连铸保护渣基础 ppt课件
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保护渣的粘度如果过低， 会导致渣膜增厚且不均与， 铸坯容易产生裂纹；粘度
高温粘度计
保护渣的基本物理化学特性
• 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。大多数结晶器保 护渣的熔化温度在1000～1200℃。 • 为了保证保护渣消耗量和吸收夹杂物， 一般情况下熔渣层厚度控制在10mm左 右。
• 主要防止结晶器内钢液面结壳和弯月面处温度过低， 造成铸坯表面和皮下夹杂。
• 应根据钢种的需要，选择保护渣的保温性能，如浇注 高铝钢、1Crl8NiTi等钢种时，要选择保温性能好的渣 系，特别要注意弯月面处的保温，否则，将造成铸坯 表面和皮下大量夹杂。
保护渣的功能与作用
2、防止钢液的二次氧化
• 保护渣在结晶器内防止钢液二次氧化的作用，主要靠保护 渣液渣层来实现。
solid slag film
crystalized slag film
2、是提高铸 坯的表面和 皮下质量
mold powder melting zone mushy slag molten slag
shell
保护渣的功能与作用
• 1、绝热保温
• 保护渣在结晶器内对钢液面的绝热保温作用，主要是 靠保护渣粉渣层厚度和粉渣层的物性来实现（粉渣层 厚度、容重及含碳量）。
• 5、改善结晶器传热
保护渣的功能与作用
• 5、改善结晶器传热
保护渣的基本物理化学特性
• 主要指标：
• 碱度 • 粘度 • 熔化温度 • 熔化速度 • 析晶温度 • 粒度 • 水分
保护渣的基本物理化学特性
• 碱度 （Basicity）
• 保护渣中碱性氧化物 和酸性氧化物质量比 称为保护渣的碱度。
• 二元碱度
• 综合碱度
• 碱度是反映保护渣吸 收钢水中夹杂物能力
X射线荧光光谱仪
保护渣的基本物理化学特性
原子吸收光谱仪 碳硫分析仪
氟含量检测仪
保护渣的基本物理化学特性
• 粘度（Viscocity）
粘度是表示熔渣中结构微 原体移动能力大小的物理 指标，指液体渣移动时各 渣层分子间的内在摩擦力 的大小（@1300 ℃ ）
熔点
CaO
+
+
+
SiO2
+
-
-
CaO / SiO2
-
-
-
Al2O3
+
-
-
Na2O
-
-
-
F
-
+
-
Fe2O3
-
-
-
MnO
-
-
-
MgO
-
-
-
B2O3
-
-
-
BaO
-
-
-
Li2O
-
-
-
TiO2
No Change
+
+
K2O
-
-
-
保护渣的功能与作用
保护渣的2大
功能：
copper
1、稳定连铸 工艺，保证 其顺行；
• 熔化速度太快，不能在钢水上方保持稳定的原渣层，从而使熔渣暴露 在空气中，增大热损失，钢水表面容易结壳；而且液态渣膜不均匀， 容易在铸坯表面形成裂纹和凹坑。
保护渣的基本物理化学特性
• 熔化速度
• 保护渣的熔化速度的快慢一般是由保护渣中添加的碳质材料来控 制的。
• 配入保护渣中的炭质材料种类包括： 焦炭、木炭、石墨、碳黑、无定性碳等
• 连铸保护渣熔化温度的高低一般取决于 助熔剂加入种类和数量，对保护渣熔化 温度起决定作用的熔剂种类
常用助熔剂对降低熔化温度的次序为： NaF> Na5Al3F14 > Na2CO3> NaCl > CaF2
热载台显微镜
保护渣的基本物理化学特性
• 熔化温度越低，熔渣层厚度越大，保护渣消耗量越大； • 平均渣膜厚度随保护渣熔化温度的降低而增大； • 保护渣熔化温度越低，铸坯和结晶器之间摩擦力越小，裂
纹指数下降； • 熔化温度低，不利于发挥绝热保温作用，一般情况下，现
场不允许出现“红渣”操作。
保护渣的基本物理化学特性
• 熔化速度
• 保护渣的熔化速度用来衡量保护渣熔化过程的快慢，通常是用标准试 样在规定温度（如1300 ℃ ）下完全熔化所需的时间来表示。
• 熔化速度太慢，不能在钢水上方形成足够厚的液渣层，对熔渣的隔离 作用和吸收夹杂的能力有影响，同时因不能形成足够的液态渣、吸收钢液中上浮夹杂物
（1）碱度 随炉渣碱度的增大，熔渣
吸收氧化铝的速度是先增大后 减小的过程，当 CaO/SiO2=1.0~1.1时，吸收速 度最大。 主要原因：
随炉渣碱度增大，粘度降 低，有利于扩散的进行，当碱 度过高时，由于氧化铝的作用， 可以形成钙铝黄长石初晶，使
保护渣的功能与作用
• 目前做到使保护渣具有吸收夹杂物的能力并不难，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。
• 通常夹杂物含量高的钢种，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。 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。
按使用特性分：
开浇渣（发热剂） 根据钢水碳含量（低、中、高）
根据铸坯形状（方坯、圆坯、板坯、异形坯、薄板 坯等
空心颗粒渣的生产
保护渣的质量控制
保护渣的质量控制——原材料检 测
保护渣的质量控制——浆料检测
保护渣的质量控制——成品检测
保护渣的主要化学成分及各自影
响
增加(+)
粘度
结晶（析晶）温度
连铸保护渣基础
Vitto 2014-6-16
连铸和保护渣的发展
铸造工艺发展：模铸 连铸 连铸生产基本要求：1）工艺顺行
内部质量 2）铸坯质量
表面质量
发展过程：菜籽油 粉煤灰 专用保护渣
保护渣的种类
按形状分： 粉渣
颗粒渣 实心颗粒
空心颗粒
按原材料处理情况分： 1、原始材料混合型 2、半预熔型
3、预熔型
• 4、为铸坯提供润滑
• 这里所说的润滑，是指结晶器内坯壳与结 晶器壁之间渣膜的液态润滑。
• 保护渣的润滑性能是保护渣最重要性能之 一，特别在高拉速的情况下，更为重要。
• 要改善结晶器内的润滑状况，只有扩大渣 膜的液相区和改善液相渣膜的性能来实现。
• 目前对保护渣润滑性能研究有二个方面，
保护渣的功能与作用
• 通常结晶器内液渣层厚度在10~12mm范围内，在液面稳 定，水口插入深度合理的情况下，均能起到很好隔绝空气 的作用。
保护渣的功能与作用
• 3、吸收钢液中上浮夹杂物
• 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， 将会造成铸坯表面和皮下大量夹杂。
高温粘度计
保护渣的基本物理化学特性
• 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。大多数结晶器保 护渣的熔化温度在1000～1200℃。 • 为了保证保护渣消耗量和吸收夹杂物， 一般情况下熔渣层厚度控制在10mm左 右。
• 主要防止结晶器内钢液面结壳和弯月面处温度过低， 造成铸坯表面和皮下夹杂。
• 应根据钢种的需要，选择保护渣的保温性能，如浇注 高铝钢、1Crl8NiTi等钢种时，要选择保温性能好的渣 系，特别要注意弯月面处的保温，否则，将造成铸坯 表面和皮下大量夹杂。
保护渣的功能与作用
2、防止钢液的二次氧化
• 保护渣在结晶器内防止钢液二次氧化的作用，主要靠保护 渣液渣层来实现。
solid slag film
crystalized slag film
2、是提高铸 坯的表面和 皮下质量
mold powder melting zone mushy slag molten slag
shell
保护渣的功能与作用
• 1、绝热保温
• 保护渣在结晶器内对钢液面的绝热保温作用，主要是 靠保护渣粉渣层厚度和粉渣层的物性来实现（粉渣层 厚度、容重及含碳量）。
• 5、改善结晶器传热
保护渣的功能与作用
• 5、改善结晶器传热
保护渣的基本物理化学特性
• 主要指标：
• 碱度 • 粘度 • 熔化温度 • 熔化速度 • 析晶温度 • 粒度 • 水分
保护渣的基本物理化学特性
• 碱度 （Basicity）
• 保护渣中碱性氧化物 和酸性氧化物质量比 称为保护渣的碱度。
• 二元碱度
• 综合碱度
• 碱度是反映保护渣吸 收钢水中夹杂物能力
X射线荧光光谱仪
保护渣的基本物理化学特性
原子吸收光谱仪 碳硫分析仪
氟含量检测仪
保护渣的基本物理化学特性
• 粘度（Viscocity）
粘度是表示熔渣中结构微 原体移动能力大小的物理 指标，指液体渣移动时各 渣层分子间的内在摩擦力 的大小（@1300 ℃ ）
熔点
CaO
+
+
+
SiO2
+
-
-
CaO / SiO2
-
-
-
Al2O3
+
-
-
Na2O
-
-
-
F
-
+
-
Fe2O3
-
-
-
MnO
-
-
-
MgO
-
-
-
B2O3
-
-
-
BaO
-
-
-
Li2O
-
-
-
TiO2
No Change
+
+
K2O
-
-
-
保护渣的功能与作用
保护渣的2大
功能：
copper
1、稳定连铸 工艺，保证 其顺行；
• 熔化速度太快，不能在钢水上方保持稳定的原渣层，从而使熔渣暴露 在空气中，增大热损失，钢水表面容易结壳；而且液态渣膜不均匀， 容易在铸坯表面形成裂纹和凹坑。
保护渣的基本物理化学特性
• 熔化速度
• 保护渣的熔化速度的快慢一般是由保护渣中添加的碳质材料来控 制的。
• 配入保护渣中的炭质材料种类包括： 焦炭、木炭、石墨、碳黑、无定性碳等
• 连铸保护渣熔化温度的高低一般取决于 助熔剂加入种类和数量，对保护渣熔化 温度起决定作用的熔剂种类
常用助熔剂对降低熔化温度的次序为： NaF> Na5Al3F14 > Na2CO3> NaCl > CaF2
热载台显微镜
保护渣的基本物理化学特性
• 熔化温度越低，熔渣层厚度越大，保护渣消耗量越大； • 平均渣膜厚度随保护渣熔化温度的降低而增大； • 保护渣熔化温度越低，铸坯和结晶器之间摩擦力越小，裂
纹指数下降； • 熔化温度低，不利于发挥绝热保温作用，一般情况下，现
场不允许出现“红渣”操作。
保护渣的基本物理化学特性
• 熔化速度
• 保护渣的熔化速度用来衡量保护渣熔化过程的快慢，通常是用标准试 样在规定温度（如1300 ℃ ）下完全熔化所需的时间来表示。
• 熔化速度太慢，不能在钢水上方形成足够厚的液渣层，对熔渣的隔离 作用和吸收夹杂的能力有影响，同时因不能形成足够的液态渣、吸收钢液中上浮夹杂物
（1）碱度 随炉渣碱度的增大，熔渣
吸收氧化铝的速度是先增大后 减小的过程，当 CaO/SiO2=1.0~1.1时，吸收速 度最大。 主要原因：
随炉渣碱度增大，粘度降 低，有利于扩散的进行，当碱 度过高时，由于氧化铝的作用， 可以形成钙铝黄长石初晶，使
保护渣的功能与作用
• 目前做到使保护渣具有吸收夹杂物的能力并不难，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。
• 通常夹杂物含量高的钢种，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。 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。
按使用特性分：
开浇渣（发热剂） 根据钢水碳含量（低、中、高）
根据铸坯形状（方坯、圆坯、板坯、异形坯、薄板 坯等
空心颗粒渣的生产
保护渣的质量控制
保护渣的质量控制——原材料检 测
保护渣的质量控制——浆料检测
保护渣的质量控制——成品检测
保护渣的主要化学成分及各自影
响
增加(+)
粘度
结晶（析晶）温度
连铸保护渣基础
Vitto 2014-6-16
连铸和保护渣的发展
铸造工艺发展：模铸 连铸 连铸生产基本要求：1）工艺顺行
内部质量 2）铸坯质量
表面质量
发展过程：菜籽油 粉煤灰 专用保护渣
保护渣的种类
按形状分： 粉渣
颗粒渣 实心颗粒
空心颗粒
按原材料处理情况分： 1、原始材料混合型 2、半预熔型
3、预熔型
• 4、为铸坯提供润滑
• 这里所说的润滑，是指结晶器内坯壳与结 晶器壁之间渣膜的液态润滑。
• 保护渣的润滑性能是保护渣最重要性能之 一，特别在高拉速的情况下，更为重要。
• 要改善结晶器内的润滑状况，只有扩大渣 膜的液相区和改善液相渣膜的性能来实现。
• 目前对保护渣润滑性能研究有二个方面，
保护渣的功能与作用
• 通常结晶器内液渣层厚度在10~12mm范围内，在液面稳 定，水口插入深度合理的情况下，均能起到很好隔绝空气 的作用。
保护渣的功能与作用
• 3、吸收钢液中上浮夹杂物
• 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， 将会造成铸坯表面和皮下大量夹杂。