认为保护渣晶体层的存在会 显著减少辐射传热。
2. Cho等人认为，晶体层的存在对结晶器/ 渣膜界面热阻的影响要大于对辐射传热的 影响。这是因为密度变化导致空隙增加。
晶体控制传热的机理
• 晶体对红外电磁波的反射； • 晶体界面的不完整性对传导传热的阻力； • 密度：结晶相 > 玻璃体
连铸保护渣发展的三大前沿问题
1. 润滑与传热的矛盾； 2. 吸收夹杂与侵蚀耐火材料的矛盾； 3. 环境友好与控制保护渣物理性能的矛盾
2 通过保护渣的传热与润滑
2.1 保护渣的传热性能 结晶器中的传热是非常重要的，铸坯
与结晶器间的水平传热的良好控制可以避 免纵裂纹的产生，纵向传热可以影响振痕 深度、针孔的形成、金属熔池的深度、液 渣向结晶器与铸坯间通道的填充以及润滑。
保护渣熔化形成的液渣，可以改善传热的均 匀性，提高铸坯质量。在控制渣膜传热上采用的 技术主要有提高保护渣碱度， 以提高保护渣的凝 固温度、析晶温度和析晶率，降低渣膜的有效热 传导率。这也是目前中碳钢基本都采用高碱度保 护渣的原因之一。
⑤润滑铸坯与结晶器，减少黏结
拉速与保护渣消耗量及摩擦力的关系
保护渣的五项基本功能与铸坯质量和 连铸工艺的顺行密切相关。由于铸机拉速 的提高和浇铸钢种的扩大，给这五项基本 功能赋予了新的内涵，使这五项基本功能 紧密的联系在一起，每一项功能的变化都 会引起其它功能的变化。
③ 吸收同化钢液中上浮的非金属夹杂
为防止钢液上浮的夹杂物被卷入凝固 壳，造成铸坯表面或皮下缺陷，保护渣熔 化形成的液渣层应具有吸收和同化钢液中 上浮的非金属夹杂，同时使保护渣的物理 性能变化不大的能力。
④ 控制铸坯与结晶器间的传热
使用菜籽油作润滑剂时，在结晶器下部，由 于坯壳的收缩产生了气隙， 致使热阻增加，导出 的热量减少，传热是很不均匀的。
渣取代菜籽油以来，由于连铸保护渣
的优良功能，促进了铸坯质量大幅提 高。
♣ 二十年前，保护渣被人们认为是 “black magic” ，在那时，人们只知道保护渣的简 单作用，但没有从科学上理解保护渣是如 何发挥作用的。
♣ 今天，在全世界冶金工作者的共同努力下， 我们对保护渣的基本功能及其基本原理有 了更为深刻的认识。