连铸保护渣的生产工艺
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。
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。
薄板坯连铸结晶器保护渣技术
薄板坯连铸结晶器保护渣技术摘要综述了薄板坯连铸工艺技术的特点及应用于薄板坯连铸工艺的保护渣发展现状，阐述了薄板坯连铸保护渣物理性能及冶金特性，分析了化学成分的影响，提出了薄板坯连铸结晶器保护渣应用中的问题。
高拉速薄板坯连铸保护渣与常规板坯连铸保护渣在物理性能上有较大差异，通过对保护渣物理性能，熔化特性的研究，确定了适合高拉速薄板坯低碳钢连铸用保护渣的物化指标。
关键词薄板坯连铸结晶器保护渣保护渣冶金特性化学成分ABSTRACT The characteristics of the thin slab casting and development of the mold flux for the thin slab casting purpose are reviewed, and the physical properties and metallurgical characters of the mold flux the thin slab casting elucidated and effects of chemical compositions of the flux on the properties analyed, and problems in use put forward. Compared with mold powder for common slab continuous casting, the mold power for thin slab continuous casting is quite different in physical properties, Based on the study of physical and chemical properties and melting properties of mold power, the optimum physical and chemical indexes of mold power were determined for low carbon steel high speed thin slab continuous casting.KEY WORDS thin slab continuous casting, mold power, mold flux, metallurgical characters, chemical composition薄板坯连铸与常规板坯连铸的设计和工艺上最大区别是结晶器形状及震动方式，侵入式水口的设计和薄板坯连铸结晶器保护渣的物理性能及化学成分的优化三项关键技术。
连铸理论及工艺-结晶器保护渣
连铸理论及工艺
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。
2010-11-293
两
这是一个以硅灰形态存在的低熔化温度区，，恰与保护渣碱度要求相
℃：
：
A
B
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几种保护渣成分范例：
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几种主要助熔剂对保护渣熔化温度的影响规律
熔化速度
保护渣熔化速度的影响因素
31
32
凡是能向炉渣中提供多余氧离子和取代氧离子的物质，均可以使炉渣粘度降低。
这些物质包括几乎所有的碱金属氧化物和碱土金属氧化物。
保护渣粘度测定方法
z 熔渣吸收Al 2O 3的量主要取决于
α。
本图表示的是根据上式计算得到的不同α（或β）的保护渣，Al 2O 3随时间的变化。
其中α和β具有相同的意义，β的量纲为g/(cm 2.s)。
α和β表征保护渣吸收Al 2O 3能力的大小，其值主要受化学成分的影响。
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2010-11-2950。
现代连铸保护渣技术简介200710-2
d－渣膜总厚度，dl－液渣膜厚度，Tm－保护渣熔点 Vc－拉速，S－振动行程，tf－振动周期，tp－正滑脱时间，f－振频
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连铸保护渣工艺性能－ 连铸保护渣工艺性能－润滑铸坯
（3） 保护渣的消耗量 ）
* 保护渣的消耗量对铸坯的润滑非常重要，消 耗量不当，可能引起铸坯纵裂纹、粘结漏钢、振 痕过深、横角裂、角部纵裂及铸坯凹坑。 * 保护渣消耗量小，液渣膜薄，初生坯壳受到 的摩擦力增大。 * 高拉速下初生坯壳厚度减薄，在过多摩擦力 下易破裂，产生漏钢。
37
连铸保护渣工艺性能－ 连铸保护渣工艺性能－润滑铸坯
（4） 结晶器摩擦力
铸坯受到的摩擦力F由液体摩擦Fl和固体摩擦力Fs组成：
F = Fl + Fs
Fl =
η (Vm − Vc ) A
dl
Fs = η s × H
38
39
A CaO+MgO SiO2 Al2O3 R2O Fe2O3 B2O3 (CaO+MgO)/SiO2 38.6 28 2.8 12.6 0.7 4.1 1.38
0.8
体积密度变化值，g/ 3 /cm
0.6 0.4 0.2 0.0 -0.2 -0.4 300
渣条较多 有少量渣条 渣条较少 基本无渣条
400
500
600
700
800
900
1000
温度，℃
8
9
碱性材料对保护渣形态转变温度的影响
熔剂对保护渣形态转变温度的影响
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连铸保护渣工艺性能－ 连铸保护渣工艺性能－润滑铸坯
1
对于结晶器液面翻卷严 重的浇铸工艺，为避免 颗粒渣滚动性太好造成 液面局部裸露，可采用 在加热过程中能膨胀为 粉状或片状的颗粒渣。
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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连铸保护渣的生产工艺
连铸保护渣是连铸过程中不可或缺的关键辅助材料，其作用主要是在钢铁液与连铸机结晶器之间形成一层保护层，防止钢液氧化，并保证钢液稳定地流入结晶器，以保证连铸过程的正常进行。
连铸保护渣的生产工艺包括原料选择、配方设计、生产工艺、炉渣调理等几个方面。
首先是原料选择。
连铸保护渣的主要原料是渣钢、炉渣和添加剂等。
渣钢是由废钢进行冶炼得到的一种含有铁元素的材料，可以作为连铸保护渣的基础原料。
炉渣是冶炼过程中产生的一种富含氧化物的物质，可以提供向连铸钢液中添加氧化物的功能。
添加剂是根据具体要求选择的，可用于调整保护渣的流动性、温度、粘度和氧化物的含量等。
其次是配方设计。
连铸保护渣的配方设计主要考虑到保护渣的基本性能和冶炼过程的要求。
一般情况下，保护渣的基本性能包括熔点、粘度、密度、流动性、氧化性和还原性等。
配方设计的关键是确定渣钢、炉渣和添加剂的比例，以及各种原料的化学成分。
这需要根据不同钢种、冶炼工艺和连铸机设备的特点进行合理的配方设计。
然后是生产工艺。
连铸保护渣的生产工艺主要包括预处理、原料混合、炉渣调理、炉渣铸造和炉渣加工等步骤。
预处理主要是对原料进行筛分、破碎和干燥等处理，以提高原料的活性和可操作性。
原料混合是将经过预处理的渣钢、炉渣和添加剂按一定比例混合均匀。
炉渣调理是将混合好的原料送入炉渣铸造中，通过炉体的
高温熔融和冷却过程，形成连铸保护渣。
最后是炉渣加工。
连铸保护渣在生产过程中需要经过一系列加工步骤，以获得符合要求的颗粒度和流动性。
加工步骤主要包括炉渣破碎、筛分、磁选和加热等。
炉渣破碎是将铸造好的保护渣进行碾压和破碎，得到符合要求的颗粒度。
筛分是将破碎后的保护渣按不同颗粒大小进行分级，以获得合适的颗粒粒径。
磁选是对炉渣中的磁性物质进行去除，以保证保护渣的纯净度。
加热是对筛分好的保护渣进行烘干，以提高保护渣的流动性和反应活性。
总的来说，连铸保护渣的生产工艺主要包括原料选择、配方设计、生产工艺和炉渣加工等几个方面。
通过合理的工艺设计和加工步骤的控制，可以获得优质的连铸保护渣，保证连铸过程的正常进行，提高钢铁的质量和生产效率。