连铸结晶器保护渣
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
薄板坯高速连铸用结晶器保护渣
只有考虑了钢液、保护渣和结晶器本身这一 套完整的系统构成之后, 才能了解保护渣的特性 和效率。Hylsa 薄板坯连铸机使用球形粒状保护 渣的系统示于图 2。
考虑到熔渣边缘组成和结晶器镀层, 当液态 熔渣凝固时, 确定其结晶范围是有用的。研究发
# 34 #
1998 年 第 10 期( 第 36 卷# 总第 216 期)
渣膜。 在拉速为 5. 0m/ min 时保护渣 B 传递的总热
2. 92 MW/ m2, 而 保 护 渣 A 传 递 的 总 热 2. 80 MW/ m2, 克 分子比关系计 算结果表明, 保护渣 B 的导热率较高, 而结晶温度较低。
态保护渣还可提供瞬时润滑, 阻止富碳的不反应 的保护渣与钢接触, 这样可以减少增碳。 2. 2 球形粒状保护渣
在已有的高速传统板坯连铸结晶器保护渣技 术的基础上, 为满足拉速达 6. 0m/ min 的薄板坯的 特殊要求而开发了一种球形粒状保护渣。这种保 护渣具有极好的化学一致性、良好的流动性和环 境清洁度。
0. 64
0. 026
24. 62
0. 38~ 0. 07 0. 49~ 0. 15
130 @ 130( E) 128
0. 52
0. 017
30. 59
0. 49~ 0. 12
拉速 m/ min
1. 4 1. 6 4. 0 5. 0 4. 0 5. 0 5. 0 1. 2~ 1. 6 1. 6~ 2. 0
10. 42
结晶器保护渣的性能和特性汇总
结晶器保护渣的性能和特性1.简介在连铸生产中结晶器保护渣起着主要作用。
保护渣从结晶器顶部加入，向下移动逐步形成烧结层，熔融层和液渣层（见图1）。
液渣渗入结晶器铜板与坯壳之间，润滑坯壳。
但是，大部分的液渣进入铜板与坯壳之间后，遇水冷结晶器铜板凝结并形成玻璃状的固态渣膜（大约2毫米厚）。
薄液渣膜（大约0.1毫米厚）与坯壳一起移动并为其提供液态润滑。
同时，玻璃渣也可部分结晶。
一般认为固渣膜附在结晶器壁上，或者如果移动，一定比坯壳的速度慢得多。
结晶器振动防止坯壳粘结在结晶器上。
固渣膜的厚度和特性决定水平热传递。
总之，液渣膜控制润滑，固渣膜控制水平热传递。
图1：结晶器内形成的各种渣层应超过振幅，才能保证保护渣渗透良好（如坯壳的一般认为液渣层厚度dpool润滑），一般建议采用厚度>10毫米。
液渣层厚度影响渗入结晶器铜板与坯壳之间的液渣量和从钢水进到液渣中的夹杂物数量。
连铸生产中保护渣有下列功能：1）防止弯月面钢水被氧化2）保温，防止弯月面钢水表面凝结3）提供液渣润滑坯壳4）对浇铸钢种提供最佳水平热传递5）吸附钢水中的夹杂物所有上述功能都很重要，但在日常生产中最重要的润滑和水平热传递。
影响保护渣性能的基本因素如下：，振动特性）·浇铸条件（拉速，Vc·钢种和结晶器尺寸·结晶器液位控制（可导致振痕等）·钢流，其紊动可导致多种问题，如气泡和夹渣由此可见，要有效执行上述工作需要优化保护渣的物理性能。
结晶器保护渣的构成如下：70% (CaO+SiO)，0-6％MgO，2-6%2Al2O3，2-10％Na2O(+K2O), 0-10%F带有其他添加物，如 TiO2, ZrO2, B2O3, Li2O和MnO。
碱度（％CaO/%SiO2）范围为0.7-1.3。
碳以焦碳，碳黑和石墨方式加入（2-20%），1）可控制保护渣的熔化速度，2）可在结晶器上部形成CO（g），防止钢水氧化。
连铸车间车间结晶器保护渣烘烤制度
连铸车间车间结晶器保护渣烘烤制度1. 背景介绍连铸车间是钢铁生产过程中的重要环节，车间结晶器是连铸过程中的关键设备之一。
为了确保结晶器的正常运行和延长其使用寿命，需要制定一套科学合理的保护渣烘烤制度。
2. 目的和意义车间结晶器的保护渣烘烤制度的制定旨在： - 提高结晶器的工作效率和连铸产品的质量 - 延长结晶器的使用寿命 - 减少结晶器的维护和更换成本 - 保证连铸车间的生产安全和稳定运行3. 保护渣烘烤制度的内容3.1 烘烤周期结晶器的保护渣烘烤周期应根据实际情况确定，一般建议每隔一周进行一次烘烤。
具体周期可以根据连铸车间的生产情况、结晶器的使用状况和保护渣的残留程度等因素进行调整。
3.2 烘烤温度和时间烘烤温度和时间的设定应根据结晶器的材质和尺寸确定。
一般来说，烘烤温度应控制在500℃-600℃之间，烘烤时间在6小时左右。
具体温度和时间可以根据实际情况进行调整，但需确保温度不过高，以免对结晶器造成损害。
3.3 烘烤设备和工艺烘烤设备主要包括烘炉、热风循环系统和温度控制系统等。
烘炉应具备良好的密封性和热传导性能，以确保烘烤温度的均匀和稳定。
热风循环系统可以提高热风的流动性，使烘烤效果更加均匀。
温度控制系统应准确可靠，能够根据设定的温度要求进行自动调节。
烘烤工艺应按照以下步骤进行： 1. 清理结晶器表面的杂物和保护渣残留。
2. 将结晶器放入烘炉中，并确保烘炉密封良好。
3. 打开热风循环系统，使热风均匀流通。
4. 设定烘炉温度和时间，启动温度控制系统。
5. 等待烘烤完成后，关闭热风循环系统和烘炉，取出烘烤好的结晶器。
3.4 烘烤后的处理烘烤完成后，需要对结晶器进行一些处理，以确保其表面的清洁和光滑。
处理步骤如下： 1. 使用合适的工具清理结晶器表面的残留物和保护渣。
2. 检查结晶器表面是否有损伤或裂纹，如有需要及时修复或更换。
3. 对结晶器进行外观检查，确保其表面光滑无瑕疵。
4. 将处理完毕的结晶器放回原位，准备下一轮的连铸生产。
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。
结晶器保护渣概要课件
保护渣的粒度与结构
保护渣的粒度大小和结构对保 护渣的功能和性能有重要影响。
粒度太大会影响保护渣的流动 性，粒度太小则会影响保护渣 的粘附性和热稳定性。
02
结晶器保护渣的化学组成与物 理性能
保护渣的化学组成
保护渣主要由硅酸盐矿物、玻璃 相、碳质材料等组成。
不同种类的保护渣的化学组成不 同，主要通过改变硅酸盐矿物和 玻璃相的比例来调节保护渣的物
理性能。
碳质材料在保护渣中主要起到粘 结剂的作用，提高保护渣的粘度
和稳定性。
保护渣的物理性能
保护渣应具有良好的流动性、粘附性和热稳定性。
均匀性
保护渣在结晶器中的分布应尽可能均匀，以避免局部过热或 产生偏析。可以通过优化保护渣的粒度、密度和流动性等性 质，以及采用先进的给料装置和工艺控制技术，来提高保护 渣的均匀性。
保护渣的粒度与结构调整
粒度
保护渣的粒度对其流动性和吸收能力具有重要影响。可以根据结晶器的尺寸和 工艺要求，选择合适的粒度分布，以提高保护渣的流动性和吸收效果。
保护渣在结晶器中能够对钢水流动起 到稳定作用，主要表现在以下几个方 面
保护渣能够吸收钢水表面的渣子和杂 质，减少钢水流速的变化，稳定钢水 流动；
保护渣能够覆盖和保护钢水表面，减 少钢水的蒸发和流动，稳定钢水温度；
保护渣能够通过自身形变和与结晶器 壁的摩擦，消耗铸坯表面的液态薄膜， 有利于结晶器振动，稳定铸坯形状和 尺寸。
保护渣的结构应尽可能均匀， 避免出现大颗粒聚集和空隙。
03
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。
连铸车间车间结晶器保护渣烘烤制度
连铸车间车间结晶器保护渣烘烤制度连铸车间车间结晶器保护渣烘烤制度为了保护连铸车间中的车间结晶器，确保正常的生产运转，提高生产效率和产品质量，制定了如下的保护渣烘烤制度。
一、制度目的本制度旨在规范连铸车间车间结晶器保护渣烘烤工作，确保结晶器的良好烘烤效果，减少结晶器的损坏，为生产提供稳定的基础。
二、适用范围本制度适用于连铸车间的车间结晶器保护渣烘烤工作。
三、工作内容1.温度监测：a.结晶器烘烤温度应在180℃-220℃之间，确保保护渣的干燥。
b.每日两次对结晶器的温度进行检测，记录并上报。
2.烘烤设备：a.结晶器烘烤采用专用的烘烤设备，保证温度均匀稳定、热风能够均匀吹到保护渣表面。
b.每月对烘烤设备进行维护保养，确保设备的正常使用。
3.保护渣材料：a.保护渣材料应符合质量标准，不能有杂质、有害物质等。
b.保护渣材料应储存在干燥、通风的库房中，避免潮湿。
4.烘烤操作：a.根据车间结晶器的大小和形状，确定合适的烘烤时间。
b.在烘烤过程中，要保持设备通风畅通，避免堵塞。
5.停产烘烤：a.在停产期间，结晶器应进行全面烘烤，时间不少于12小时，确保结晶器的除锈和保护作用。
b.烘烤完成后，结晶器要及时清理，确保结晶器表面干净。
6.温度记录：a.每日对结晶器温度进行记录，包括烘烤开始时间、结束时间以及最高温度。
b.温度记录要保持至少一个月的时间，以备查验。
7.异常处理：a.如发现结晶器温度异常升高或烘烤效果不佳，及时停机检查并处理。
b.如发现结晶器表面存在结焦或损坏等情况，及时更换结晶器。
四、责任分工1.生产班组负责车间结晶器的保护渣烘烤工作。
2.检修班组负责对烘烤设备的维护保养。
3.质量部门负责保护渣材料的质量检查。
4.班组长负责监督烘烤操作的质量和完成情况。
五、注意事项1.在车间结晶器烘烤过程中，要确保设备安全，防止火灾等事故的发生。
2.操作过程中要穿戴好个人防护装备，避免受伤。
3.结晶器烘烤后的保护渣要妥善处置，避免对环境造成污染。
Stollberg结晶器保护渣技术资料
连铸保护渣技术发展1、结晶器保护渣的功能1.1．保护渣在结晶器中的分布结晶器保护渣是一种用于连续铸钢的人工合成渣，它被连续地加到结晶器钢液面上，熔化后成为液渣而从铸坯与结晶器壁间隙向下流出。
图1示出了保护渣在连铸结晶器内总的分布情况，钢液面上的保护渣通常有四层典型层状结构：（1）、位于最顶层的未熔、未反应的黑色固渣层；（2）、位于中间的多相烧结层；（3）、固渣开始熔化的糊状区；（4）、直接与钢液接触的熔渣层；当然，在弯月面处熔渣与水冷结晶器铜壁接触还产生渣圈。
渣圈具有从固态到液态的完全不同的相结构特征（即玻璃体、结晶体和液体），根据其尺寸大小，这种多相契形渣圈硬块（它随结晶器上下运动）对弯月面区的传热过程有很大影响。
弯月面处的渣圈厚度约1~3mm并部分取决于保护渣性能。
弯月面下结晶器与铸坯间隙的渣膜中的渣膜由紧靠结晶器的固态渣膜和直接与铸坯接触的液态渣膜组成。
沿不清楚这种渣膜是以一薄层覆盖整个铸坯表面，还是更倾向于断断续续地部分覆盖铸坯表面。
1.2．保护渣的功能保护渣功能有：✧润滑铸坯；✧控制铸坯向结晶器传热；✧对结晶器钢液表面绝热保温；✧防止钢液氧化；✧吸收上浮到钢液表面的夹杂。
最重要的两项功能是润滑和控制传热，这将在后面作详细讨论；保温功能：保护渣应避免结晶器钢液面特别是靠近结晶器壁弯月面区部分凝固。
提高保护渣的保温性可提高弯月面区的温度，有助于铸坯减轻振痕及针孔等皮下缺陷。
影响保温性的主要因素是未熔层的比重，但渣中碳质材料垢物理状态对保温性也有影响。
防止氧化功能：含Fe2O3、MnO低的连续分布的熔渣层能将钢液面与空气隔离而有效的防止钢液氧化。
吸收夹杂功能：熔渣可吸收钢液中上浮的Al2O3等非金属夹杂物。
提高碱度（通常重量百分比CaO/SiO2在0.8~1.25）和降低渣中Al2O3原始含量有助于提高保护渣吸收非金属夹杂物的能力。
1.3．关键因素保护渣对连铸工艺顺行和铸坯表面质量有决定作用。
连铸理论及工艺-结晶器保护渣(东北大学课件)
2011-4-14
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5）液渣的流入与消耗
铸坏润滑一直是连铸技术的重要内容，铸坯振痕深度、表面凹陷、 铸坏润滑一直是连铸技术的重要内容，铸坯振痕深度、表面凹陷、裂纹及漏钢都与铸坯和结 晶器的润滑有关。实现结晶器与铸坯之间润滑是保护渣最重要的功能之一； 晶器的润滑有关。实现结晶器与铸坯之间润滑是保护渣最重要的功能之一； 现在普遍支持的观点是：在结晶器负滑脱之外的时间内是保护渣流入的主要时期， 现在普遍支持的观点是：在结晶器负滑脱之外的时间内是保护渣流入的主要时期，通过减少 负滑脱时间，可以增加保护渣的消耗量，减少连铸坯－结晶器之间的摩擦力。 负滑脱时间，可以增加保护渣的消耗量，减少连铸坯－结晶器之间的摩擦力。 保护渣消耗量可以采用下列回归方程估算： 保护渣消耗量可以采用下列回归方程估算：
覆盖钢水绝热保温； 覆盖钢水绝热保温； 隔绝空气，防止钢水二次氧化； 隔绝空气，防止钢水二次氧化； 吸收上浮到钢渣界面上的非金属夹杂物； 吸收上浮到钢渣界面上的非金属夹杂物； 降低拉坯阻力，润滑铸坯和结晶器作用； 降低拉坯阻力，润滑铸坯和结晶器作用； 流入坯壳和结晶器间隙内的液态渣形成渣膜， 流入坯壳和结晶器间隙内的液态渣形成渣膜，以 控制铸坯向结晶器传热速度，保持坯壳均匀生长。 控制铸坯向结晶器传热速度，保持坯壳均匀生长。
② ③ ④ ⑤
连铸坯表面质量
2011-4-14
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4 连铸保护渣成分设计基础
基于连铸保护渣在结晶器内的工作条件和设计原则的要求， 基于连铸保护渣在结晶器内的工作条件和设计原则的要求，国内外 均采内硅酸盐为基础的玻璃渣体系作为保护渣的基料成分。 均采内硅酸盐为基础的玻璃渣体系作为保护渣的基料成分。 资料表明，已有的连铸保护渣，按其基料组成可分为三个渣系， 资料表明，已有的连铸保护渣，按其基料组成可分为三个渣系， 即 SiO2-Al2O3-CaO系、SiO2-Al2O3-FeO系、SiO2-Al2O3-Na2O系，其 系 系 系 系应用最为普遍。 中SiO2-Al2O3-CaO 系应用最为普遍。 在基料基础上辅加少量的添加剂(如碱金属或碱土金属氧化物、 在基料基础上辅加少量的添加剂 如碱金属或碱土金属氧化物、氯化 如碱金属或碱土金属氧化物 和控制熔化速度的碳质材料(如碳黑 物)和控制熔化速度的碳质材料 如碳黑、石墨等 。 和控制熔化速度的碳质材料 如碳黑、石墨等)。
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。
结晶器保护渣
结晶器保护渣(mould fluxes)在连续铸钢过程中，置于结晶器内的钢液面上用以保温、防氧化和吸收非金属夹杂的物料。
自20世纪60年代初连铸首次采用浸入式水口和结晶器保护渣进行浇注以来，保护渣技术得到了不断发展，研制出了适应不同铸坯断面、钢种和浇注工艺的保护渣，使铸坯表面质量得到极大改善，并逐渐达到铸坯表面无缺陷。
结晶器保护渣的基本功能有：保护结晶器弯月面钢液不受空气的二次氧化；具有良好的铺展性能和绝热保温性能，防止钢液面凝固或结壳；能良好地吸收上浮至弯月面的非金属夹杂物；控制铸坯向结晶器传热的速度和均匀性以减少热应力；具有良好的润滑铸坯的功能，以便能使之顺利地从结晶器内拉出。
分类及组成自保护渣问世以来，所研制的保护渣基本上以SiO2一CaO一Al2O3三元系为基，再添加各种助熔剂、骨架材料和发热材料配制而成，大体上可分成3类：(1)发热渣。
以硅酸盐、氟化物为主配入金属粉和氧化剂。
特点是成渣快，但成本高、烟雾和火焰大，易使钢中夹杂物增多。
发热渣曾经在前苏联广泛使用。
(2)熔融液渣。
使用时必须增添熔渣设备，既费事，成本又高，已不再使用。
(3)固体绝热渣。
广泛使用的保护渣基本上属于此类。
它以硅酸盐为主，以氟化物、苏打等低熔点物质作助熔剂或稀释剂，再配加炭质材料起隔离、骨架和绝热的作用。
固体绝热渣在结晶器内钢液面上熔化后形成多层结构，能充分发挥保护渣的各项功能。
(见图)按加工方式和存在的形态，固体绝热渣可分为粉末渣和颗粒渣、预熔型粉末渣和颗粒渣几大类。
预熔渣具有成分均匀、在熔化过程中无分相和化学反应、不易吸潮及玻璃性能良好等优点。
固体绝热渣的化学组成见表。
根据不同钢种、断面和浇铸工艺可作相应的调整和规范。
结晶器保护渣示意图性能及其与连铸工艺参数的关系结晶器保护渣应具有优良的物理特性：(1)熔点。
根据拉速和钢种的不同，结晶器保护渣的熔点可在900～1200℃间变动，决定熔点的主要根据是渣膜随铸坯出结晶器时要保持液态。
结晶器保护渣概要
6 保 护 渣 的 选 择 和 使 用 .
保护渣的选择： 1.按浇注的钢种选择保护渣 2.按拉坯速度选择保护渣
保护渣必须与拉坯速度相适应，否则，难以获 得高质量铸坯，工艺难以顺行，事故频繁，即使 浇注相同钢种和相同断面，由于拉速差别较大， 使用的保护渣有很大差异，如板坯拉速1m/min 和拉速1.6m/min，其保护渣性能差别较大。因 为保护渣在结晶器内有一个最佳的液渣流入范围， 它是以液渣黏度（η）和浇注速度（v）等参数为 基础确定的。当参数ηv2=0.3~0.7Pa· （m/min）2或ηv=0.1~0.35P· m/min时，其摩擦 力和热流最小，铸坯润滑良好和传热均匀，从而 保证获得良好的铸坯和工艺的顺行。
Cr、Ti的影响
6 保 护 渣 的 选 择 和 使 用 . 不锈钢中含有Cr、Ti等元素，因此，保护渣必须具 备净化结晶器内钢渣界面上的Cr2O3、TiO2等夹杂物的 能力，并且吸收夹杂物后其性能稳定。 Cr2O3不仅使熔渣的粘度显著升高，还会使析晶温 度升高，破坏渣的玻璃态，析出硅灰石（CaO· SiO2） 和铬酸钙（CaCrO4）等高熔点结晶。为消除Cr2O3的不 利影响，可往保护渣中配入适量的B2O3从而使溶渣的 粘度降低，并使凝渣恢复玻璃态，不再析晶。 含Ti 不锈钢产生的（TiN）和（TiC· TiN）夹杂物， 现行保护渣对它们是无能为力的，当前只有降低钢中N 含量和采用有效的保护浇注办法来减轻TiN 的生成。
可定期用探测法测定液渣层厚度，合适 的液渣层厚度大致在6~15mm左右，而 且厚度的波动范围较小。粉渣层厚度一般 希望不大于25mm。粉渣过薄或熔速过快， 会使粉渣面发红，甚至使钢液面局部露出。 在浇注过程中要定期检查液渣层的厚度。 液渣层厚度为振幅的1.3～2.5倍。 探测法： 镍铬丝-铜丝偶或铁-铝丝插入结晶器内 钢液下，约2s后很快取出，测量熔去后的 两丝长度之差，即为液渣层厚度。
连铸保护渣基础知识-
和工艺控制。
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6.液渣层厚度（mm） 液渣层厚度是保护渣的一个重要指标，液渣层厚薄决定着能否确
保铸坯充分的润滑。板坯铸机要求液渣层厚度在8-15mm之间。 7.渣耗量（kg/t） 我国渣耗量普遍采用kg/t来表示，即每吨钢消耗多少公斤保护渣。
连铸保护渣基础知识
目录简介
保护渣的基本组成 汉冶板坯连铸保护渣化学成分及性能
保护渣的主要作用及功能 连铸保护渣主要理化性能 保护渣常见的物理指标 保护渣在使用过程中的性能体现 板坯保护渣的种类
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保护渣基础知识
保护渣的基本组成
化学成份：CaO、SiO2、Na2O＋K2O、F－、C及原材料代入的杂质Al2O3 和Fe2O3（或FeO），以及根据品种特殊需要加入的其它组份如MgO、 BaO、SrO、Li2O、B2O3等。
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保护渣常见的物理指标
保护渣常见物理指标有：容重（g/cm3）、熔点、粘度、粒度 （目）、凝固温度、结晶温度、析晶温度和析晶率等。
1.容重（g/cm3） 单位是：克/立方厘米，常规上我们空心颗粒保护渣的容重在
0.45～0.9g/cm3之间； 粉渣类的比重和实心颗粒渣的比重稍大。 2.熔点（℃） 单位是：摄氏度，常规我们保护渣的熔点在900～1250℃这个范围
内，熔点的高低与保护渣的类型有关，没有一个确定标准。 一般上，高拉速用保护渣要采用熔点适当偏低的保护渣，液相线
温度低的钢种要采用熔点适当偏低的保护渣。
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保护渣常见的物理指标
3.粘度（pa.s ） 粘度是保护渣比较重要的一项指标，粘度的国际单位为：pa.s（帕.
连铸结晶器保护渣的熔化速度
连铸结晶器保护渣的熔化速度连铸结晶器是钢铁炼制中的重要设备之一，其作用是将液态钢浇注到结晶器内，通过结晶器内壁的冷却，使钢在结晶器内凝固形成铸坯，从而在生产过程中起到大量节约资源和提高产量的效果。
然而连铸结晶器在生产过程中面临着钢液的冷却、凝固等复杂过程，因此需要一些特殊的保护方法，以确保铸坯的质量和生产的安全。
其中之一就是连铸结晶器保护渣的熔化速度。
连铸时钢锭的凝固过程会产生大量的氧化物和硅、锰等非金属元素，这些不溶于钢液的碎片或络合物被称为保护渣。
保护渣是钢液与结晶器内壁之间的障碍，如果不及时清除，将会阻碍钢液的流通，导致流场紊乱、结晶器堵塞、钢锭保护不良等问题，从而影响钢锭的质量。
因此，连铸过程中保护渣的熔化速度是非常重要的。
保护渣的熔化速度是指保护渣在结晶器内的熔化速度。
通常，连铸过程中的保护渣是由结晶器内的渣线（即结晶器顶部的一条水平界面）和静渣池生成的。
在结晶器内壁的冷却作用下，渣线上的保护渣最先凝固，形成一层薄膜，这层薄膜隔离了钢锭与保护渣之间的联系。
如果保护渣的熔化速度较慢，这层薄膜会越来越厚，从而影响钢液的流动性。
保护渣的熔化速度受到多种因素的影响，主要包括钢液温度、保护渣成分、渣线高度、注入速度、连铸速度等。
其中，钢液温度是影响保护渣熔化速度的主要因素。
一般来说，保护渣需要在结晶器中形成薄膜层，这需要钢液的温度足够高才能实现。
在保护渣中加入一定量的氧化剂，可以加快保护渣的熔化速度，加快钢液的流动。
保护渣的熔化速度还会受到结晶器顶部的注入速度的影响。
通常，注入速度越快，保护渣熔化得越快，这是因为注入速度直接影响钢液的流动性，加快钢液与保护渣的混合，加快保护渣的熔化。
然而，过高的注入速度可能会导致渣线上的保护渣被冲刷走，从而使钢锭暴露在结晶器内壁的冷却作用下，对钢锭的质量造成影响。
因此，在注入速度的选择方面需要据此平衡。
结晶器中的保护渣熔化是一个复杂的过程，需要多种因素的共同影响。
连铸保护渣技术介绍
连铸保护渣技术介绍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。
3.如何实现使结晶器保护渣粉形成所谓“三层结构”?要发挥保护渣5个方面功能，就必须使添加到结晶器渣粉形成“三层结构”。
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连铸技术
炭质材料对熔化速度的影响规律是：炭量越多， 炭的粒度越小和比表面积越大，则降低熔化速 度的作用越强烈。常用的炭质材料降低熔化速 度的顺序是：碳黑>高炭石墨> 土状石墨。。
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3.3 保护渣粘性特征
连铸技术
保护渣粘度是控制结晶器与铸坯之传热和润滑的 重要参数。粘度过大，熔化的保护渣不易渗入 结晶器和铸坯之间的缝隙内，铸坯的润滑条件 恶化，导致坯壳不易从结晶器内拉出，甚至造 成粘性漏钢事故。粘度过低，熔化的保护渣大 量流入结晶器和铸坯之间，铸坯润滑和传热不 均，导致表面裂纹产生，产生废品。
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连铸技术
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硅氧离子团结构图
连铸技术
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氧化物对保护渣熔体网络的作用
连铸技术
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3 连铸保护渣的物理和化学性质
连铸技术
连铸过程对保护渣的物理及化学性质有一定的要 求。保护渣的熔化温度、粘度及表面张力的大 小取决于渣的化学成分。保护渣的研制和使用 过程要对其密度、熔化温度、粘度、表面张力 和溶解吸收非金属夹杂物能力等基本性质进行 测定。除了上述几个基本性质之外，保护渣的 熔融速度、熔融模型以及导热性也是衡量保护 渣性能的主要指标。
用于连铸保护渣的原材料种类繁多，分为天然矿 物（如石灰石、萤石、硅灰石、石英砂等）和 人造矿物（工业废渣、水泥熟料、玻璃粉、人 造硅灰石等）。
6Leabharlann 连铸技术保护渣组成、性能与原料选择之间的关系
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连铸技术
保护渣的物性指标主要包括成分、熔点、熔速、 粘度等，这些指标主要取决于 CaO、SiO2、 Al2O3的百分含量、组成助熔剂和熔速调节剂 的成分及加入量。不同的钢种、断面或拉速对 保护渣的特性要求差别比较大，相应地，保护 渣的化学成分变化也很大。
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连铸技术
1.完全离子溶液模型 (1)熔渣完全由正、负离子构成，正离子为
Ca2+、Fe2+、Mn2+等金属离子。负离子为 O2-、S2-、F-及SiO44-、PO43-、AlO2-， Fe02-，没有比SiO44-更复杂的硅氧离子: (2)正负离子相间分布: (3)熔渣是完全溶液。
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连铸技术
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连铸技术
碱度是影响保护渣溶解Al2O3 能力的主要因 素，随着碱度的增大，吸收 Al2O3 的能力增 大，碱度为 1.0~1.1 时，吸收速度达到最大 值，当碱度大于 2 时，吸收 Al2O3的速度却 呈下降趋势。保护渣中 F-和 Na+的含量对吸 收 Al2O3速度有明显的影响。资料表明，F可以使复合硅氧离子解体，大大降低熔渣的粘 度，特别是熔渣吸收 Al2O3后仍然能够保持 较低的粘度，其效果要好于 Na+。碱度指数 Bi由下式给出：
正规离子溶液模型 (1)熔渣由简单的正离子Fe2+, Mn2+, Mg2+,
Ca2+, Si4+, P5+及唯一的负离子O2-组成; (2)各离子完全无序的分布于O2-周围，与完全离
子溶液模型一样，即混合熵与完全离子溶液一 样: (3)各种正离子与O2-的作用力不等，因此其混 合热不等于零。
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保护渣的网络结构
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连铸技术
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连铸技术
下列因素可以增大保护渣溶解吸收 Al2O3 的能 力： （1） 低粘度的保护渣 （2） 氟化物含量的增加（其中 NaF>LiF>CaF2） （3） 用 Li2O 取代 Na2O （4） 提高保护渣碱度 （5） 降低初始 Al2O3含量。
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熔渣中的离子种类及相互作用力
连铸技术
离子在熔渣中的分布、聚集和相互作用取决于它 的综合矩（离子电荷/离子半径）。离子的综 合矩越大，说明它的静电场越强，与异号离子 的引力越大。
离子 离子半径/nm 综合矩×102（静库/cm）
SiO44- 0.279
6.9
O2-
0.132
7.3
Ca2＋ 0.106
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保护渣 η—T 曲线
连铸技术
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连铸技术
对 AB 段和 CD 段分别进行线性回归，得到的回归直线 斜率绝对值分别为 I1 和I2，把 I1 和 I2 分别定义为 粘度高温稳定指数和粘度低温稳定指数，I1 和 I2 的 物理意义可分别理解为高温时和低温时单位温差熔渣 粘度的变化。结合 I1, I2 和 A,G,D 点，粘度曲线基 本可以定量描述。
结晶器保护渣
东北大学
2012年4月6日
1保护渣的作用
连铸技术
1) 防止钢液面受空气的再氧化。 2) 对裸露的钢液绝热保温。 3) 吸收和熔解非金属夹杂物。 4) 在结晶器和坯壳间起润滑作用，使铸坯能顺
利拉出。 5) 控制传热的速度和均匀性。
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连铸技术
保护渣熔化模型示意图 1—固态渣层;2—烧结 层;3—半熔化层;4—液态 渣层;5—钢液;6—坯壳; 7—玻璃质渣膜;8—晶体 质渣膜;9—渣圈
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3.1 保护渣密度
连铸技术
保护渣的密度大约为 2800~3200kg·m-3。密 度的温度系数大约为每升高 100℃降低 5kg·m-3。熔渣的密度与保护渣成分和原材 料选择有关。
松散的粉末保护渣或者颗粒状的保护渣的密度称 为“容重”，它不仅与成分有关，而且与粉末的 粒度或者颗粒的大小及致密度有关。
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3.2 保护渣熔化特性
连铸技术
熔化温度
大多数板坯保护渣的熔化温度控制在 1050~1200℃。通常用半球点温度定义保护 渣的熔化温度。
一般常用助熔剂对降低熔化温度的次序为： NaF>Na5Al3F14>Na2CO3>NaCl>CaF2
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连铸技术
熔化速度是保护渣的一个重要性能，它是控制熔 渣层厚度、渣膜均匀性和渣耗的主要手段。保 护渣的熔化速度，主要依靠配入炭质材料来控 制的。保护渣中游离碳含量对于熔化速度具有 极大的影响，保护渣组成的矿物学本性也决定 着熔化速度。
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连铸技术
(1)孤立四面体SiO44-。没有公共的顶角与其它 的四面体连接，是相互隔离的，硅氧数量之比 为Si:O= 1:4; (2)双四面体SiO44-。两个SiO44-四面体之 间有一个O2-为共用，硅氧数量比为Si:O= 1:3.5; (3)孤立环状。由三个或三个以上的SiO44四面体彼此共用两个顶点而组成封闭的平面孤 立环，硅氧数量之比为Si:O= 1:3.5;
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连铸技术
表1 高拉速连铸对保护渣性能的要求
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连铸技术
表2 铸坯缺陷与保护渣性能之间的关系
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2 保护渣原料选择和化学组成
连铸技术
保护渣一般由三部分组成：基料、助熔剂和熔速 调节剂。基料以 CaO—SiO2—Al2O3系的物 质为基础，另外加入适量的 Na2O，CaF2， B2O3 等化合物作助熔剂，来调节熔点和粘 度。根据各钢种及操作工艺加入一定量的碳素 材料作为熔速调节剂、要求加入时铺展性好。
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连铸技术
相图中大致的标出了模铸保护渣和连铸保护渣的 成分范围，由图中的等温线可以看出，这两个 范围内三元物系的熔点都较低，连铸保护渣存 在于一个以硅灰石(CaO Si02)形态存在的低 熔点区，该区域内Ca0大致为30~50%, Si02为30~60%, A1203≤20%，熔点大 致在1300~1500℃。由于该区域中Si02的 含量高达30%以上，属于硅酸盐熔体。硅离 子的配位数为4，每一个硅离子存在于4个氧 离子的包围之中，构成硅氧四面体[Si04]4。
在温度低于转折点时的粘度实际上已经不是经典意义的 粘度，应称为表观粘度，简称为粘度，粘度稳定指数 实际应为表观粘度稳定指数，简称粘度稳定指数。
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保护渣 lnη—1/T 曲线
连铸技术
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3.4 保护渣界面性质
连铸技术
保护渣界面性质指保护渣的表面张力及保护渣与 钢水的界面张力。要使熔融的保护渣溶解吸收 弯月面处的夹杂物如 Al2O3，Cr2O3，TiO2 等，必须使熔渣对这些夹杂物具有良好的润湿 性，即熔渣能很快的捕捉它们，避免或减少这 些夹杂物在弯月面处被卷入凝固壳。
角必须大，这样才能在浇注过程中使得熔渣和钢 液界面间的固体夹杂物的去除达到最佳，同
时还需要一个保护渣覆盖层，用于润湿和溶解夹 杂物。从界面能的角度看，接触的角度越大
（~130°），越有利于夹杂物的去除。
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连铸技术
在熔融的 CaO-SiO2-Al2O3系统下，Al2O3和钢 液间的接触角约为 160°，表明保护渣的存 在促进了夹杂物的分离。研究表明，无论液态 保护渣的成分如何，只要接触角大于 90°， 都有利于钢液中的固体颗粒上升至钢-渣界面 上，这意味着保护渣总是润湿 Al2O3颗粒 的。
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连铸技术
（2）粘度曲线形状的定量描述 结晶器保护渣(S 渣)的粘度曲线。A 点为
1300℃熔渣粘度，通常所指的粘度即为 A 点 粘度, G 点为拐点（粘度突变点），D 点粘度 为 5Pa·s 。 粘度热稳定性是就 G 点附近的粘度变化情况而 言，而且很少对粘度稳定性进行定量研究。曲 线形状代表粘度的变化规律，曲线的倾斜度意 味着熔渣温度的改变时粘度的变化速率。
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连铸技术
保护渣的粘度应该控制在一定的范围，连铸保护 渣的粘度在 1300℃时，一般都小于 1Pa·s。 连铸保护渣的粘度应该与浇铸钢种、结晶器断 面形状和尺寸、结晶器振动方式相配合。研究 发现，低碳铝镇静钢连铸保护渣的最佳粘度 （1300℃）满足下式：
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连铸技术
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连铸技术
化学稳定性差的保护渣，熔渣吸收钢水中上浮的 非金属氧化物后，通常粘度变大，熔渣流动性 变差，渗入结晶器铜板与铸坯间的渣量减少， 可能引起铸坯质量缺陷；如果吸收的 Al2O3 夹杂很多，有可能在液相渣膜中形成霞石类固 相颗粒，恶化铸坯润滑，可能引起铸坯质量缺 陷，严重时造成粘结漏钢。