连铸保护渣的主要理化性能指标有哪些项目

连铸保护渣成分

连铸保护渣成分1.基础材料设计保护渣的基本组分:主要化学成分是SiO2, CaO, Al2O3。

它们在保护渣中占的比例是50 -80%。

2. 熔剂材料具有控制保护渣的粘度和熔化行为的能力。

主要组元是Na2O, Li2O, K2O, F 等。

–如)Na2CO3,CaF2,Li2CO3等。

3. 碳质材料（骨架材料）具有控制保护渣熔速的能力碳的类型（炭黑，焦炭，石墨等）不同的钢种选用不同的保护渣，成分的变化主要考虑以下保护渣物理化学特性：2.1 碱度一般定义为组分中(R=CaO%/SiO2%)的比值。

它是反映保护渣吸收钢液中夹杂物能力的重要指标，同时也反映了保护渣润滑性能的优劣。

通常碱度大，吸收夹杂物的能力也大，但它的析晶温度变大，导致传热和润滑性能恶化。

2.2 粘度它是衡量保护渣润滑性能的重要指标。

目前通常采用旋转法测定或根据经验公式计算。

现在大多测其在1300℃条件下的值，常用保护渣的粘度(1300℃)为0 .05～0.15Pa.s。

它受化学成分和温度的控制，生产中主要靠助熔剂来调节。

要想得到高质量铸坯且不发生粘结漏钢，必须要选择合适粘度的保护渣。

保护渣粘度过低，液渣大量流入缝隙，造成渣膜不均匀，局部凝固变缓，导致凝固坯壳变形，引起纵裂和拉漏事故；粘度过大，会使铸坯表面粗糙。

2.3 熔化温度它包括烧结起始温度、软化温度或叫变形温度、半球点温度和流动温度。

实际应用中是将渣料制成锥形3×3 mm的标准试样，在显微镜中测定。

当以一定的升温速度使试样加热到由圆柱形变为半球形时的温度，称为熔化温度。

连铸生产中通常将保护渣的熔化温度控制在1200℃以下。

它主要受保护渣的成分、碱度以及Al2O3含量等因素的影响，熔化温度过高，润滑作用差并且不均匀。

2.4 结晶温度(析晶温度)它是影响凝固坯壳导热的重要参数。

对裂纹敏感性特强的包晶类钢种应使用结晶温度高的保护渣。

它主要受化学成分的影响，尤其是碱度。

中级连铸工无纸化试题及答案1

27 、在生产实践中，保护渣的熔点一般控制在800～1000℃。
正确答案:× 您的答案:
28 、对于弧形连铸机，外弧侧柱状晶比内弧侧的要发达。
正确答案:× 您的答案:
29 、中间包加热的方法很多，生产中使用的主要是感应加热法和等离子加热法
B．二次冷却太强
C．二次冷却太弱
D.钢水静压力大
正确答案:A 您的答案:
65 、
铸坯中心裂纹属于( )。
A．表面缺陷 B．内部缺陷 C．形状缺陷
正确答案:B 您的答案:
在铸坯凝固终点附近电磁搅拌的目的( )。
A．改善中心偏析和中心疏松 B．防止卷渣 C．改善铸坯表面质量 D.防止漏钢
正确答案:A 您的答案:
51 、
>一般来说，保护渣粘度越低，耗渣量( )。
A．越大 B．越小 C．不变
A．计划 B．实施 C．检查 D．控制
正确答案:A 您的答案:
49 、
当Al2O3含量增高时，保护渣的( )也相应增加。
A．粘度 B．碱度 C．熔化速度
正确答案:A 您的答案:
50 、
正确答案:A 您的答案:
42 、
在结晶器四面铜壁外通过均布的螺栓埋入多套热电偶的目的是( )检测。
A．漏钢 B．坯壳厚度 C．拉速 D.质量
正确答案:A 您的答案:
43 、
( )在各类连铸机中为高度最低的连铸机。
正确答案:√ 您的答案:
38 、钢水浇注温度包括两部分，一是钢水凝固温度，二是钢水过热度。
正确答案:√ 您的答案:
39 、
公称尺寸是指标准中规定的名义尺寸，它是生产过程中希望得到的理想尺寸。

连铸结晶器保护渣

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。
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。
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
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。

连铸结晶器保护渣黏度的测试与应用

能的优劣。
提供润滑作用以及在结晶器和铸坯（）间提供均流之匀的传热【ｌＪ。连铸保护渣的黏度是一个重要的参数，对结晶器内发生的冶金行为包括液渣流入和消耗、夹杂
物吸收等产生重要影响。所以，了确保保护渣在为浇注中的良好性能，须重视保护渣黏度性质的测试必
△９一黏度测头在空气中与在待测熔体中转动的
扭角变化量。
首先采用蓖麻油作为标准液，对仪器常数进行标
ｔｊ
箸一．铁冶一ｍ．一钢炼
ｍ
维普资讯
定。蓖麻油黏度与温度Ｔ的关系式为：
６９９３
温．分别测量１２０Ｃ１０￣、１０１０＝５￣、２０Ｃ１５％、１０ｃ时熔Ｉ
渣的黏度值。每个温度点测三次，取平均值作为该温度点的黏度值．测试结果如图２所示。由图２可以看到，温度对黏度值有较大影响，随
维普资讯
『ＴＬＧＴＥＲｌＭＡＵＹＩＮＬ
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连铸结晶器保护渣黏度的测试与应用
潘贻芳邓志勇－杨玉敏王宝明杨肖袁章福
四种保护渣化学成分以及物理性质如表１所示。
２１０
Ｏ８
Ｏ６
Ｏ４
Ｏ２
２３
测试结果
表１各型号保护渣理化性能指标
先将高温炉设定为１３０ｃ恒温加热保护渣，０ｃ待

高效连铸知识问答

高效连铸知识问答1．什么是高效连铸？答：高效连铸通常定义为五高：即整个连铸坯生产过程是高拉速、高质量、高效率、高作业率、高温铸坯。

陆着市场经济的深入发展，应当添加高经济效益(大幅度降成本)这一项最直接的指标；另外，高自动控制也提到日程上来了。

目前，国内的方坯高效连铸(以150方为例)，应在单流年产15万吨~20万吨合格普碳钢铸坯的水平、板坯应在100万-150万吨合格铸坯的水平。

其铸坯每吨的成本也在逐年降低。

连铸机的全程自动控制水平也在逐年提高。

2．高效连铸技术有哪些主要内容?答：高效连铸技术是一项系统的整体技术，实现高效连铸需要工艺、设备、生产组织和管理、物流管理、生产操作以及与之配套的炼钢车间各个环节的协调与统一。

主要技术内容如下：(1)保证适宜的钢水温度、最佳的钢水成分．并保证其稳定性的连铸相关配套技术。

(2)供应清洁的钢水和良好流动性钢水的连铸相关技术。

(3)连铸的关键技术—高冷却强度的、导热均匀的长寿结晶器总成(包括结晶器整体结构、精密水套、导热均匀的曲面铜管等等)。

(4)高精度、长寿的结晶器振动装置是高效连铸关键技术之一，这其中包括振动装置硬件的优化及结晶器振动形式、振动工艺参数的软件优化。

以往高效连铸采用的半板簧、全板簧及高频小振幅正弦波形起到了一定的正面效果。

目前，中冶连铸研制的新型串接式全板簧振动装置，其精度更高，整体刚度增强，寿命长，对促进高效连铸进一步发展将起到重要作用。

该装置可采用液压传动或机械传动，液压传动可增加正滑脱时间，提高保护渣用量，减小上振速度峰值，降低拉坯阻力，降低负滑脱时间，使振痕深度相应减小。

机械传动可以降低成本，更易于，推广使用。

(5)保护渣技术。

众所周知，保护渣与拉速相匹配，拉速提高后，保护渣黏度等指标要相应改进，保证用量不减或在允许范围内减少，以保证铸坯的高质量。

因此，连铸高效化后必须有低黏度、低熔点、高熔化速度、大凝固系数的保护渣。

保护渣技术是连铸高效化的一项关键技术。

连铸三大件

连铸三大件连铸用三大件整体塞棒、长水口（大包长水口）和浸入式水口（中包所用水口），称为连铸三大件。

其材质主要是铝碳质，成型方法采用等静压成型。

这主要是因为：（1）连铸所要求的整体塞棒、长水口和浸入式水口的长度直径比太大，普通的压力机压制的制品上下密度差别太大。

而用等静压压制时，压制面上压力均匀，各个部位、断面上的体积密度均匀一致。

（2）等压可经压制结合剂含量低、塑性差的较难压制的泥料，高石墨含量的刚玉料正是属于这类泥料。

（3）由于石墨的层片状结构，在双面压制时易分层、取向，引起层裂。

随着石墨含量的增加，层裂倾向更明显。

采用等静压成型可以有效避免层裂，保证产品质量。

现在也有一种解释是叫连铸四大件分别是：长水口、塞棒、中包水口、浸入式水口。

其实，浸入式水口是分两类：内装浸入式水口、外装浸入式水口。

内装的一般用于特钢类（保护浇注），外装的用于普碳钢类。

所以，广义上说还是“连铸三大件”整体塞棒的特点:整体塞棒一律采用等静压成型,其形状和尺寸取决于中间包的容量,钢水面的高度和中间包水口的喇叭形状和孔径的大小而定。

其塞棒头有带空心的,带吹氩孔或带透气塞的整体塞棒。

固定方式是关键,一种采金属销固定,一种采用螺纹固定。

塞棒的功能主要是用于中间包开闭,除能自动控制中间包至结晶器的钢水流量外,还可通过塞棒的吹氩孔,向中间包吹入氩气和其它惰性气体,塞棒还具有控制钢流和净化的功能。

整体塞棒材质一般为铝碳质。

在塞棒的头部带有吹氩孔或镶有透气塞，在浇注时，氩气由塞棒孔通过吹气孔或透气塞吹向浸入式水口，氩气以细散的形式进入钢水，可以降低Al2O3的聚集量，减少在浸入式水口内的沉积，延长整体塞棒的使用寿命。

我国整体塞棒系统用耐火材料，研制成功刚玉质、铝碳质，以及组合的整体式，端部采用ZrO2-C质材料再成型的铝碳－锆碳质复合式整体塞棒，镁碳质整体塞棒、Al2O3-SiO2-C和Al2O3-SiO2-ZrO2质组合式塞棒，以及采用防氧化剂，为提高寿命，降低消耗发挥了重要作用。

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。

保护渣测试实验室报告

Fr =
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。

结晶器保护渣的主要性能指标

结晶器保护渣的主要性能指标
结晶器保护渣对提供连铸工艺效率和产品表面质量起着非常重要的作用。

其关键的性能指标有以下：
1、熔化温度
保护渣是由各种氧化物和氟化物组成，没有固定的熔点，一般用半球点温度定义保护渣的熔化温度，范围在1000-1200℃之间。

2、熔化速度
熔化速度定义在1300℃时，保护渣由固态转变为液态所需的时间，是表征保护渣熔化快慢的标志，熔化速度的快慢一般由保护渣中添加的碳质材料或碳酸盐种类和数量来控制。

3、黏度
保护渣的熔渣结构是一种硅酸盐结构，Si-O四面体通过共用两个角连接形成长链。

在此熔体中加入MgO和CaO等二价或一价碱金属氧化物时，Si-O四面体网络结构会受到破坏，链的变形阻力因断裂增多而减小，从而降低保护渣的黏度。

一般碳素结构钢保护渣在1300℃时的黏度多在0.1-0.5Pa.s。

4、碱度
保护渣的碱度一般定义为R=wCaO/wSiO2的比值。

它反映保护渣吸收钢液中夹杂物能力的重要指标。

提高碱度有利于吸收夹杂物，但过高，使得熔渣的析晶温度和析晶能力增高。

因此，保护渣的碱度选择需要多方面考虑。

5、吸收非金属夹杂物能力
连铸要求保护渣对聚集在钢液表面上的高熔点非金属夹杂物能够迅速溶解，以避免此类夹杂物被钢流卷入，产生皮下夹杂等缺陷。

随着保护渣碱度的增大，熔渣吸收氧化铝的速度是先增大后减小，当碱度在1.0-1.1时，吸收速度最大。

6、结晶性能
保护渣结晶性能是渣膜控制传热的非常重要的参数，一般参数有：保护渣的凝固温度ts、析出温度tc、转折温度tb。

目前研究者普遍认为提高碱度，ts 、tc升高，保护渣的结晶倾向增大。

冶金炉渣性能研究

适于板坯的保护渣熔化速度快于方坯保护渣。另外，方坯对所用保护渣的粘度不是很敏感，故常使用高粘度渣以减少夹渣和浸入式水口的侵蚀，这是由于方坯的比表面大，要求的渣消耗量(kg/m2)较少，连铸过程中较容易满足要求。其次，由于板坯连铸时在宽度方向上液面波动较大，因此要求保护渣熔速较快，以形成足够的液渣层厚度，覆盖整体的钢液表面。另外，板坯连铸机多用来生产低、中碳钢，而方坯除浇铸中碳钢外，还生产众多的高碳钢。四、保护渣的生产研究现状生产工艺如下： 1、烧结型或预溶型基料生产工艺原料矿石破碎——原料制粉——配料——造块——干燥——烧结或熔炼——冷却——制粉、待用 2、实心颗粒保护渣生产工艺原料准备——配料——搅拌混合——干式球磨——加水搅拌——圆盘/挤压造粒——烘烤筛分、包装 3、空心颗粒保护渣生产工艺原料准备——配料——搅拌合——水磨制浆——喷雾造粒——筛分——冷却、包装——检测、待用五、保护渣对连铸坯质量的影响保护渣是加入到结晶器钢水面上，保护渣的好坏主要是影响铸坯的表面质量： (1)铸坯表面纵裂纹：纵裂纹是来源于结晶器弯月面区初生坯壳厚度的不均匀性。钢水面上液渣不能均匀流入分布到铸坯四周，导致凝固壳厚薄不均，在坯壳较薄之处容易产生应力集中，当应力超过凝壳的高温强度时就产生了裂纹。研究指出，结晶器钢液面上的液渣层保持5～15㎜，可以显著减少板坯表面纵裂纹。纵裂还与渣子粘度(η)、熔化速度(tf)和拉速(V)有关。有人指出：η/tf比值愈大，纵裂指数愈小。如渣子温度1300℃，η/tf=1,纵裂指数为6，η/tf=2，纵裂指数为0。有人认为：对连铸板坯η?V控制在2～3.5。方坯η?V控制在5，可使渣膜均匀，传热稳定，润滑良好，可显著减少裂纹。 (2)夹渣：铸坯夹渣可分为表面夹渣和皮下夹渣。夹渣尺寸大小不等。由几毫米到十几毫米，夹渣在表面深浅也不一样。夹渣严重危害产品表面质量，因此在热加工之前必须予以清除。结晶器坯壳卷入渣子，是夹渣的重要来源。如坯壳表面形成了渣斑，此处导热性差、凝壳薄，形成了一个高温“热点”，是造成出结晶器坯壳漏钢原因之一。铸坯表面夹渣物组成主要是钙长石和钙黄长石，这两个化合物中A12O3均大于20％，它们熔点分别为1550℃和1590℃，容易使渣子结团。在结晶器液面波动太大，浸入式水口插入太浅，液面翻动会把渣子卷入。

连铸保护渣基础知识-

现象； D.保护渣的保温性能较差，主要体现在灰粉大、碳量低这些方面；从以上情况可以看出，出现结冷钢的根本原因在于钢水温度控制
和工艺控制。
17
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
2
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。
8
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。
9
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
11
几种保护渣成分范例：
2010-11-2917
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。

40
2010-11-2941
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
21
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
10
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。

保护渣使用特点

SiO2 Al2O3 Fe2O3 Cfree CO2 H2O
31.5－33.5% 4.5－6.0 % ＜1.0% 3.0－4.5% 6.5－8.0% ＜1.0%
0.11Pas
mesh size (mm) 0.5 0.125 0.063 residue(weight %) 10.0～50.0 80.0～99.0 95.0～100.0
不同类保护渣示差热DTA曲线示意图
16
熔化温度和熔化速度
保护渣熔化温度和熔化速度对保护渣液渣层高度及坯壳与结晶器壁之间的流入有重要影响。与结晶器壁之间的流入有重要影响。
影响保护渣熔化速率的因素：影响保护渣熔化速率的因素：自由碳含量；自由碳含量；碳颗粒的粒度；碳颗粒的粒度；保护渣熔化温度；保护渣熔化温度；保护渣原料粒度；保护渣原料粒度；拉速。拉速。
17
保护渣组成对性能的影响
18
19
1991 Steelmaking Conference Proceedings, p617
20
添加Na2O、Li2O来降低保护渣粘度
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F、B2O3、Al2O3对保护渣粘度的影响
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Li2O、MgO对保护渣熔点的影响
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Li2O、MgO对保护渣熔化时间的影响
ST-SP/TY300 1.07－1.13 32.77－39.77% 7.78－8.78% 4.03－5.03% 5.45 6.45% 5.45－6.45% 1120 ℃ 1154 ℃ 1163 ℃ SiO2 Al2O3 Fe2O3 CO2 H2O 29.43－35.43% 6.87－7.87 % 1.46-2.46% 6.5－8.0% ＜0.5% 0.5%

连铸保护渣的物质组成

一一
Ｃ＃
Ｄ＃Ｅ＃Ｆ＃
３５．４２３１．７６３３．７５
３５．０４
３．１７９．２９５．２８
３．６９
Ｏ．９３２．８８Ｏ．５７
０．４６
２保护渣的矿物组成
由于炭质材料的干扰，保护渣原渣中的有些矿物组成不易辨别，故需对试样进行脱炭处理。据相关资料可知，各种炭质材料的自然发火点虽各不相同，但大多数均在３７０～６００℃ 范围，因此确定脱炭温度为８００℃。具体脱炭过程为：将现场用各种保护渣原渣样分别放人瓷坩埚内，在箱式高温电阻炉中升温至８００ｏＣ，保温３０ｍｉｎ，自然冷却。将脱炭后的保护渣在实体显微镜下检测，得知该试样中各组成矿物的形态及光学性质均清晰可见，表明炭质材料已清除干净。进一步将脱炭干净的原渣样制作成光薄片，在德国蔡司透／反两用研究型偏光显微镜（Ａｘｉｏｓｋｏｐ４０Ａｐｏ１）下观察，得知保护渣原渣中主要矿物成分为石英、硅灰石、萤石等。从各种矿物的差热分析曲线得知，这些矿物的分解温度均高于８００℃ ，这说明升温至８００℃脱炭时，其保护渣中的所有矿物是相对稳定的。保护渣原渣中的主要矿物成分及体积百分含量见表２。其中Ａ＃渣数据对应低碳钢的原渣矿物组成和百分含量；Ｂ＃渣数据对应中碳钢的原渣矿物组成和百分含
样号ＳｉＯ２
Ａ＃
Ｂ＃
第３５卷
ＡＩ２Ｏ３Ｆｅ２Ｏ３
９．２８
５．２０

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”。

保护渣及氧化铝

保护渣的成分及作用浇注过程中覆盖在钢锭模或结晶器内钢液面上稳定浇注操作和改善钢表面质量的一种合成渣。

保护渣按使用范围可分为模注保护渣和连铸保护渣。

浇注过程钢表面产生的缺陷如重皮、翻皮、夹渣、裂纹等，往往都与保护渣性能及操作有关。

渣保护浇注是钢浇注中最常用、最有效的一种工艺。

保护渣在浇注过程中的功能有：(1)防止钢水再氧化；(2)减少钢液面的热损失，防止钢液面过早凝固结壳；(3)溶解吸收钢水表面的夹杂；(4)控制钢坯的传热速度，减少钢坯凝固层厚度方向上的温度梯度产生的热应力；(5)在结晶器与坯壳之间起润滑作用。

对模注保护渣来说主要是前3种功能，而连铸保护渣则具有所有的功能。

模注保护渣可分为上注保护渣和下注保护渣，按其性能有绝热型与吸收型两种。

模注保护渣与连铸保护渣按原料及制备方法不同，有以发电厂飞灰或石墨矿粉等为基的粉状保护渣，合成保护渣，预烧结、预熔保护渣与颗粒保护渣。

使用最广泛的是合成的粉状保护渣和颗粒保护渣。

保护渣的成分通常是以二氧化硅一氧化钙三氧化二铝为基，添加适量的碱土氧化物(如Na2O、Li2O、K2O等)、氟化物(如CaF2、NaF等)及碳质材料(如石墨、焦炭、石油焦及碳化合物等)。

保护渣的主要理化性能有：熔融温度、熔融速度、黏度、表面张力、结晶温度等。

在使用过程中还要求其具有铺展性、保温性、吸收夹杂物的能力，以及化学反应性等。

这些性能与保护渣的原料和熔剂的种类、配比及粉体特性有关。

常用熔剂有苏打、冰晶石、硼砂及氟化物等。

它们均能有效降低熔融温度，加快熔融速度，得到适宜的黏度。

碳是保护渣中不可缺少的材料，它有效调节熔化速度，改善烧结倾向，提高粉渣的保温性能，控制熔渣的氧化性。

当浇注时，模注保护渣以袋装或吊挂方式加入钢锭模内，其加入方法如图。

模注保护渣一旦与钢水接触，立即被加热、熔融、烧结。

在钢液面上形成三层结构，在靠近钢液面上为熔融层，熔融层上为烧结层，最上面是粉状层。

粉状层起着隔热保温作用，熔融层可以减少从大气中吸收氧、氢、氮等气体，溶解吸收夹杂物，渗入到钢锭模与凝固层缝隙中形成渣膜，有效改善传热及表面质量。