板坯连铸结晶器保护渣卷渣及其影响因素的研究
不锈钢板坯连铸结晶器保护渣基础研究
目录
• 引言 • 结晶器保护渣的物理化学性质 • 结晶器保护渣对不锈钢板坯质量的
影响 • 结晶器保护渣的优化设计 • 不锈钢板坯连铸结晶器保护渣的应
用前景与展望
01
引言
研究背景与意义
研究背景
不锈钢板坯连铸结晶器保护渣在不锈钢生产过程中起 着至关重要的作用。不锈钢作为一种重要的金属材料 ，广泛应用于建筑、航空、汽车、医疗等领域。然而 ，在不锈钢的连铸过程中，由于高温、高流速和复杂 的工艺条件，结晶器保护渣的性能对不锈钢板坯的质 量和产量具有重要影响。因此，开展不锈钢板坯连铸 结晶器保护渣的基础研究，对于提高不锈钢板坯的质 量和产量，降低生产成本，具有重要意义。
保护渣的成分对结晶器传热和润滑性能有 重要影响，通过优化保护渣的成分，可以 提高结晶器的传热效率，降低钢坯与结晶 器之间的摩擦力，提高钢坯的表面质量。
保护渣的成分优化包括调整碱度、氧 化钙含量、硅酸盐含量等，以获得更 好的传热和润滑性能。
保护渣的理化性质优化
保护渣的理化性质对结晶器的润滑性 能和传热效率有重要影响，通过优化 保护渣的理化性质，可以提高结晶器 的润滑性能和传热效率。
结晶器保护渣对不锈钢板坯质
03
量的影响
保护渣对不的成分和性质决定了其润 滑和覆盖能力，从而影响板坯表 面的光滑度。
表面夹杂物
保护渣的熔融特性有助于去除钢 水中的杂质，减少表面夹杂物的 形成。
保护渣对不锈钢板坯内部质量的影响
内部裂纹
保护渣的润滑作用可以减少拉坯阻力 ，降低板坯内部裂纹的风险。
内部气泡
保护渣的覆盖作用有助于减少钢水中 的气体含量，从而减少内部气泡的形 成。
保护渣对不锈钢板坯性能的影响
保护渣对板坯连铸表面质量的影响
保护渣对板坯连铸质量的影响丁寅（新疆八一钢铁股份公司)摘要: 通过对板坯纵裂纹形成原理及其影响因素进行分析、重点对于保护渣对板坯表面质量的影响进行探讨、从保护渣的角度解释了板坯易产生表面质量缺陷的原因、并对保护渣的性能提出了改进方法、从而进一步提高板坯铸坯质量。
关键词: 保护渣；表面质量;连铸；理化性能1 引言保护渣浮在钢液上，熔化成液渣渗入凝固坯壳与结晶器之间的缝隙中，形成渣膜。
该渣膜由靠近坯壳侧的液渣层和靠近结晶器侧的固态层构成，它不仅能润滑坯壳，防止黏结漏钢的发生，同时还能调节结晶器和凝固坯壳之间的热流，减少热流波动，以保证在弯月露区域形成的坯壳厚度均匀，降低表面纵裂纹产生的概率，提高铸坯表面质量[1-2］。
我厂浇铸大断面前期使用的保护渣为适应高拉速的需要,不可避免的要对保护渣的熔速、粘度、熔点、配碳等进行调整，这样,高速保护渣在浇铸低速钢时，虽然发生漏钢的几率小，但却不能形成良好的三层结构，影响到质量的控制和稳定。
轻微的纵裂纹经板坯精整后对下工序不会产生影响，但会降低金属收得率，影响整个物流的运转,使连铸连轧不能顺利进行,从而降低了生产效率。
2 保护渣的几个重要理化性能2。
1 粘度（η)粘度是考查保护渣物理性能的一个重要指标。
浇注时,保护渣的粘度影响其渗透，合适的粘度可以使保护渣在结晶器与坯壳之间形成有一定厚度的渣膜。
并能均匀铺展，这对改善板坯的润滑性能及稳定传热有重要作用.保护渣的粘度太低会对水口造成侵蚀,渣耗增大，渣膜变厚，影响板坯的水平传热；但粘度太高，又易形成渣条，渣耗过低，渣膜变薄且不均匀，易造成板坯的纵裂缺陷甚至漏钢。
粘度的操作范围主要是凭经验，控制好保护渣的粘度，保持稳定，可以把渣耗量稳定在一个合适的范围内，保证板坯的润滑与传热。
狄林成章等人研究低碳铝镇静钢保护渣时[3],认为粘度（η)与拉速（v e：m／min）之间在1300℃时的最佳范围遵循经验公式：η1300℃．v e=0。
保护渣对铸坯质量的影响
攀枝花学院Panzhihua University本科毕业设计（论文）文献综述院（系）：材料工程学院专业：冶金工程班级：2007冶金工程班学生姓名：曾月斌学号: 2007111030472011 年2 月16 日本科生毕业设计（论文）文献综述评价表文献综述：结晶器保护渣对铸坯质量影响的研究1 结晶器保护渣的发展及现状1.1 保护渣的发展在出钢和浇注过程中，钢液长期接触空气和耐火材料，温度和成分发生了显著变化，钢的质量受到严重影响。
经过长期的探索与实践，发现采用气体、液体、固体保护剂，产生还原性气体，将钢液与空气隔离，并对钢液中上浮的夹杂物进行捕集的保护浇注；或采用真空浇注法，是减少浇注过程中钢液污染的有措施。
常用的保护浇注法如[1]表 1.1所示。
1.1 保护浇注分类以前，在钢锭模内壁刷无水焦油，或向钢锭模内放置木框、石蜡稻草圈进行无渣保护浇注。
之后，逐渐发展到使用固体保护渣进行有渣保护浇注，取得了良好的效果，为了适应连续浇注生产迅速发展的需要，1989年我国推出第一批连铸保护渣系列。
从此我国连铸保护渣的标准化、规范化、生产专业化进入一个新时代。
连铸结晶器保护渣的品[2]种繁多：(1)按其化学成分可分为：223SiO Al O CaO --系、223SiO Al O FeO --系、2232SiO Al O Na O --系，其中以前者的应用最为普通。
在此基础上加入少量添加剂(碱金属或碱土金属氧化物、氟化物、硼化物等)和控制熔速的炭质材料(炭黑、石墨和焦炭等)。
(2)按保护渣的形状可分为粉状渣(机械混合成型)、颗粒渣(挤压成型的产品呈长条形，圆盘法成型的产品呈圆形，喷雾法成型的产品呈空心圆颗粒)。
(3)按使用的原材料可分为原始材料混合型、半预熔型和预熔型。
(4)按其使用特性，根据钢种特性、连铸设备特点和连铸工艺条件可分为各种规格的保护渣(低、中、高碳钢保护渣和特种钢专用渣)、发热型开浇渣等。
1.2 保护渣的发展趋势随着连续铸钢的发展，原有保护渣已满足不了生产工艺需求，现代连铸技术采用的保护渣必须是低黏度、低熔点、高熔化速度、大凝固系数的新型保护渣，且保护渣的选择必须与连铸机工艺条件相匹[3]配。
连铸结晶器保护渣渣层结构研究报告
连铸结晶器保护渣渣层结构研究1 引言连铸结晶器保护渣的主要功能包括：使结晶器壁与铸坯壳之间保持润滑；控制结晶器与铸坯之间的热交换；保持结晶器顶部处于绝热状态；防止钢水二次氧化；吸收钢水中上浮到液面的夹杂物。
其中两个最为重要的功能是保持结晶器壁与坯壳间的润滑和控制传热。
固态结晶器保护渣的结晶比对铸坯与结晶器之间的热流量有重要影响。
某些特定钢种的保护渣是根据该钢种特有的冷却条件而设计的。
有鉴于此，结晶器保护渣的组织结构和凝固特性具有重要意义。
结晶器保护渣中的晶体成分愈多，结晶器保护渣结构愈疏松，从而降低保护渣内的辐射传热。
中碳钢结晶器保护渣具有较高的结晶比，保护渣层内的传热较为均匀，有利于降低连铸坯内的纵裂纹的形成。
结晶器凝固保护渣的取样位置位于结晶器以下部位。
为了便于比较，分别采取了用于浇铸中碳钢、低碳钢以及超低碳钢的结晶器保护渣样。
对所有渣样所作的成分分析表明：结晶器上部的渣样与粉状结晶器保护渣的成分相差无几。
x射线衍射分析和显微分析表明：位于结晶器底部的用于浇铸中碳钢的结晶器保护渣其结晶体组织占80％～90％，而低碳钢和超低碳钢用结晶器保护渣晶体分别约为65％和45％。
x射线衍射相分析表明各种保护渣的结晶相几乎全部是由矿物相枪晶石(3CaO．2SiO2．CaF2>组成。
对保护渣所作的扫描式电子显微镜分析证实中碳钢用结晶器保护渣可能还含有一定数量的霞石成分。
通过分析渣样横截面可以看出沿渣膜厚度方向存在着不同的结晶形态。
在低碳钢和超低碳钢结晶器保护渣中存在着细晶区、枝晶区和非晶区；中碳钢的非晶区相对较小，晶状区占有较大优势。
对于非中碳钢结晶器保护渣而言，并不需要太高的保护渣结晶比。
实际上在铸坯壳出结晶器之前要达到足够的厚度常常需要较高的传热速率。
因为浇铸这些钢种时的拉坯速度较高(>1.3m／min>。
现已对结晶器保护渣的结晶情况即结晶倾向进行了实验室和工厂的实验研究。
实验室的大部分实验研究，均是在对保护渣控制加热或控制冷却的实验条件下进行，然后再对凝固的保护渣进行分析研究。
高级薄板坯用连铸保护渣的开发与研究
高级薄板坯用连铸保护渣的开发1.前言连铸优质薄板坯时，结晶器中的保护渣粉末易卷人钢液而导致薄板坯（带）表面缺陷特别是镀锡薄板易产生出白（色）斑（点）。
为此，新日铁开发了由 CaO－SiO2－Al2O3－CaF2－AlF3组成的低Na含量结晶器用连铸保护渣。
2、基础研究为了减少（甚至消除）高级薄板表面的白斑缺陷，须将保护渣中的Na含量降至２％以下。
因 Na＋（钠离子）是渣粘度、熔融温度的调整剂，减少Na＋就会提高渣的粘度和熔点；另一方面，渣粘度至适当范围以上，则结晶器与铸坯间的润滑就会恶化，从而影响钢液的可浇性和铸坯质量。
为确保正常操作，须选择F（氟）代替Na化合物调整渣的粘度和熔点；并且，进而确定了选用碱土金属氟化物作为调整剂。
3 金属氟化物保护渣特性调查了各种加氟化物保护渣的基础特性，粘度、熔融速度、凝固温度、对钢夜的覆盖性以及表面张力等，结果如下：a 渣的化学成分及相关物性以基本特性调查结果为基础，选择了5种改变粘度水平的金属氟化物保护渣（F-1～F-5）和2种作为对比材而以Na 作为调整剂的保护渣（Na-1和Na-2）。
F系渣各种成分范围为1.7－5.3％T.C、31－36％CaO、37－40％SiO2、1－6％Al2O3、6－13％MgO、1% Na＋、、9－12％ F－、8－20％ MgF2、0－5％AlF2、CaO /SiO2＝0.80－0.90；物性中的熔点1120－1155℃，在1300℃的粘度0.19－0.40Pa－s、在1250℃的表面张力0.310－0.330N/m。
Na 系渣的化学成分范围2.9－5.2％T.C、30－33％CaO、32－37％SiO2、6％Al2O3、0％MgO、7－9％Na＋、5－7％F－、0％AlF2、、CaO /SiO2＝0.98－1.02；物性中的熔点1120－1145℃，在1300℃的粘度0.18－0.34、在1250℃的表面张力0.235－0.245 N/m。
影响保护渣使用性能的工艺因素研究
连铸保护渣是一种以硅酸盐为基料，并含有多种熔剂和碳质骨架材料的多功能冶金材料，是钢铁冶金连铸过程中的关键辅料之一。
保护渣在结晶器钢液面上熔化，形成液渣层、烧结层和粉渣层三层结构。
正常浇注条件下，液渣在弯月面处流入结晶器与铸坯坯壳的间隙中，对铸坯表面质量及连铸生产工艺的顺行有很大影响。
1 保护渣成分连铸保护渣主要由基料、助熔剂和碳质材料三大部分组成，化学成分通常包括CaO、SiO2、Al2O3、Na2O、MgO、MnO、Li2O、K2O、BaO、SrO、FeO、CaF2、炭粒及有害成分磷、硫。
保护渣的理化性能，比如熔化温度、碱度、黏度、熔化速度、表面张力等都与化学成分密切相关，其使用性能与连铸机生产工艺条件相互影响和制约。
2 保护渣作用保护渣的作用可概括为：一是，隔热保温作用：连铸浇注过程中，被高温钢水熔化的液渣层覆盖在结晶器钢水表面上。
隔热保温，防止表面结壳和搭桥，提高弯月面温度，保持良好的液渣流入通道，减轻振痕，减少铸坯表面缺陷。
二是，防止钢水二次氧化：保护渣覆盖在钢水液面上，其三层结构将钢水与空气隔绝开，防止空气进入钢水发生二次氧化。
三是，吸附夹杂的作用：液渣具有一定的吸附、溶解夹杂物的能力，保护渣熔化成液渣后，吸附钢水中上浮的夹杂物，达到净化钢水的作用。
四是，润滑作用：液渣在结晶器四周的弯月面处，由于结晶器的振动和坯壳与铜板之间缝隙的毛细管作用，液渣被吸入并充满铜板与坯壳的缝隙，形成一定厚度的渣膜，减少拉坯阻力和避免坯壳粘结问题。
五是，改善结晶器传热：液渣填充到铜板与坯壳之间的气隙中，减少了热阻，改善坯壳在结晶器内的传热，使坯壳生长均匀，防止铸坯表面裂纹。
3 连铸生产工艺对保护渣性能的影响(1) 钢水质量及温度保护渣必须在合适的钢水温度下才能发挥良好的使用性能。
钢水温度偏低，保护渣熔化需要的热量不足，熔化效果不好，熔化速度慢，液渣生成少，影响坯壳润滑和传热。
钢水温度过高，保护渣熔化快，液渣层厚，造成下渣不均，坯壳厚度不均匀。
不锈钢板坯连铸结晶器保护渣基础研究
熔融保护渣碱度升高与化学反应（1）和（2）有关, 其热力学计算结果
如上图所示。
(SiO2)+ [ Ti ] =(TiO2)+ [ Si ]
（1）
[Al] + 3/4 (SiO2) = 3/4[Si] +1/2 (Al2O3) （2）
16
5 保护渣吸收氧化钛对其理化性能的影响
由于含钛不锈钢连铸过程结晶器保护渣中TiO2含量发生 了明显变化，将会引起保护渣性能的变化，因此，研究了 TiO2含量变化对不锈钢连铸保护渣粘度、凝固温度、结晶性 能和结晶器传热的影响。
(a)409L
(b)430
9
321固态渣膜结构
◆太钢现场取321渣膜，结晶率为48％左右， 结晶率适中，兼顾改善对铸 坯润滑和控制结晶器传热。
10
固态渣膜结晶器侧的粗糙度
(a)304 (c)409L
固态渣膜表面粗糙度 可以调节结晶器和固态渣
(b)321 膜间的界面热阻，从而影
响结晶器内的传热。
★304渣膜的粗糙度最高； ★其次是430； ★321和409L粗糙度最低。
粘度降低会增加保护渣消耗，而降低凝固温度有利于改善结晶器下部 铸坯润滑。
20
TiO2含量分别为8%和12%时，不同碱度保护渣的粘度
粘度(Pa s·) 粘度(Pa s·)
3.0
2.5
<3>
2.0
<1>
1.5
<2>
<1>-R=0.85,TiO =12% 2
<2>-R=1.0,TiO =12% 2
<3>-R=1.2,TiO =12% 2
保护渣性能的稳定，将会进一步改善保护渣的使用效果。
哪些因素可能造成连铸卷渣
哪些因素可能造成卷渣？
任何冶炼上或钢水传递上的操作，尤其是在钢水从一种容器到另一种容器时，会引起渣钢间的剧烈混合，造成渣颗粒悬浮在钢液中。
卷渣形成的夹杂物尺寸在10～300µm之间，含有大量的CaO和MgO成分，在钢水温度下通常为液态，因此在外形上为球形。
对于连铸工艺，下列因素可能造成钢水卷渣：
（1）钢水从钢包到中间包和从中间包到结晶器时，尤其是敞开浇铸时。
（2）钢水上表面出现漩涡时。
钢水液位过低造成的漩涡可以采取多种方式加以避免，如在漩涡开始时关闭钢流。
（3）钢水上表面乳化作用造成卷渣，尤其当搅拌气体超过临界气体流量时。
（4）结晶器弯月面扰动。
（5）渣的特性尤其是界面张力和粘度。
对连铸结晶器保护渣渣层分析
对连铸结晶器保护渣渣层的分析[摘要]连铸结晶器保护渣的主要功能包括：使结晶器壁与铸坯壳之间保持润滑；控制结晶器与铸坯之间的热交换；保持结晶器顶部处于绝热状态；防止钢水二次氧化；吸收钢水中上浮到液面的夹杂物。
其中两个最为重要的功能是保持结晶器壁与坯壳间的润滑和控制传热。
[关键词]连铸结晶器保护渣铸坯中图分类号：tf777.1 文献标识码：a 文章编号：1009-914x （2013）07-0256-011、引言固态结晶器保护渣的结晶比对铸坯与结晶器之间的热流量有重要影响。
某些特定钢种的保护渣是根据该钢种特有的冷却条件而设计的。
有鉴于此，结晶器保护渣的组织结构和凝固特性具有重要意义。
结晶器保护渣中的晶体成分愈多，结晶器保护渣结构愈疏松，从而降低保护渣内的辐射传热。
中碳钢结晶器保护渣具有较高的结晶比，保护渣层内的传热较为均匀，有利于降低连铸坯内的纵裂纹的形成。
结晶器凝固保护渣的取样位置位于结晶器以下部位。
通过分析渣样横截面可以看出沿渣膜厚度方向存在着不同的结晶形态。
对于非中碳钢结晶器保护渣而言，并不需要太高的保护渣结晶比。
实际上在铸坯壳出结晶器之前要达到足够的厚度常常需要较高的传热速率。
因为浇铸这些钢种时的拉坯速度较高（>1.3m／min）。
现已对结晶器保护渣的结晶情况即结晶倾向进行了实验室和工厂的实验研究。
试验室的大部分试验研究，均是在对保护渣控制加热或控制冷却的试验条件下进行，然后再对凝固的保护渣进行分析研究。
在对保护渣的结晶研究中广泛使用了差热分析方法（dta）。
在本研究中，为了确定液态结晶器保护渣在冷却时的结晶温度，在实验时将保护渣的温度变化与参照试样进行了对比。
采用差热分析的方法研究表明，结晶器保护渣的结晶趋势随cao／sio2的比值、li2o、tio2和zro2含量的增加而增强，随b2o3含量的减少而增强。
fonseca等人对自己所采取的保护渣样进行了研究，结果表明，中碳钢保护渣结晶层厚度和保护渣层总厚度均比低碳钢保护渣高。
连铸机结晶器保护渣试验影响因素探讨
初次试 验保 护渣时 ， 要选择 在浇注 后期试验 ， 同
时， 应考虑其它连铸机生产状况及生产组织压力 ， 综 合考 虑是否具 备试 验 的 生产 组 织条 件 ； 于 多流 连 对
铸机 ， 应仅在 一个 流上试 验 ， 以防止 出现 铸坯质量 或
结 晶器 铜板 和坯壳 间隙 中 ， 不能形 成均匀 的渣膜 ， 影 响保护渣 润滑 和均匀传 热性 能 。
否符合 要求 。
保护 渣 良好 的润滑 、 导热 等功能创 造好条件 。
１５ 液 面稳 定性 ．
象 ， 的区域液 面 过 于 活跃 ， 的 区域 液 面不 活 跃 ， 有 有 保护 渣熔 化需要 的热能及 保护 渣三层 结构 都会 发生 不稳定 状 态 ， 致保 护渣 熔 化 不 均匀 、 导 消耗 不 稳 定 、 渣膜 厚度 不一 等问 题 ， 化 了保 护 渣 的作 用 和性 能 恶
结 团 、 条 多等 问题 ， 响 保 护渣 使用 性 能 ， 加 钢 渣 影 增 水 卷渣 ， 至会导致 卷 渣漏 钢事 故 。所 以 ， 甚 在试 验保
护渣 时 ， 要控 制好 水 口插人 深度 ， 既不 能 发生结 晶器
泡在 钢液 中上 浮带 给 钢 渣界 面 的热 量 少 ， 别是 板 特
在浇 注过程 中 ， 若保 护浇 注效 果不好 ， 钢水与空
漏钢等事故造成非计划停浇， 影响了整个生产组织。
开始 ２— ３次试 验 ， 般都 要 选择 在 浇 注后 期 、 生 一 无
产组织 压力情 况下进 行试验 。
气 接触发 生二 次 氧 化 ， 成 Ａ 类 氧化 夹 杂 物进 生 １ ０
控制 在 ５ｍｍ之 内 ； 于小 断 面铸 坯 ， 中精 度要 控 对 对 制在 ３ｍ 之 内 。另 外 ， 保 证 水 口能 够 垂 直 插 入 ｍ 要 液面 ， 以避 免水 口上 部对 中较好 、 下部 对 中不 良的现
板坯连铸结晶器保护渣卷渣及其影响因素的研究
板坯连铸结晶器保护渣卷渣及其影响因素的研究板坯连铸结晶器保护渣卷渣在现今钢铁工业中占据着重要的地位，然而由于众多因素的影响，板坯连铸结晶器保护渣卷渣的质量往往不稳定。
因此，研究板坯连铸结晶器保护渣卷渣及其影响因素，对于提高钢铁工业生产效率，提升产品质量，降低生产成本具有重要意义。
本文以《板坯连铸结晶器保护渣卷渣及其影响因素的研究》为标题，主要就板坯连铸结晶器保护渣卷渣及其影响因素进行分析研究，旨在有效把握影响渣卷渣质量的重要因素，从而建立有效的钢铁工业生产控制体系，从而提高钢铁工业生产效率，提升产品质量，降低生产成本。
二、板坯连铸结晶器保护渣卷渣结构特征及其影响因素分析1、板坯连铸结晶器保护渣卷渣结构特征板坯连铸结晶器保护渣卷渣的结构具有自身的特性，具有高流动性、高硬度、高吊重等特点，其质量也比一般渣卷渣要高。
2、影响板坯连铸结晶器保护渣卷渣质量的因素（1）熔炼技术因素：熔炼技术因素是影响板坯连铸结晶器保护渣卷渣质量的最重要因素之一，其中包括原料组成、熔炼工艺、熔炼时间、渣卷渣包装形式、熔渣流量等因素。
如果熔炼工艺不当，会导致渣卷渣的合金结构不稳定，质量变化大。
（2）连铸工艺因素：连铸工艺是影响板坯连铸结晶器保护渣卷渣质量的另一个重要因素，其中包括熔炼温度、熔炼焊接时间、熔炼焊接气体类型等。
如果连铸工艺不当，会导致渣卷渣的熔炼结构不稳定，影响渣卷渣的性能。
（3）结晶器工艺因素：结晶器工艺也是影响板坯连铸结晶器保护渣卷渣质量的重要因素，其中包括结晶器的工作状态、梁板的尺寸及材料、梁板内部温度、结晶器温度差、保护气体类型、结晶器转速等因素。
如果结晶器工艺不当，会导致渣卷渣的熔晶结构不稳定，影响渣卷渣的性能和质量。
三、板坯连铸结晶器保护渣卷渣优化技术1、优化熔炼技术优化熔炼技术是提高板坯连铸结晶器保护渣卷渣质量的重要手段之一。
需要注意的是，熔炼技术的改善应从有效的控制原料组成、熔炼工艺、熔炼时间、渣卷渣包装形式、熔渣流量等因素入手，以确保板坯连铸结晶器保护渣卷渣质量稳定可靠。
卷渣原因
结晶器保护渣卷渣类型及防止板坯连铸结晶器内主要由以下类型的卷渣发生：1、结晶器内壁卷渣在结晶器壁附近，由于表面液体的不稳定流动，将保护渣卷入钢水。
卷入的渣滴有可能重新上浮至渣钢表面，也有可能被凝固坯壳前沿捕捉，形成皮下夹渣。
2、回流夹渣当浸入式水口插入深度过浅而拉坯速度较低时，流股冲击不到结晶器窄面，流股上回流到水口侧面附近，其向下的分速度把保护渣卷入钢水，被水口流股捕捉，进入结晶器造成卷渣。
3、剪切卷渣从浸入式水口流出的流股到达结晶器窄面后为分上升流和下降流,若渣滴不能再次回到渣而被钢液裹挟至钢液熔池深处或被凝固坯壳捕捉,就发生了卷渣.当拉速较高,水口浸入深度较浅,水口出口夹角向下较小时易发生此类卷渣.4、旋涡卷流由于紊流或水口出流不对称造成的水口两侧流场的不对称将导致水口两侧的表面流速不等,当表面流速相差到一定程度后,两表面流在水口附近汇合时将在速度较小的一侧产生旋涡,这种旋涡的能量较大时即可把保护渣卷入钢液内部.此外,钢液从水口冲出时,水口从上方会形成负压区,在负压区的影响下旋涡会被拉伸,加强,由旋涡卷吸的渣滴就有可能被带到钢液熔池深处,卷渣就形成了.解决结晶器卷渣的措施1、水口浸入深度水口浸入,液深度过深,容易回流卷渣;如过深,增加了夹杂物和气泡卷入铸坯深处的机会,且由于热点下移,增大了漏钢几率,并造成了化渣不良,润滑不好.2、水口出水面积原使用的浸入式水口上口大,下口小,造成下口出口射流速度快,对液面的冲击强度较强,液面波动幅度大;同时下口容易附着冷钢,易形成偏流,旋涡卷渣可能性增大.拉速太慢,容易造成回流卷渣.3、拉坯速度拉坯速度较快,保护渣熔融结构变化,熔渣层厚变薄,粉渣层卷放钢液的几率增大;拉速太慢,容易造成回流卷渣.4、保护渣粘度在保证保护渣能顺利流入结晶器与铸坯铸坏表面之间的缝隙的情况下,适当增大保护渣粘度,保证合适的液渣层厚度.。
2夹渣漏钢主要原因:1)结晶器液面波动大2)结晶器偏振,3)在快换中间包时,由于涨速过快,在结晶器液面产生局部扰动4)中包、水口等耐火材料质量不稳定,造成耐材脱落、水口损坏炸裂等；5)中间包钢水温度低,使保护渣熔化不好。
保护渣对铸坯质量和连铸过程的影响
保护渣对铸坯质量和连铸过程的影响摘要：连铸结晶器保护渣是一种以硅酸盐为主体，以多种化学助剂为主体的功能性物质，并以碳质物质为主体构成的人造渣层。
随着我国钢铁工业的迅速发展，对钢坯的质量和连铸工艺提出了更高的要求。
但当前，连铸过程中，保护渣物化特性、连铸工艺平稳运行和铸坯质量三者间的内在联系，已经成为制约连铸工艺进步的重要因素。
如何充分利用连铸保护渣的各项功能，提高铸坯表面质量，保证不同品种钢的正常使用，已成为当今广大炼钢厂必须重视的重要课题。
关键词：保护渣；铸坯质量；连铸过程由于简化了生产流程，提高了金属产量，节约了能源，改善了钢坯质量，使连铸技术在工业上获得了快速的发展。
20世纪，全球连铸率的平均水平是86%，其中27个工业国家的连铸率超过了90%（也就是完全连铸）；中国的钢铁企业在新世纪也已实现了90%以上的连铸率。
我国是世界上最大的钢铁国之一，其在连铸中的应用已超过30年。
该工艺在保证连续铸造工艺稳定性、拓宽铸坯品种、改善铸坯质量、改善铸坯产量等方面具有十分重要的作用。
可以说，现在的铸造工艺和这一技术密不可分。
所以，在现代连铸生产中，采用了保护渣工艺，并将其纳入了高科技的范畴。
世界上许多国家都在这方面投入了巨大的资源和人力，对保护渣进行了深入的研究和开发，使保护渣工业化和商品化，从而使保护渣的工业和商品化得到了极大的发展。
1保护渣的作用及其基本原理目前，在连铸过程中，采用浸入式水口、保护渣浇注等工艺，对改善铸坯质量起着重要作用。
保护渣具有保温隔热，防止钢表面结皮，隔绝空气，防止钢液二次氧化，吸收钢液中的夹杂物，润滑并保护坯壳，提高连铸坯的凝固及传热性能。
在结晶器内添加粉末状固体保护渣后，在钢液的作用下，钢液表面很快就会生成一层液渣。
在液渣层之上、粉煤灰层之下的烧结层是以疏松的保护渣为主的。
在连铸过程中，钢液在连铸过程中逐步形成了一层钢壳层。
在钢液与保护渣界结合的部位，形成了一层钢坯壳，起到了隔绝空气，防止了二次氧化的作用。
影响板坯连铸产生渣圈的因素
24
渣圈 1 134 1 142 1 151
注: 渣圈熔化温度为 3 个渣圈试样的平均温度。
黏度/ ( Pa s) 0. 149
图 2 连铸保护渣 A 的黏度 温度曲线
据图 2 可知, 由于测试数据点的限制, 此渣黏 度 温度曲线转折点温度即凝固温度位于1 217~ 1 254 , 温度低于转折点温度后黏度上升较快, 说明此时有大量晶体析出[ 1] 。而对于结晶温度高 的熔渣, 在熔渣冷却过程中出现的析晶物促进了 渣圈的产生。
2. 2 高温性能分析
在实验室对现场 所取保护渣 A 原渣与其渣 圈采用高温物性测定仪 GX II 和旋转黏度计分别 进行了熔化过程和 1 300 下黏度的测 定, 具体 如表 3。
表 3 保护渣 A 原渣与其渣圈物理性能对比
类别
熔化温度/
软化点 半球点 流动点
熔速/ s
原渣 1 096 1 135 1 139
连铸用保护渣, 对改善连铸坯表面和皮下质 量及确保连铸生产的顺利进行发挥了重要作用, 结晶器保护渣技术是连铸生产技术的一项重要组 成部分。连铸保护渣加入到结晶器钢液面上受热 熔化, 熔渣与结晶器壁接触受冷凝固并粘附在器 壁上, 沿结晶 器壁形 成 渣 圈 , 生产 中也 称 渣 皮 、渣条 , 一旦渣圈长大, 可能防碍熔渣向坯壳 与结晶器壁间空隙的流入, 甚至完全堵塞熔渣通 道, 引起坯壳与结晶器壁间渣膜不均匀, 导致铸坯 润滑不良、结晶器传热不均, 进而引起铸坯质量问 题甚至发生漏钢事故。自 2008 年来, 邯郸钢铁股 份有限公司( 以下简称邯钢) 第三炼钢厂低合金高
从 图 1 可 知, 渣 圈中 A l2 O 3 含 量 较原 渣有 0. 84 % 的 小 幅 增 加, 而 作 为 熔 剂 配 入 渣 中 的 N a2 O、K2 O、F- 以及 F e2 O 3 的含量均有不同程度 的减少, 以上变化均可能使得保护渣熔点及黏度 的升高。伴随钢中铝的氧化且被熔渣吸收, 熔渣中 的 SiO 2 被还原( 4[ A l] + 3SiO2 = 2A12 O3 + 3[ Si] ) , 从而导致熔渣碱度的变化, 由原来的1. 31提高到 1. 32。
薄板坯连铸结晶器内保护渣卷渣的研究
知识文库 第15期243薄板坯连铸结晶器内保护渣卷渣的研究蒋 实本研究主要是用结晶器水模来模拟结晶器内流场，研究薄板坯结晶器内卷渣机理，得出其主要卷渣方式为切向卷渣，涡旋卷渣，氩气冲击钢渣界面的卷渣，并考察操作参数对卷渣的影响，即拉速越大，浸入深度越浅，吹气量越大，卷渣可能性越大。
从而提出避免卷渣的改进措施。
1 研究内容基于相似原理，采用1：1的水模型模拟了薄板坯连铸结晶器内液模界面的流场。
采用水工数据采集系统对结晶器液位波动进行了测量，并结合实测数据对薄板坯连铸结晶器进行了研究。
内保护渣的卷渣机理，研究各工艺参数，即吹气量，浸入深度，拉速等，对保护渣卷入方式及卷入位置的影响，并优化相关工艺参数。
2 连铸水力模型基本原理根据相似原理,对不可压缩粘性流体的稳定等温流动,应保证模型与实物中的雷诺准数Re 和弗鲁德准数Fr 相等，韦伯准数成比例。
采用1:1的水模型,对于动力相似，由于实际结晶器和所选的水模型中液体流动状态均已处在第二自模化区，故只要保证Fr 相等即可实现两者的动力相似。
3 实验结果及分析 3.1 拉速的影响 1）拉速对波高的影响随着拉速的增大，在结晶器宽度方向各个测点的平均波高相应的有不同程度的增加，说明拉速越大保护渣表面波动幅度越大，卷渣发生的可能性越大。
2）拉速对渣层的影响随着拉速的增加，保护渣层越来越容易被冲开，出现钢液面裸露，这是因为随着拉速的增加，表面流速加快，波动越来越剧烈，由于两股回流的作用，在弯月面附近形成驻波，对结晶器渣层产生剪切作用，导致结晶器渣向中心堆积，经过一段时间后，结晶器狭窄表面附近的渣变薄，导致钢水暴露表面。
另外，随着拉速的增大，两股回流流速逐渐增大，相应的剪切力的作用也同时增大，在中间处堆积的厚渣层在剪切力的作用下，卷渣量和卷渣深度逐渐增加，形成了剪切卷渣，一般情况下，当拉拔速度较小时，主要是回流引起的涡旋卷渣，当拉速提高到4.5m/min 以上时，保护渣会明显的向宽面中心区堆积，在距中心区250mm 的区域形成一个厚渣层，它受到回流的剪切作用，液渣以切向进入钢液流场中，被卷入的保护渣，随着拉速的增大，很难再浮出到表面渣层，严重影响钢坯质量。
连铸板坯结晶器内钢渣界面的波动行为和卷渣行为的研究
连铸板坯结晶器内钢渣界面的波动行为和卷渣行为的研究摘要随着高效连铸的发展和吹氩工艺的广泛应用，结晶器的冶金作用越来越重要。
深入研究结晶器内钢渣运动是促进连铸工艺顺行，改善铸坯质量的关键因素。
本文以太钢板坯连铸结晶器为研究对象，根据相似原理建立1:2的水模型，采用水力学物理模拟方法，研究了拉速、水口插入深度以及吹气量对结晶器内液面波动、液渣分布、卷渣行为的影响规律。
研究表明：拉速对结晶器内钢渣界面流动行为影响很大，吹气量对结晶器不同部位的钢渣流动影响程度不同，在水口附近影响最大。
在高拉速浇注时，结晶器内很容易出现剪切卷渣；在拉速不高而吹气量比较大时，吹气卷渣是卷渣的主要方式。
当卷入结晶器内的渣滴冲击深度较浅时，会因浮力作用而慢慢上浮；当渣滴的冲击深度较深时，就会被流股冲击到结晶器下部区域，最终形成铸坯大型夹杂物或者导致卷渣漏钢事故。
关键词板坯结晶器卷渣吹气1文献综述1.1板坯连铸技术概述连续铸钢技术的开发与应用是钢铁生产中继氧气转炉之后又一次重大的技术革命，是目前冶金领域最活跃的一个分支，也是炼钢领域内发展最快的技术之一。
连铸技术对世界钢铁工业的发展产生了巨大的推动力。
目前连铸生产快速发展已成为推动炼钢和整个钢铁生产蓬勃发展的主要技术动力[1,2]。
1.2结晶器冶金作用在连铸过程中，由于钢水不纯净、二次氧化、夹杂上浮不充分，铸坯本身的凝固特征，高温铸坯要经受冷却、弯曲和拉矫等方面的热应力和机械应力，使铸坯存在一些缺陷。
铸坯的表面缺陷主要决定于钢水在结晶器内的凝固过程，它是与结晶器内坯壳的形成、结晶器振动、保护渣性能、浸入式水口设计及钢液面稳定性等因素有关的，必须严格控制影响表面质量的各参数在合理的目标值内，以生产无缺陷的铸坯，这也是热送和直接轧制的前提条件。
影响板坯质量及工艺顺行的关键问题，大部分与钢液在结晶器内的流动行为有着直接或间接的关系。
高速连铸会加剧钢液流速和弯月面的流动，造成凝固壳的不稳定，夹杂物难以上浮，更为严重的是，易将钢液面上的保护渣卷入到钢水中，保护渣覆盖不均匀，从而引起漏钢事故和质量缺陷。
- 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)。
板坯连铸结晶器保护渣卷渣及其影响因素的研究
随着不断发展的钢铁行业，板坯连铸结晶器已经成为一种常用的设备，用于生产高品质的板坯。
然而，一些现象，如回转炉渣卷渣的破裂和渗漏，已经引起广泛的担忧。
因此，有必要研究这种现象的影响因素，以保护渣卷渣免受损害。
研究表明，连铸结晶器中出现渣卷渣破裂和渗漏的原因有很多。
首先，主要原因是结晶器内部压力太大，导致渣卷渣破裂。
其次，渣卷渣不足，以及渣卷渣中残存的气体，也会导致渣卷渣破裂。
此外，渣卷渣不能正确维护，也会导致渣卷渣破裂。
另外，也存在其他一些因素，会导致渣卷渣渗漏。
首先，结晶器周围的温度过高，导致渣卷渣失去弹性，从而导致渗漏。
其次，渣卷渣中残存的气体不能被及时排出，也会导致渗漏。
此外，表面污染也会导致渣卷渣渗漏。
要保护渣卷渣，最主要的是正确维护。
首先，应检查结晶器内部压力，以确保安全，并确保渣卷渣可以有效地均匀分布。
其次，渣卷渣必须按规定的时间、频率和数量添加和更换，以确保渣卷渣充足。
此外，必须确保渣卷渣处在适宜的温度下，以减少渗漏。
最后，要定期检查渣卷渣表面，确保表面无污染危害。
本文研究了板坯连铸结晶器保护渣卷渣的影响因素。
渣卷渣可能会破裂和渗漏，这种现象的原因有多种，其中主要原因是结晶器内部压力太大，以及渣卷渣不足、渣卷渣中残存的气体以及维护不当。
要保护渣卷渣，主要是正确维护，如检查结晶器内部压力，按时、按频
率、按数量添加和更换渣卷渣，保持温度适宜，以及定期检查渣卷渣表面，以防止渣卷渣受损害。
以上就是关于《板坯连铸结晶器保护渣卷渣及其影响因素的研究》的3000字文章。