不锈钢连铸保护渣概述
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
连铸工艺设备07连铸保护渣及覆盖剂
2020/12/19
连铸工艺设备07连铸保护渣及覆盖剂
2.隔绝空气防止对钢液的二次氧化 覆盖于钢液面上的液渣层，隔绝空气与钢液 表面的接触，保护钢液表面不受空气的二次 氧化。为了更好地起到保护作用，液渣层应 均匀覆盖于钢液面上，渣中不应含有使钢氧 化的成分，如应限制渣中氧化铁含量，熔渣 的透气性要低对钢液的润湿性要好。
连铸工艺设备07连铸保护渣及覆盖剂
4.吸收溶解夹杂物的能力
l 保护渣应具有良好的吸收夹杂物的能力，特别是 在浇注铝镇静钢时，溶解吸收Al2O3的能力。
l 连铸保护渣一般多是硅酸盐系，这类渣系有吸收 Al2O3、MgO、MnO、FeO等夹杂物的能力。
l 生产实践表面，随着熔渣的碱度增加，保护渣吸 收溶解Al2O3的能力增大不多；当碱度大于1.10时， 吸收溶解Al2O3的能力又有所下降；同时当渣中 Al2O3富集到一定程度时（大于10％），就有铝方 柱石或刚玉析出，使吸收Al2O3能力下降，也易造 成夹渣。因此保护渣碱度在0.85 ～1.1时的Al2O3含 量应尽可能低，不能大于10％。
连铸工艺设备07连铸保护渣及覆盖剂
4．润滑坯壳并改善凝固传热 填充于气隙中的渣膜对凝固坯壳能起到良好 的润滑作用，减少拉坯阻力，从而可防止坯 壳与结晶器壁的粘结。此外熔渣进入坯壳与 结晶器壁之间，使气隙不在存在，热阻减小， 凝固坯壳向结晶器壁的传热得到改善，使坯 壳均匀生长，有利于减少铸坯裂纹的形成。
下，消耗量在0.3～0.5kg∕t钢。 2. 保护渣液渣层厚度 l 合适的液渣层厚度大致在10～15mm左右。
粉渣层厚薄一般不大于25mm。 3.渣圈。 l 在结晶器壁四周钢液面上形成渣圈，渣圈
发达，说明保护渣的熔化性能不良，烧结 层过分发展。
保护渣性能概述范文
保护渣性能概述范文保护渣的熔化性能是指渣料在一定温度范围内的熔化能力。
保护渣的熔化温度需要与钢水的浇铸温度相匹配，熔化温度过高会导致渣料不能完全融化，残留不溶解的渣料会附着在连铸坯表面；熔化温度过低则会导致渣料过早熔化，使其对钢水的保护作用失效。
保护渣的熔化性能与渣料的成分有关，合适的成分能够提高渣料的熔化性能。
保护渣的流动性能是指渣料在浇铸过程中的流动性。
保护渣需要在铸态中形成连续的保护层覆盖在钢水表面，以尽可能减少氧气和其他杂质的进入，并有效防止渣料溅散和剧烈搅拌。
良好的流动性能能够确保保护渣均匀地覆盖在钢水表面，形成稳定的保护层。
保护渣的湿润性能是指渣料与连铸坯表面的接触情况。
保护渣需要良好的湿润性能，能够迅速与连铸坯表面接触，形成致密的保护层，以防止空洞、气孔、粘渣等铸锭缺陷的产生。
湿润性能与渣料的表面张力、温度、涂覆速度以及连铸坯表面的粗糙度等因素有关。
保护渣的保护力是指渣料对钢水的保护作用。
保护渣需要有高效的去氧能力，能够有效地吸附和还原钢水中的氧气，减少钢水中的氧含量。
此外，保护渣还需要具备良好的捕捉杂质的能力，以吸附和封闭钢水中的杂质，减少杂质对铸锭质量的影响。
为了提高保护渣的性能，有以下几个方面需要注意：1.渣料的成分要合理，根据钢种和浇铸条件确定，以保证其熔化性能和保护力。
2.渣料的颗粒度要适当，过大会影响流动性能，过小会影响保护力。
3.渣料的使用方法需要正确。
渣料要均匀涂覆在钢水表面，并保持一定的厚度，以确保良好的保护效果。
4.渣包维护要及时，定期清理渣包内的渣料残留物，避免二次污染。
综上所述，保护渣性能对于连铸坯质量的影响非常重要。
通过合理选择渣料成分、控制渣料颗粒度、正确使用渣料和及时维护渣包等措施，能够有效提高保护渣的性能，降低二次污染和缺陷率，提高铸锭质量，进而提升钢厂的生产效益。
最新连铸保护渣基础知识
最新连铸保护渣基础知识连铸保护渣是在钢液连铸过程中使用的一种特殊材料，它能够有效保护钢液不受氧化和污染，提高连铸过程中的钢液质量，确保铸坯的成型质量。
通过对最新连铸保护渣的基础知识的了解，可以更好地应用连铸保护渣，提高连铸过程的效率和质量。
1. 连铸保护渣的概念连铸保护渣是在钢液连铸过程中向钢液的表面加覆盖剂，形成一层保护层来隔绝钢液与氧气、杂质的接触，防止钢液的氧化和污染。
这种保护层能够降低钢液与外界的热交换，延缓钢液的凝固速度，从而改善铸坯的结晶结构。
2. 连铸保护渣的组成连铸保护渣由多种物质组成，主要包括粉状碳化物、氧化物和稳定剂。
粉状碳化物可以提供还原性碳元素，减少钢液的氧化反应；氧化物可以迅速消耗气氛中的氧气，防止氧化反应的进行；稳定剂可以调节渣体的粘度和流动性，提供较好的覆盖效果。
3. 连铸保护渣的作用连铸保护渣在连铸过程中起到多重作用。
首先，它可以保护钢液不受氧化和污染，确保钢液质量的稳定。
其次，它可以降低钢液与外界的热交换，减少结晶过程中的缺陷，提高铸坯的结晶质量。
此外，连铸保护渣还能防止结晶器内渣垢的形成，保护结晶器的正常运行。
4. 连铸保护渣的使用方法在连铸过程中使用连铸保护渣需要注意一些方法。
首先，要控制保护渣的添加时间和添加方式，确保渣体在钢液表面形成均匀的保护层。
其次，要根据不同钢种和连铸条件选择合适的保护渣种类和配方。
此外，还需要定期检查和更换保护渣，确保其有效性和稳定性。
5. 连铸保护渣的发展趋势随着连铸技术的不断发展，连铸保护渣也在不断改进和创新。
目前，一些新型的连铸保护渣已经应用于实际生产中，具有更好的保护效果和性能稳定性。
未来，随着研究的深入和技术的突破，连铸保护渣的发展趋势将更加注重环保性能和节能性能。
通过对最新连铸保护渣基础知识的了解，我们可以更好地应用连铸保护渣，提高连铸过程的效率和质量。
随着连铸技术的不断进步，我们有理由相信，在不久的将来，连铸保护渣将会在钢铁生产中起到越来越重要的作用，为我们提供更好的铸坯产品。
连铸保护渣基础知识 ppt课件
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保护渣常见的物理指标
结晶温度（Tc） 结晶温度是指熔融保护渣在一定的降温速度下开始析出晶体的温
度。 结晶温度对保护渣润滑铸坯和控制传热有重要影响。 目前对结晶温度的测试及评价主要有差热法DTA、示差扫描量热
法DSC、热丝法和粘度－温度曲线法等。 保护渣结晶性能主要包括结晶温度和在一定冷却条件下的结晶率、
B.保护渣熔化的快慢决定于碳，但碳的氧化需要一个前提条件，哪 就是要有氧的充分供应，所以在工艺上，吹氩量过大，易造成渣 层的透气性增强，保护渣熔化速度偏快；因此吹氩量大是造成保 护渣熔化速度快的一个比较重要的因素；
C.浇钢温度，不同的钢种有不同的浇钢温度，浇钢温度越高，碳氧 化的越快，保护渣的熔化速度越快，所以浇钢温度是造成保护渣 熔化速度快的一个原因；
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。
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.
秒），而我国常采用的单位为：泊（P），两者的换算关系为： 1pa.s＝10P，目前我公司质保书上通常以pa.s为单位来开据质保书， 而有些国内厂家应用P来开据质保书。德国一些厂家往往采用dpa.s 为单位，1dpa.s=1P。 保护渣产品的粘度正常在0.5～15P之间，而板坯所用的大多在0. 5～3p这个范围，而某些方坯或其它坯形类所用粘度较高。 一般上，高拉速保护渣应采用低粘度的保护渣。 4.粒度（mm） 保护渣的粒度国际单位为mm区间，我国普遍采用目为单位，目前 我公司以＋80目作为一个衡量标准，这个粒度相当于0.2～1mm；
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）
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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
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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。
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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。
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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。
连铸保护渣2
连铸保护渣2连铸保护渣是直接影响连铸稳定生产和改善铸坯质量的一种功能性消耗材料,它具有绝热保温,防止再氧化,吸收夹杂物,均匀传热,润滑坯壳等功能,在连铸工艺中起着至关重要的作用,由于保护渣的显著作用,各国连铸工作者对保护渣都非常重视.1保护渣的基本特性1.1保护渣的熔融特性保护渣在结晶器内的熔融过程示意图(略).保护渣在熔融状态时自上而下可形成粉渣层,烧结层及熔渣层3层结构,起绝热保温,防止再氧化,吸收夹杂物的作用;在结晶器与坯壳之间形成固态渣膜(玻璃质层,结晶质层)和液态渣膜两层结构,起到"润滑"和"控制传热"作用,靠结晶器一侧是固态层,造坯壳一侧是液态层;固态层中进一步分为玻璃质层和结晶质层,且有结晶粒度的差异.渣膜在厚度方向上的不同结构层,有着不同的"润滑"和"传热效应".日本NKK公司的一项研究证实[21,通过提高结晶温度可加快渣的结晶速度(实质上是增加渣膜中的结晶质层厚度),由此开发出一种可减少中碳钢表面纵裂的新型保护渣.然而,由于玻璃质层的组分质点是无序排列的,振动范围较大,体系内能也较大,因而热阻较小,对控制传热的影响较小;相反,结晶质层的热阻较大,对控制传热的影响较大.根据不同浇铸条件(钢种,断面,拉速等)对结晶器传热的不同要求,调整渣膜中玻璃质层和结晶质层的比例,可以达到改善坯壳向结晶器的传热,从而达到控制铸坯表面缺陷的目的.LZ保护渣的冶金特性1.2.1粘度粘度是保护渣的一个重要参数,粘度太大或太小,都会使渣膜厚薄不均,润滑传热不良,甚至引起收稿日期2003折-21作者简介:饶添荣(1974)男,福建龙岩人,工程师,从事炼钢连铸工艺工作.万方数据106江西冶金2003年12月坯壳悬挂撕裂.粘度与温度的关系式为[[3171二A" T"exp(B/T)式中,7为粘度〔泊);T为绝对温度;A,B为常数.对于一定成分的渣,随温度降低粘度呈突然性增大趋势,所以一般希望从弯月面到出结晶器的坯壳表面温度应大于1 150℃,且要求渣粘度不会发生突变,这对保持均匀渣膜厚度,确保良好润滑极其重要.1.2.2表面张力熔渣的表面张力和金一渣的界面张力决定了熔渣润湿钢的能力,它影响夹杂物分离,夹杂物吸收, 渣膜的润滑和铸坯的表面质量,是一项重要的冶金特性.结晶器液面有保护渣层覆盖时结晶器中钢液弯月面半径与表面张力和界面张力的关系为[[31y, = 5.43 x 10-2.二一./P,一P.) la口._.=a二一少二coso式中,Y.为弯月面半径;'_,为金一渣界面张力; ..,,.为钢,渣表面张力;9为润湿角;P. "o.为钢, 渣密度.若Y.大,弯月面凝固壳受钢水静压力作用贴向结晶器壁就越容易,润滑良好,坯壳裂纹也就难于发生.若Y.小,就会破坏弯月面的薄膜弹性性能,铸坯易于发生裂纹,夹渣等表面缺陷.1.2.3熔点与熔化速度保护渣的熔点的基本原则是必须低于结晶器内的钢水温度,只有这样保护渣才能熔化,一般为950 ℃一1200℃,主要取决于保护渣的的原料组成及其化学成分.熔化速度决定钢液面上形成熔渣层厚度和渣的消耗量.熔化速度过慢,形成熔渣层过薄,渣膜不均匀,润滑传热就不好;熔化速度过快,粉渣层很快消失,熔渣层易结壳,渣膜厚度增加,使传热减慢,坯壳减薄而易产生裂纹.因此,必须合理控制保护渣的熔化速度.保护渣熔化速度一般是由其成分中的炭粒子来控制完成的,控制能力的强弱决定于炭粒子的种类和数量[41.表现在它对造渣材料的分融能力和对造渣材料生成的熔体的流动阻滞能力.炭粒子的原材料常见的有炭黑和石墨.炭黑在温度较低区域里有很强的分融能力和控制效率,在高温区其作用却大为降低;石墨开始氧化的温度高且慢,控制高温能力强,故有延缓保护渣的烧结和熔化功能.1.2.4吸收溶解夹杂物的能力保护渣碱度提高,可改善保护渣吸收和溶解钢中夹杂物的动力学条件而有利于吸收夹杂物,但碱度过高,熔渣中易析出钙铝黄长石(2CaO从qSi02),枪晶石((3CaO.2Si02 - CaF2 )等高熔点物质,使熔渣的析晶温度和析晶能力增高,恶化保护渣的玻璃化特性,破坏了熔渣的均匀润滑和传热,引起铸坯缺陷甚至拉漏,故碱度控制应合理.2保护渣的选择与应用2.1保护渣原料的选择保护渣的主要成分为.O, SiO2, A1203, 990,Fe2O3, N% 0, K2 0, Li20, CaF2以及炭粒,Ca()和Si02 约占60%一70% , CaO/Si马(即碱度)之比通常在0.8一1.2.加人Na20, Cal,是为了降低熔化速度和粘度,炭粒起隔离熔滴,调节熔化速度的作用.保护渣原料的选择要做到组成合理,成分稳定;既要满足连铸质量的需要,又要经济节约,尽可能就地取材,充分利用当地的废弃资源.例如国内某些保护渣厂常用的保护渣原料有玻璃粉(SiO2大于70% , Na20大于13%),水泥,高炉渣,烟道灰,固态水玻璃,苏打,萤石等[31,由这些原料按照不同比例配制成需要的渣料.表1,表2分别示出了保护渣常用的基料及助熔剂的化学成分.表1保护渡常用基料的化学成分化学成分,%基料—si场Cs0鸽乌.鲍pMn0 Na,O残伪高炉渣25一3933一45 s一15 2一8 0.1一1.0 < 1电厂灰45一60 2一5 10一20 1一4 2一6 3一8'钾土60-65 1一2 1〕一IS 5一7 <13" 1一2水泥熟料19一2260一65 5-7 1一4 <6白渣45一5518一22 <9 0.25%的硬钢)一1.0,C为13%一14%,q1,为..3 Pa-s(用于软钢)一0.45(用于硬钢),熔渣层厚度3一5.5 mmo颗粒渣不适用于小方坯,因其熔化均匀,宜用于MCAK钢板坯和大方坯.德国Sulukl. k等人认为[91,保护渣中MnO为3 . 5 % , CaO/SiO2为0.9,11.为..25 Pa "s, Ta为900 ℃,T.为1 025℃,能满足c大于等于0.35%,Mn大于等于0.65%的大断面圆坯的表面质量要求.马钢连铸圆坯主要用于生产车轮轮箍用钢,此类钢由于含碳量,含锰量均较高,因此要求钢水纯净度很高,尤其是钢中气体([01, [H]-, [N])的含量,要求控制在很低的水平,以至冶炼时加Al量较高,在保护浇铸效果不佳的情况下,A1203和AIN夹杂将进一步增加,使圆坯表面易形成线状缺陷.浇铸这类钢,保护渣既要有好的润滑特性,又要有低的传热强度;因此,保护渣粘度要适当高些(,,为0.30-0.50 Pa- s);为了防范点状凹陷和确保有良好的吸收夹杂物的能力,碱度要适中(R为0. 90) [301渣中A12 Os含量要低些;另一方面要确保有一定渣耗量(0.45一0.70甲t) a2.2.3异型坯用保护渣马钢引进的3机3流异型坯/矩型坯连铸机,铸坯尺寸为异型坯:750 mm x 450 mm x 120 mm, 50 rim x 300 mm x 120 mm;矩型坯:;250 mm x 380 mm.因砂打石硼苏萤万方数据108江西冶金2003年12月其独特的截面形状和复杂的连铸工艺决定了对保护渣要求更为严格,马钢根据异型坯生产特点,选择了3类保护渣进行了生产试验研究:(1)低碱度(0.8),较高熔点(1 171℃)和粘度(1.39 Pa-s);(2)中碱度(1.02),较高熔点(1 188℃)和粘度(1.10 Pa-s);(3)中高碱度(1.12),较低熔点(1 145 9C)(0.84Pa- s);把这3类保护渣的理化性能与从韩国进口的相比较,第三类保护渣的效果与其一致,有利于改善异型坯表面质量.韩国异型坯保护渣成分如表3所示.根据马钢的生产实践,在设备条件和操作因素不变的情况下,异型坯表面裂纹与保护渣粘度和拉速有关,对于小断面异型坯控制,I .叽在0.5一0.6Pa " s " m/min;大断面控制在0.5 Pa "s"m/min时,能够防止异型坯腹板纵裂.表3韩国异型坯保护渣成分化学成分,%企业'ISQi0.50073Px01:::竺喻011光阳Indl印】s;oi Al,场31.36 12.2624.69 13.181._843491Fei 011.533.137.8024.2035.8219.56M酥】2.472.291._000.79Na}00.254.531._120.792.2.4溥板坯连铸用保护值墨西哥Hylsa公司的CSP连铸机,铸坯厚50mm,低碳钢拉速3.0一5.5 m/xnin.其所用保护渣, 开浇时用发热型渣,连浇时用球形空心颗粒渣(R为0.86, A1203为8.0% , Na2O+K20+Lie.为12%,F为6.5%,1},为0.18 Pa "s, Ta为1 300℃,T,为1 070℃,渣耗.095 kg) [u],这种开浇时和A铸时分别用不同类保护渣的作法,在实际使用中的效果很好,在薄板坯连铸中具有推广价值.马钢CSP薄板坯连铸机预计于2003年10月份建成投产,规格0.8一12.7二x 900一1 600 mm.由于CSP工艺具有拉速快,凝固快,易产生粘结漏钢以及铸坯表面质量差等特点,借鉴前人的经验,对保护渣的选用将综合考虑下列因素.(1)为了防止钢液二次氧化和确保具有良好的绝热保温性能,选择有良好铺展性,熔化均匀性和抗波动性的保护渣;(2)生产超低碳钢时,为了防止钢液增C,应采用低C或无C且熔化性能好的保护渣;(3)应有良好的吸收溶解A12 03夹杂的性能;(4)成渣快,玻璃化率高,润滑性能好,传热性能要均匀稳定;(5)环保和高性价比.3结语(I)保护渣具有绝热,保温,防止氧化,均匀传热,润滑和吸收夹杂物功能;(2)保护渣原料的选择应组成合理,成份稳定,既要满足连铸质量的需要,又要经济节约,尽可能就地取材,充分利用当地的废弃资源;(3)保护渣的选用应根据钢种,断面,拉速和振动参数等因素而定,在生产实践中应区别对待; (4)高拉速下,可选择低熔点,高熔速,低粘度,低析晶率和低析晶温度保护渣;(5)异型坯连铸保护渣,控制v K小断面在0.5一0. 67 Pa " s " m/min,大断面在0.5 Pa "s"m/min, 能够防止异型坯腹板纵裂;(6) CSP连铸用保护渣可采用低熔点,低粘度,低结晶温度,熔速快和玻璃性好的多组元保护渣。
保护渣
一、保护渣的概述在现代钢铁冶金中，炼钢的过程的产品是铸坯。
影响铸坯质量的因素，除了原材料的条件之外，主要是浇铸和凝固过程中钢液的质量。
长期以来，许多精炼后的纯净钢液仍然在大气中进行敞开浇铸，在浇铸过程中又会产生新的化学和物理变化，影响了钢液的质量。
为了获得成分均一，夹杂少而且分布均匀、组织致密、表面质量良好的铸坯，不仅要在浇铸前采取措施，而且还应采用保护浇铸。
保护渣浇铸对钢液的浇铸环境有了很大的改善。
二、保护渣的作用（1）隔绝空气，保护钢液面部受空气的二次氧化。
（2）使钢液面绝热保温，以防止过早凝固或结壳。
（3）吸收上浮夹杂，防止铸坯表面和皮下夹渣。
（4）充当铸坯与结晶器间的润滑剂。
（5）控制结晶器与坯壳之间热量传递的速度和均匀性。
三、保护渣可分为发热型，熔融型和绝热型三种。
1）发热型发热渣主要由四部分组成1.发热还原剂。
靠它们燃烧发热，帮助渣料熔化并造成强烈的还原性气氛，保护钢液面。
2.氧化剂为发热还原剂的燃烧提供部分氧量，帮助点燃发火。
3.助溶剂用以降低渣子的熔点。
4.基本渣。
由于发热渣同钢水液面接触，能迅速的释放热量，故能很快地形成熔渣层。
2）熔融型熔融渣的实质是液渣保护，及使用专门的化渣设备化渣，而后将液态渣加入结晶器内。
3) 绝热型它可以制成粉状、粒状、或块状加到结晶器液面上与钢液接触部分很快融化成熔融层，其上保持粉状或粒状，犹如棉被一般起绝热保温的作用。
四、钢种与保护渣的关系不同成分的钢种，其钢水特性及其凝固特点有别，从而决定了其对保护渣性能的不同要求。
（1）低碳钢首先，低碳钢中C含量低于0.08%或0.06%。
这类钢的高温机械性能好，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。
较高的拉坯速度要求尽量增大结晶器热流，加速钢水凝固，防止黏结性漏钢，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，使发生黏结性漏钢的可能降到最低。
最新连铸保护渣基础知识
最新连铸保护渣基础知识连铸保护渣在连铸过程中起着非常重要的作用，它可以保护钢水不受外界氧化，减少钢水中的杂质和气泡，并调整钢水的温度和流动性，确保最终铸造出高质量的产品。
本文将介绍最新连铸保护渣的基础知识，包括其主要成分、性能和应用。
一、连铸保护渣的主要成分连铸保护渣的主要成分通常包括氧化物、碳化物和氟化物等。
其中，氧化物是最常见的成分，包括SiO2、Al2O3、CaO、MgO等。
这些氧化物能够与钢水中的杂质和氧发生反应，形成不溶于钢水的氧化物渣和气泡，达到保护钢水的目的。
二、连铸保护渣的性能1. 抗渗透性：连铸保护渣应具有较好的抗渗透性，能形成一层致密的保护层，阻止钢水渗漏。
2. 熔化性：连铸保护渣应具有适当的熔化性，能够在高温下迅速熔化，并形成均匀的保护层。
3. 抗氧化性：连铸保护渣应具有较好的抗氧化性能，能够抵御高温氧化环境的侵蚀，保护钢水不受氧化。
4. 温度控制性：连铸保护渣应具有一定的温度控制性，能够吸收钢水的过剩热量，调整钢水的温度。
5. 流动性：连铸保护渣应具有一定的流动性，能够在结晶器内形成均匀的保护层，并顺利排出。
三、连铸保护渣的应用连铸保护渣广泛应用于钢铁冶炼和连铸过程中。
它可在连铸过程中形成一层保护层，保护钢水不受外界氧化，并减少钢水中的气泡和杂质。
此外，连铸保护渣还有以下应用：1. 调温：连铸保护渣可通过吸收钢水的过剩热量，调整钢水的温度，确保连铸过程中的温度控制。
2. 减少结晶器磨损：连铸保护渣可在结晶器内形成一层均匀的保护层，减少结晶器的磨损。
3. 改善钢水流动性：连铸保护渣具有一定的流动性，可改善钢水的流动性，使其在连铸过程中顺利流动。
4. 减少内包体生成：连铸保护渣中的氧化物和其他化合物能够与钢水中的氧和杂质发生反应，减少内包体的生成。
5. 提高产品质量：连铸保护渣能够保护钢水不受外界氧化，减少钢水中的杂质和气泡，从而提高最终产品的质量。
6. 减少能源消耗：连铸保护渣的应用可以减少能源消耗，提高冶炼效率。
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
一、保护渣的概述在现代钢铁冶金中，炼钢的过程的产品是铸坯。
影响铸坯质量的因素，除了原材料的条件之外，主要是浇铸和凝固过程中钢液的质量。
长期以来，许多精炼后的纯净钢液仍然在大气中进行敞开浇铸，在浇铸过程中又会产生新的化学和物理变化，影响了钢液的质量。
为了获得成分均一，夹杂少而且分布均匀、组织致密、表面质量良好的铸坯，不仅要在浇铸前采取措施，而且还应采用保护浇铸。
保护渣浇铸对钢液的浇铸环境有了很大的改善。
二、保护渣的作用（1）隔绝空气，保护钢液面部受空气的二次氧化。
（2）使钢液面绝热保温，以防止过早凝固或结壳。
（3）吸收上浮夹杂，防止铸坯表面和皮下夹渣。
（4）充当铸坯与结晶器间的润滑剂。
（5）控制结晶器与坯壳之间热量传递的速度和均匀性。
三、保护渣可分为发热型，熔融型和绝热型三种。
1）发热型发热渣主要由四部分组成1.发热还原剂。
靠它们燃烧发热，帮助渣料熔化并造成强烈的还原性气氛，保护钢液面。
2.氧化剂为发热还原剂的燃烧提供部分氧量，帮助点燃发火。
3.助溶剂用以降低渣子的熔点。
4.基本渣。
由于发热渣同钢水液面接触，能迅速的释放热量，故能很快地形成熔渣层。
2）熔融型熔融渣的实质是液渣保护，及使用专门的化渣设备化渣，而后将液态渣加入结晶器内。
3) 绝热型它可以制成粉状、粒状、或块状加到结晶器液面上与钢液接触部分很快融化成熔融层，其上保持粉状或粒状，犹如棉被一般起绝热保温的作用。
四、钢种与保护渣的关系不同成分的钢种，其钢水特性及其凝固特点有别，从而决定了其对保护渣性能的不同要求。
（1）低碳钢首先，低碳钢中C含量低于0.08%或0.06%。
这类钢的高温机械性能好，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。
较高的拉坯速度要求尽量增大结晶器热流，加速钢水凝固，防止黏结性漏钢，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，使发生黏结性漏钢的可能降到最低。
不锈钢保护渣的特点和要求
不锈钢保护渣的特点和要求2009-01-03 10:11:07 作者：zhaoluo 来源：制钢参考网浏览次数：190 文字大小：【大】【中】【小】连铸保护渣在连续铸钢的保护浇注中具有非常重要的作用，保护渣的性能取决于浇铸中的实际行为，目前衡量保护渣的标准还是看它实际使用的效果，对它的性能优化只有一个宏观的取向：即提高铸坯表面质量与浇铸质量。
不锈钢保护渣的研制可以说是一个世界性的难题，由于不锈钢中含有许多易氧化元素，需要吸收的夹杂物与普钢相比差别较大，保护渣性能的设计与保持对表面质量来说至关重要。
奥氏体不锈钢线具有膨胀系数大的特点，冷却过程中气隙出现较早，容易产生凹陷等表面缺陷。
一般的保护渣设计时针对凹陷型和黏附型的钢种有两类不同的设计，凹陷型保护渣的特点是碱度较高（渣液在凝固过程中有析晶现象，渣的粘度曲线有明显的拐点）形成的固态渣膜导热系数较低，以降低传热速度，改善坯壳的凝固状况；黏附型保护渣则通过低熔点、低碱度（易形成玻璃态液相渣膜层）的设计，以达到减少摩擦阻力，提高表面质量的目的。
不锈钢保护渣的设计一般采用的是前一种方案。
这里要说明一下，由于不锈钢的固、液相线较低，因此不锈钢保护渣的熔点还是较低的。
不锈钢的保护渣耗量一般要大于碳钢的耗量，这一方面是为了形成均匀的渣膜厚度；另一方面由于渣耗量大，保护渣的更新速度加快，可以减轻和稀释被吸附的夹杂物对保护渣的污染。
在整个浇铸过程中，钢水弯月面处形成的液渣层要保持足够的厚度以保证其连续流人铸坯与结晶器之间的气隙，从而形成有效渣膜，提高传热效率与均匀度。
而不锈钢的容易产生表面凹陷的特性，更需要形成均匀有效的渣膜。
在这里保护渣的黏度起了非常重要的作用。
保护渣黏度与对整个生产中的热传导性能有着非常密切的关系。
在这里，我们仍然要强调的是保证稳定均匀渣膜对连铸坯表面质量的提高大有益处，我们设计选用的保护渣就是要针对连铸钢种的具体情况及拉速水平来进行的。
所以在现场浇铸性能的评判上，渣耗是一个很重要的数据。
连铸保护渣概述
连铸保护渣概述1 连铸保护渣的组成 (1)2 连铸保护渣的作用 (2)3 连铸保护渣进入结晶器的行为 (3)4 保护渣的主要理化性能指标 (5)二战后，战后恢复及经济发展的需求成为钢铁冶金工业发展的主要驱动力。
自50年代始，连铸技术的出现促进了钢铁冶金工业的蓬勃发展。
自60年代连铸结晶器保护渣技术的出现取代菜籽油以来，使连铸钢品种、连铸断面种类、连铸坯的质量、连铸生产率得以大幅度提高。
近年来，以高拉速、高连浇率、高作业率、及高质量为特征的高效连铸得到迅速的发展，成为钢铁企业降低成本、降低能耗、减少投资成、开拓市场、在激烈的世界钢铁市场竞争中利于不败之地的重要技术创新和钢铁企业结构优化的必然需要。
从70年代开始，连铸技术在装备先进的钢铁企业的板坯连铸浇铸速度逐渐提高，从1.0m/min左右上升到2.0/min 左右，目前最大铸速可达3.0/min，日本住友正在开发5.0m/min的大板坯连铸技术，意大利在小方坯连铸上拉速已经达到 5.0/min。
因此，以高拉速为主要特征的高效连铸技术的开发、应用、推广是优化我国连铸技术，提高连铸水平的重要发展方向。
由于高效连铸中的高拉速使结晶器中的热流及摩擦力增大、结晶器中钢液面波动加剧、出结晶器的铸坯坯壳变薄、渣耗急剧下降造成润滑不良和传热不均等，使得从常速连铸到高速连铸遇到了粘结漏钢和铸坯表面质量差两大难题，目前，为解决这些问题，就必须研究和开发具有相应物理和化学性能的结晶器保护渣，保证连铸过程中结晶器内的物理化学反应处于良好的状态。
以连铸连轧为基础的紧凑型生产流程是降低冶金产品生产成本、提高企业经济效益的一个重要途径，无缺陷铸坯生产技术是实现连铸连轧的关键，这对铸坯表面质量提出了更高要求，连铸保护渣对高表面质量铸坯的生产起着重要的保障作用，为此，国内外各炼钢厂都在寻求适合本厂连铸工艺特点的无缺陷铸坯生产用结晶器保护渣。
近十年来，国内外连铸保护渣的开发，以满足连铸生产的需要、充分发挥保护渣的作用为主要目的，同时在保护渣原料、制作工艺、保护渣的基础理论研究方面进行了大量的工作。
不锈钢保护渣
不锈钢连铸保护渣概述摘要：概要介绍了不锈钢的性能特点、主要生产工艺，保护渣的设计原则，围绕提高铸坯表面质量的表面质量，论述了连铸保护渣的优化技术路线，对几个典型生产实例做了介绍。
关键词：不锈钢，连铸坯，表面质量，保护渣1 前言不锈钢是最重要而又普及的金属材料之一，由于其具有许多优良的性能，如耐腐蚀、耐磨损、耐热、耐低温、强度高、易加工等，因此广泛用于工业及民用领域的各个方面。
自1954年加拿大阿特拉斯公司建造了第一台不锈钢板坯连铸机以来，不锈钢连铸技术蓬勃发展，目前不锈钢连铸比已超过95％。
高质量连铸坯生产已成为不锈钢降低成本，提高成材率的关键[1]。
不锈钢中含有大量的Cr、Ni、Ti等合金元素，不同品种具有不同的凝固特性；易氧化元素多，夹杂含量高，在连铸过程中铸坯表面多出现凹陷、裂纹、深振痕及夹渣等缺陷。
这些缺陷增加了铸坯修磨量，严重降低了不锈钢的成材率。
为满足性能要求，不锈钢表面质量要求比普碳钢严格，但其本身却极易产生表面缺陷，因此不锈钢连铸必须选择合适的连铸保护渣并严格控制其理化性能。
2 不锈钢连铸的特点2.1 不锈钢的组成与凝固特点不锈钢主要含镍、铬、钛等合金元素，其主要包括高镍奥氏体、高铬铁素体、对裂纹敏感的马氏体不锈钢及含钛不锈钢。
钢中的合金元素及含量的不同使其具有不同的凝固组织。
铬是稳定铁素体和缩小奥氏体区的元素，足够的铬可以使钢变成单一的铁素体。
镍是稳定、扩大奥氏体和缩小铁素体相区的元素。
钛作为稳定钢中碳元素，优先与碳结合生成TiC，达到防止敏化钛晶界腐蚀的目的。
合金元素及其加入量的不同导致不锈钢的凝固特性相差较大。
有的钢种固液两相区较宽，钢的凝固组织变化较大；有些钢种的热物理性能差别大，裂纹敏感性高，其工艺控制的重点也就不尽相同。
不锈钢的铸坯凝固组织可分3类：1) 钢液凝固形成稳定γ相或δ相，初生的树枝晶和二次晶界完全重合，如0Cr25Ni20为代表的奥氏体及1Cr17为代表的铁素体；2) 钢液凝固先析出γ相,然后发生L+δ+γ，最后凝固成δ+γ，如0Cr17Ni12Mo2；3) 钢液凝固先析出δ相，然后发生L＋δ→γ，最后凝固成δ+γ，如1Cr13、2Cr13或0Cr18Ni9。
连铸保护渣概述
连铸保护渣概述1 连铸保护渣的组成 (1)2 连铸保护渣的作用 (2)3 连铸保护渣进入结晶器的行为 (3)4 保护渣的主要理化性能指标 (5)二战后，战后恢复及经济发展的需求成为钢铁冶金工业发展的主要驱动力。
自50年代始，连铸技术的出现促进了钢铁冶金工业的蓬勃发展。
自60年代连铸结晶器保护渣技术的出现取代菜籽油以来，使连铸钢品种、连铸断面种类、连铸坯的质量、连铸生产率得以大幅度提高。
近年来，以高拉速、高连浇率、高作业率、及高质量为特征的高效连铸得到迅速的发展，成为钢铁企业降低成本、降低能耗、减少投资成、开拓市场、在激烈的世界钢铁市场竞争中利于不败之地的重要技术创新和钢铁企业结构优化的必然需要。
从70年代开始，连铸技术在装备先进的钢铁企业的板坯连铸浇铸速度逐渐提高，从1.0m/min左右上升到2.0/min 左右，目前最大铸速可达3.0/min，日本住友正在开发5.0m/min的大板坯连铸技术，意大利在小方坯连铸上拉速已经达到 5.0/min。
因此，以高拉速为主要特征的高效连铸技术的开发、应用、推广是优化我国连铸技术，提高连铸水平的重要发展方向。
由于高效连铸中的高拉速使结晶器中的热流及摩擦力增大、结晶器中钢液面波动加剧、出结晶器的铸坯坯壳变薄、渣耗急剧下降造成润滑不良和传热不均等，使得从常速连铸到高速连铸遇到了粘结漏钢和铸坯表面质量差两大难题，目前，为解决这些问题，就必须研究和开发具有相应物理和化学性能的结晶器保护渣，保证连铸过程中结晶器内的物理化学反应处于良好的状态。
以连铸连轧为基础的紧凑型生产流程是降低冶金产品生产成本、提高企业经济效益的一个重要途径，无缺陷铸坯生产技术是实现连铸连轧的关键，这对铸坯表面质量提出了更高要求，连铸保护渣对高表面质量铸坯的生产起着重要的保障作用，为此，国内外各炼钢厂都在寻求适合本厂连铸工艺特点的无缺陷铸坯生产用结晶器保护渣。
近十年来，国内外连铸保护渣的开发，以满足连铸生产的需要、充分发挥保护渣的作用为主要目的，同时在保护渣原料、制作工艺、保护渣的基础理论研究方面进行了大量的工作。
不锈钢连铸保护渣
不锈钢连铸保护渣【摘要】连铸保护渣对连铸工艺的顺行起着至关重要的作用，本文介绍了连铸保护渣的发展历程、连铸保护渣的成分及作用，重点阐述了不锈钢连铸保护渣在不锈钢生产中的重要性、不锈钢生产中常出现的“冷皮”等问题，并提出了不锈钢连铸保护渣成分选择的依据。
【关键词】连铸，保护渣，不锈钢，TiO21引言自连续铸钢技术成功的应用于钢铁冶金过程，便迅速的取代了模铸，成为连接炉外精炼和金属凝固成形的重要环节。
而连铸工序的顺行与连铸坯质量的提高，和连铸保护渣的应用密切相关。
在连续浇注时，中间包与结晶器的保护浇注是在结晶器保护渣和浸入式水口的共同配合下实现的，二者任缺其一都不能都不能得到质量合格的铸坯，所以结晶器保护渣现在已经发展成为了一门专门的技术。
2保护渣的发展历程及不锈钢连铸保护渣2.1连铸保护渣的发展历程自首次采用保护渣进行保护浇注至今已经接近50年时间，保护渣技术不断发展，保护渣的功能和在连铸工艺中的地位也日益得到各国连铸工作者的高度重视，各国纷纷对保护渣进行多方研究，以开发出适合各国国情的保护渣，从而使铸坯质量不断改善提高。
当前，我国钢铁年产量已经超过7亿吨，连铸比也达到98%以上，保护渣的需求占世界首位，，所以对不同钢种保护渣的研究刻不容缓。
纵观保护渣的发展历程，可以发现连铸保护渣的发展主要经历了以下的几个过程[1]：20世纪60年代为保护渣的初步开发和探索应用阶段；70年代是保护渣的研究和应用比较活跃的时期；80年代，由于高速连铸及直接轧制等技术的发展，带动了保护渣研究和应用的进一步发展；90年代，是保护渣的研制理论进一步成熟和制造技术飞跃发展的时期，围绕微合金钢、不锈钢等钢种、高拉速连铸无缺陷铸坯的要求进行了丰富的设计，保护渣的品种进一步丰富，同时计算机辅助设计技术也开始应用到保护渣的开发设计之中。
当前，主要是围绕无氟保护渣、超低碳钢保护渣等特殊保护渣进行更深层次的研究。
2.2不锈钢连铸保护渣特殊钢是衡量一个国家科技发展水平的一个标志，当前我国在普碳钢的生产方面已经达到世界先进水平，但是在合金钢和特殊钢的生产上差距还很大。
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。
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”。
不锈钢连铸保护渣研究---奥氏体、马氏体不锈钢系列
保护渣消耗量与熔融层厚度 MT2保护渣 RD420保护渣
保护渣消耗量
0.41kg/t
0.48kg/t
保护渣熔融层厚度
15~20mm
10~12mm
从渣耗量水平看，MT2保护渣耗量较低，且从结晶器液渣层厚度看，流入坯壳 和铜板间隙的液渣数量应该较少。
铺展和保温性能 均为空心颗粒型保护渣，因此在使用过程能够均匀铺展在钢液表面。也未 发现钢液结冷钢现象。
保护渣耗量和液渣厚度
渣耗 kg/t ＲＤ－42０ ＲＤ－42０保护渣 0.46 42 MT2 保护渣 0.42
液渣厚度 mm 10~12 15~25
从保护渣使用角度看，RD-420解决了MT2保护渣在马氏体不锈钢浇注过程中液渣 层过厚的问题，在渣耗量方法面和MT2两者没有很大差异。
板坯表面质量
70 70 60 50 40 比例% 30 20 10 0 合格 宽面纵裂 10 9 0 偏离角纵裂 0 其它 0 头尾 48
试验结果 结晶器拔热量
1.6 1.5 1.4 结晶器拔热量 1.3 1.2 1.1 1 0.9 0.8 0.7 0.6 1 3
heat heat heat heat flux_fix f(avg) in W/m*K flux_left f(avg) in W/m*K flux_loose f(avg) in W/m*K flux_right f(avg) in W/m*K
现场应用试验 试验过程 保护渣试验情况 钢种：420马氏体不锈钢 板坯断面：1260×200mm 标准拉速：1.00m/min 浇注过热度基准：35℃ 保护渣首轮试验为3炉浇注，PNNO号230544、230545、230546。开浇后投入E841I开浇 渣，待结晶器渣面透红后加入RD-420保护渣，并提速至1.00m/min。浇注过程收集液渣厚 度、渣面情况、耗渣量、结晶器拔热量、漏钢预报报警情况等数据和信息，所有板坯冷却 后检查表面质量。
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王雨 谢兵 王谦
刁江
（重庆大学材料科学与工程学院，４０００４４）
摘要：概要介绍了不锈钢的性铯特点、主要生产工艺，保护渣的设计原则，围绕提高铸坯表面质量的表面质量，论 述了连铸保护渣的优化技术路线，对几个典型生产实例做了介绍。 关键词：不锈钢，连铸坯，表面质量，保护渣
１刚舌 不锈钢是最重要而又普及的金属材料之一，由于其具有许多优良的性能．如耐腐蚀、耐磨损、耐热、耐低温、 强度高、易加工等，因此广泛用于工业及民用领域的各个方面。自１９５４年加拿大阿特拉斯公司建造了第一台不锈钢 板坯连铸机以来，不锈钢连铸技术蓬勃发展，目前不锈钢连铸比已超过９５％。高质量连铸坯生产已成为不锈钢降低 成本，提高成材率的关键…。 不锈钢中含有大量的ｃｒ、Ｎｉ、Ｔｉ等合金元素，不同品种具有不同的凝固特性；易氧化元素多，夹杂含量高，在 连铸过程中铸坯表面多出现凹陷、裂纹、深振痕及夹渣等缺陷。这些缺陷增加了铸坯修磨量，严重降低了不锈钢的 成材率。为满足性能要求，不锈钢表面质量要求比普碳钢严格，但其本身却极易产生表面缺陷，因此不锈钢连铸必 须选择合适的连铸保护渣并严格控制其理化性能。
物。这些夹杂物成群分布在铸坯表面下，恶化铸坯质量，并易于在水口内壁聚集，造成水口堵塞，给浇注操作带来
危害。这就要求不锈钢连铸保护渣具有较强的吸收和同化夹杂物的能力，而且在保护渣吸收夹杂物后，其性能仍然 能够满足连铸工艺的要求，即保证保护渣物化性能的稳定性。
１５０
４不锈钢表面缺陷及其对保护渣的要求
４１口坑和裂纹 不锈钢铸坯表面易产生…坑．返与钢的化学成分打咒一如幽５所示，３０４舆氏体十锈制ＮｉｌＣｒ当量＆为０ ５５， 铁索体凝固牢约为１．口坑敏感性母为强烈．４３０铁索体币锈钢则列１９坑不敏感。通常下锈钢板坯口坑№方坯严重。 Ｈ坑处不仅结品组织粗化，而Ｒ常常伴础纵裂纹产生．见罔６，易导致溶钢或漏铜事触。同时使铸坯表面平整度差． 增加铸坯袁自修噼量或剥皮々。
对低一点，因为在浇铸含钛不锈钢时，钛还与渣中ｓｉ０２发生反应，，Ｐ［Ｔｉ］＋（Ｓｉ０２）＝【ｓｉ】＋（Ｔｉ０２），降低了ｓｉ０２
含量，增加了保护渣的碱度，因此ＣａＯ／ＳｉＯｚ可以控制在０．５～０．７［７］；对于含Ａｌ较高的不锈钢，碱度不宜过低，因为 碱度低的保护渣对吸收ＡｈＯ。夹杂是不利的，因此ＣａＯ／Ｓ ｉＯ，可以大于１． ３．２保护渣熔化速度 保护渣熔化速度应与渣耗量匹配。渣耗量与拉速、结晶器振动参数、断面等有关，影响着液渣层厚度的稳定性 和铸坯传热的均匀性。在相同工艺条件下，熔化速度直接影响液渣层厚度。稳定、适宜厚度的液渣层可以保证保护 渣流入弯月面通道的连续性和形成渣膜的均匀性，其对铸坯表面凹陷和裂纹影响很大。液渣层太薄会造成液渣供应 不足，而且容易把未熔化的保护渣卷入坯壳，造成坯壳传热不均匀，凹陷倾向增加。如图１、２所示，在浇铸ＯＣｒｌ８Ｎｉ９ 钢、断面为１５０ｒｅｘ １６００衄、拉速为０．６～Ｏ．８ｍ／ｍｉｎ时，液渣层厚度稳定在１５硼左右时，凹陷出现率和纵裂长度都较 小［８］。。笔者通过试验证明在浇注２Ｃｒｌ３、１５０ｍｍ×１５０ｒｍ方坯、拉速稳定在１．３ｍ／ｍｉｎ左右时，液渣层厚度控制在８～ ｌＯｍ，铸坯表面凹陷同样大大减少。值得注意的是在不同连铸工艺和设备条件下。要求保护渣的液渣层厚度不一定 相同，应与整个连铸工艺相匹配。
３００ 暑２５０ １．０
曼翟
螺ｌｏｏ
豇５０ Ｏ Ｏ ５ １０ １５ ２０ ２５ ３０
鬟ｏ．８
料０．６
雪ｏ．４
鄞２
０．０ ０ ５ ｌＯ １５ ２０
液渣层厚度，嘲
图１凹坑长度与液渣层厚度的关系
液渣层厚度，ｍ
图２凹陷出现率指数与液渣层厚度的关系
１４９
３．３保护渣熔化温度 在相同工艺条件下，保护渣熔化温度直接影响结晶器钢液面上的液渣层厚度及结晶器与铸坯之间的固渣膜厚度， 影响结晶器内初始坯壳形成的厚度和均匀性。由于合金钢的液相线温度比普碳钢低，保护渣的熔化温度也相应地偏 低。但不锈钢用保护渣的熔化温度随钢种有很大的差异，应充分考虑钢种、钢液夹杂物和连铸工艺参数对保护渣熔 化温度的影响。 １）不锈钢用保护渣的熔化温度应充分考虑夹杂物的种类和可能进入渣中的数量。如含钛、铝、铬等的不锈钢（如 ｌＣｒｌ８Ｎｉ９Ｔｉ），主要含ＴｉＯｚ、Ａ１：０ｓ、Ｃｒ；Ｏ。、ＴｉＮ、Ｔｉ（ｃＮ）等夹杂物，它们进入保护渣会引起熔化温度升高，如图３所示； 此外容易析出高熔点的结晶体，破坏了保护渣的熔融特性，严重影响连铸工艺的顺行。 ２）对于易出现表面凹陷和裂纹的钢种，保护渣熔化温度应高一点，在结晶器和铸坯之间形成一定厚度而且均匀的固 渣膜，保证结晶器对连铸坯的“弱”冷却。如太钢ＯＣｒｌ８Ｎｉ９和ＯＣｒｌ８ＮｉｌｌＴｉ板坯用保护渣的熔化温度都不低于 １１００℃，否则熔化温度越低，铸坯７）采用特殊的保护渣。保护渣是影响不锈钢表面质量最重要的因素之一，针对不同钢种和连铸工艺，应采用与 其相匹配的连铸保护渣，以保证不锈钢铸坯表面质量。
３不锈钢连铸保护渣的设计原则
不锈钢连铸工艺比普碳钢复杂，浇注温度、拉坯速度、冷却制度等工艺参数要求也更加严格，保护渣的制渣工 艺和理化性能必须严格要求和控制，使其与不锈钢连铸工艺相适应。由于不锈钢的高温特性及相关连铸工艺的要求， 应严格控制保护渣的碱度、熔化温度、粘度等理化性能。 ３．１保护渣碱度
２不锈钢连铸的特点
２．１不锈钢的组成与凝固特点 不锈钢主要含镍、铬、钛等合金元素，其主要包括高镍奥氏体、高铬铁素体、对裂纹敏感的马氏体不锈钢及含 钛不锈钢。钢中的合金元素及含量的不同使其具有不同的凝固组织。铬是稳定铁素体和缩小奥氏体区的元素，足够 的铬可以使钢变成单一的铁素体。镍是稳定、扩大奥氏体和缩小铁素体相区的元素。钛作为稳定钢中碳元素，优先 与碳结合生成ＴｉＣ，达到防止镀化钛晶界腐蚀的目的。 合金元素及其加入量的不同导致不锈钢的凝固特性相差较大。有的钢种固液两相区较宽，钢的凝固组织变化较 大：有些钢种的热物理性能差别大，裂纹敏感性高，其工艺控制的重点也就不尽相同。不锈钢的铸坯凝固组织可分３ 类：１）钢液凝固形成稳定Ｙ相或６相，初生的树枝晶和二次晶界完全重合，如ＯＣｒ２５Ｎｉ２０为代表的奥氏体及１Ｃｒｌ７为 代表的铁素体；２）钢液凝固先析出Ｙ相，然后发生Ｌ＋６＋Ｙ，最后凝固成６＋ｙ，如ＯＣｒｌ７Ｎｉｌ２Ｍ０２，３）钢液凝固先析 出８相，然后发生Ｌ＋６一Ｙ，最后凝固成５＋Ｙ，如１Ｃｒｌ３、２Ｃｒｌ３或ＯＣｒｌＳＮｉ９。初生晶为５相或Ｙ相对显微偏析有 很大的差别。有害的溶质元素如［ｓ］、［Ｐ］等在６相中的扩散速度和洛解度比Ｙ相中大１００倍，因此Ｙ相显微偏析严重， 加大了钢的裂纹敏感性［２］。 ２．２不锈钢的热特性和力学性能 不锈钢的导热系数比碳素钢小，但凝固收缩量比碳素钢大，见表１，连铸的二冷强度和分布设计需充分考虑此点。 此外，不锈钢的凝固速度小于碳素钢，如在相同连铸工艺条件下，厚度１５２ｒａｍ的碳素钢板坯完全凝同约６ｍｉｎ。而相同 厚度的不锈钢板坯则需１８ｍｉｎ左右［３］。
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各组分含量，％
各组分含量，％ 图４ Ｃｒ：０。、ＴｉＯ：、ＴｉＮ对粘度的影响
图３（Ｉｒ２０３，Ｔｉｏｚ，ＴｉＮ对熔化温度的影响
３．４保护渣粘度 在相同工艺条件下，保护渣的液渣膜厚度随保护渣粘度的降低而增加，固渣膜厚度随保护渣粘度的增加而增加， 调整保护渣粘度可以改变铸坯经渣膜到结晶器的传热及铸坯的润滑，影响结晶器内初始坯壳的形成和铸坯表面质量。 保护渣粘度过小或过大都影响保护渣流入结晶器和铸坯之间的连续性和均匀性。如果结晶器和铸坯间渣膜分布 不均会严重影响铸坯传热的均匀性，使得局部凝固壳成长滞后，局部坯壳较滓。坯壳薄的部位温度比其他部位温度 高、凝固慢、凝固收缩也比别处晚，相邻地区的凝固收缩对其产生作用力，就会形成厚度不均匀的初始坯壳，容易 产生凹陷，严重时会恶化为裂纹。 由于不锈钢中夹杂物影响，保护渣吸收了高熔点的氧化物夹杂（Ｃｒｙ０３、Ａ１ ｚ０３、ＴｉＩｑ）或高熔点的复合物后粘度会 升高。如图４所示，随着Ｃｒｔ０。含量的不断增加，粘度显著升高，破坏了熔渣的玻璃态，容易析出（ＣａＯ・ＳｉＯＤ以及 （ＣａＣｒＯＤ等高熔点结晶体，在结晶器保护渣容易结壳，严重影响不锈钢的表面质量。因此在设计保护渣时，要注意 这些组成对熔渣性能的影响。 ３．５吸收夹杂能力 不锈钢中含有多种合金元素。尤其是Ａ１、Ｔｉ、Ｃｒ等元素易与氧、氮结合成Ｔｉ０２、Ｔｉ（ＣＮ）、ｃｒ舢、Ａ１：０３等复合化合
表２典型不锈钢的高温力学性能
钢 种
抗拉强度（１３００℃）胱Ｐａ
０．１２００ ０。０２４０ ０．０２４５
奥氏体不锈钢（０Ｃｒｌ８Ｎｉ９）
１Ｃｒｌ３、２Ｃｒｌ３
铁素体不锈钢
此外，不锈钢的固相线和液相线温度区间差异较大。如０Ｃｒｌ８Ｎｉ９的固相线和液相线温度相差近５６。Ｃ，而含Ｃｒ １０～ １１％的铁素体不锈钢仅仅为２５℃［４］。因此在选择连铸的钢液过热度、保护渣性能以及二冷配水时，应充分考虑凝固 温度区阃的变化。 ２．３不锈钢连铸工艺特点 （１）不锈钢连铸对钢水化学成分和温度要求严格。由于合金元素及其含量在钢水凝固过程中所起作用巨大，同时 不锈钢纯净度、均匀性、气体含量和夹杂形态等要求比普碳钢高，不锈钢连铸一般与精炼炉配套，严格控制其成分 和温度。浇注温度要求控制在较窄的范围内并保持稳定。通常钢液过热度选为３５—４０＂Ｃ，并采用大容量、深熔池的 中间包，以利于夹杂物的上浮。 （２）采用全程保护浇注，防止从空气中吸入氮、氧。主要措施有：钢包、中间包钢液面采用保温渣；大包至中间 包的钢流采用长水口，并在长水Ｄ和滑动水１３接口处采用Ａｒ封；中间包加盖并在钢液面上吹Ａｒ密封；中间包至结 晶器采用浸入式水口：结晶器液面用保护渣覆盖等。 （３）对耐火材料的要求严格。为防止耐火材料的侵蚀污染钢液，钢包、中间包、滑动水１３、浸入式水口耐火材料 有着严格的要求。如铝碳质的滑动水口使用前要认真研磨、整修、烘烤；浸入式水口的渣线部位要采用Ｚｒ０等耐腐 蚀性强的材料。 （４）振痕需要严格控制。普碳钢的振痕通常可以通过加热氧化和轧制去除，对钢材成品质量不会造成大的影响。 而不锈钢则不同，由于具有高的抗氧化性，深振痕难以在热轧中完全消除。因此，不锈钢连铸～般采用高频率、低 振幅的振动控制来减小振痕的深度。对于深度超过２００