连铸结晶器保护渣
合集下载
相关主题
- 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)。
17
连铸技术
(4)连续链状。SiO44-四面体彼此共用两个顶 点，连结成无限的长链。每一个四面体其余两 个氧离子仍各有一个单位的自由电价(活性 氧)，借此与存在于链间的金属阳离子相维 系。硅氧数量比为Si:O= 1:3;
18
连铸技术
(5)连续层状。由SiO44-四面体彼此共用三个 顶点连接成无限的六方平面网。借助于剩下的 活性氧离子与金属阳离子相连再与其它平面层 相连。硅氧数量比为Si:O= 1:2.5; (6)连续架状。每个SiO44-四面体的四个顶 角都与其它SiO44-四面体相连结，构成三维 空间连续延伸的架状骨架(Si02 ) 。硅氧数量 比为Si:O=1:2。
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）。
6
连铸技术
保护渣组成、性能与原料选择之间的关系
7
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。
3
连铸技术
表1 高拉速连铸对保护渣性能的要求
4
连铸技术
表2 铸坯缺陷与保护渣性能之间的关系
5
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。
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。
39
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。
37
连铸技术
保护渣的化学组成对其界面性质有一定的影 响。Na2O 是熔渣的强表面活性物质，能显 著降低渣的表面张力，却对界面张力的影响甚 微。CaF2 可以使保护渣的界面张力升高， CaO 和MgO 对界面张力没有明显的影响。
38
连铸技术
3.5 保护渣溶解吸收 Al2O3 能力
保护渣吸收非金属夹杂物的能力是保护渣很重 要的功能之一。夹杂物和钢液之间的接触
40
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：
16
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;
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。
15
保护渣的网络结构
连铸技术
连铸保护渣主要由SiO2, CaO, A1203, Na20, K2O, F-组成，Si02含量高达30%左右，属 于硅酸盐熔体。
根据鲍林规则，硅离子配位数为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SiO44-。这种四面体是保护渣构造中 的基本单位。保护渣熔体中SiO44-通过共用 O2-连接起来。但由于连接方式的不同，可能 构成不同类型的硅氧骨干：
11
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。
19
连铸技术
20
硅氧离子团结构图
连铸技术
21
氧化物对保护渣熔体网络的作用
连铸技术
22
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。
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。
2
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
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。
34
保护渣 lnη—1/T 曲线
连铸技术
35
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。
8
连铸保护渣化学组成区域
连铸技术
9
连铸技术
保护渣的主要成分是CaO, Si02, A1203, Na20。目前世界各国多以硅酸盐相图作为选 择保护渣组成的理论依据，连铸用保护渣组成 的选取普遍以Ca0-Si02-A1z03系中的低熔 点、低粘度区为基础。
10
连铸技术
Si02-Ca0-A1203三元系内有两个稳定的三元化 合物:CAS2(钻长石，熔点1550℃及 C2AS(钙铝黄长石，熔点1590℃)。有五个 二元共分熔点化合物:CS(硅灰石，熔点 1540℃)} CS2(硅酸钙，熔点2130℃), C,2A}(熔点1420℃), CA(熔点1600℃)及 A3S2(莫来石，熔点1900℃);五个二元异分 熔点化合物:C3S2(硅钙石)，C3S(硅酸三 钙)，C3A，C2A及 CA6。
41
连铸技术
42
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。
24
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
25
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。
32
保护渣 η—T 曲线
连铸技术
33
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。
26
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。。
27
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。
31
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。
28
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：
29
连铸技术
30
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。
23
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。
9.0
13
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。
14
连铸技术
36
连铸技术
坯壳表面上浸润的渣膜，如果湿润性好，就可以 保证均匀润滑和传热。
气氛氧分压小于 1.013×10-5Pa 时，大多数保 护渣能完全湿润坯壳表面。如果氧分压小于上 述值，由于渣和铁的氧化物反应，适宜的渣膜 存在会很困难。因此连铸时弯月面附近和钢的 表面保持低氧势，对保证连铸过程稳定和改善 铸坯表面质量有一定的意义。
12
熔渣ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ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
连铸技术
(4)连续链状。SiO44-四面体彼此共用两个顶 点，连结成无限的长链。每一个四面体其余两 个氧离子仍各有一个单位的自由电价(活性 氧)，借此与存在于链间的金属阳离子相维 系。硅氧数量比为Si:O= 1:3;
18
连铸技术
(5)连续层状。由SiO44-四面体彼此共用三个 顶点连接成无限的六方平面网。借助于剩下的 活性氧离子与金属阳离子相连再与其它平面层 相连。硅氧数量比为Si:O= 1:2.5; (6)连续架状。每个SiO44-四面体的四个顶 角都与其它SiO44-四面体相连结，构成三维 空间连续延伸的架状骨架(Si02 ) 。硅氧数量 比为Si:O=1:2。
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）。
6
连铸技术
保护渣组成、性能与原料选择之间的关系
7
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。
3
连铸技术
表1 高拉速连铸对保护渣性能的要求
4
连铸技术
表2 铸坯缺陷与保护渣性能之间的关系
5
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。
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。
39
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。
37
连铸技术
保护渣的化学组成对其界面性质有一定的影 响。Na2O 是熔渣的强表面活性物质，能显 著降低渣的表面张力，却对界面张力的影响甚 微。CaF2 可以使保护渣的界面张力升高， CaO 和MgO 对界面张力没有明显的影响。
38
连铸技术
3.5 保护渣溶解吸收 Al2O3 能力
保护渣吸收非金属夹杂物的能力是保护渣很重 要的功能之一。夹杂物和钢液之间的接触
40
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：
16
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;
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。
15
保护渣的网络结构
连铸技术
连铸保护渣主要由SiO2, CaO, A1203, Na20, K2O, F-组成，Si02含量高达30%左右，属 于硅酸盐熔体。
根据鲍林规则，硅离子配位数为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SiO44-。这种四面体是保护渣构造中 的基本单位。保护渣熔体中SiO44-通过共用 O2-连接起来。但由于连接方式的不同，可能 构成不同类型的硅氧骨干：
11
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。
19
连铸技术
20
硅氧离子团结构图
连铸技术
21
氧化物对保护渣熔体网络的作用
连铸技术
22
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。
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。
2
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
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。
34
保护渣 lnη—1/T 曲线
连铸技术
35
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。
8
连铸保护渣化学组成区域
连铸技术
9
连铸技术
保护渣的主要成分是CaO, Si02, A1203, Na20。目前世界各国多以硅酸盐相图作为选 择保护渣组成的理论依据，连铸用保护渣组成 的选取普遍以Ca0-Si02-A1z03系中的低熔 点、低粘度区为基础。
10
连铸技术
Si02-Ca0-A1203三元系内有两个稳定的三元化 合物:CAS2(钻长石，熔点1550℃及 C2AS(钙铝黄长石，熔点1590℃)。有五个 二元共分熔点化合物:CS(硅灰石，熔点 1540℃)} CS2(硅酸钙，熔点2130℃), C,2A}(熔点1420℃), CA(熔点1600℃)及 A3S2(莫来石，熔点1900℃);五个二元异分 熔点化合物:C3S2(硅钙石)，C3S(硅酸三 钙)，C3A，C2A及 CA6。
41
连铸技术
42
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。
24
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
25
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。
32
保护渣 η—T 曲线
连铸技术
33
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。
26
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。。
27
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。
31
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。
28
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：
29
连铸技术
30
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。
23
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。
9.0
13
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。
14
连铸技术
36
连铸技术
坯壳表面上浸润的渣膜，如果湿润性好，就可以 保证均匀润滑和传热。
气氛氧分压小于 1.013×10-5Pa 时，大多数保 护渣能完全湿润坯壳表面。如果氧分压小于上 述值，由于渣和铁的氧化物反应，适宜的渣膜 存在会很困难。因此连铸时弯月面附近和钢的 表面保持低氧势，对保证连铸过程稳定和改善 铸坯表面质量有一定的意义。
12
熔渣ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ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