连铸保护渣课件资料
保护渣基本知识讲座PPT幻灯片
5.2、粘度
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。粘度值的大小合适是保证熔渣是否能够顺
利填入结晶器与坯壳间的通道，保证渣膜厚度、保证 合理的传热速度、保证润滑的关键。
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。
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5.2、粘度
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。
低碳铝镇静钢连铸保护渣的最佳粘度 （1300℃）满足下式：
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5.2、粘度
如何来调粘度？ 在冶金过程中，当熔渣的粘度较高时，通常加入稀渣剂使其粘 度变低。
对于酸性渣来讲，由于造成粘度大的原因主要是复杂的链状或 网状的硅氧离子，因此凡是能使硅氧离子解体的均是稀渣剂， 如能提供F-的CaF2，能提供O-2的NaO 、MnO 、MgO、 CaO等均能使粘度降低。例如： Si2O76-+O2-= SiO44-+ SiO44Si2O76-+2F-= -O-Si-F+F
对于碱性渣来讲，造成粘度大的原因主要是渣中未溶解的CaO 微粒，因此凡是能过促进CaO颗粒溶解的皆为稀渣剂。CaF2、 FeO、NaO其熔点均低于氧化钙，同时晶格相同能过互相渗透 与其能形成低熔点的共熔体，促使氧化钙溶解，起到降低粘度 的作用。
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5.2、粘度
粘度与碱度的关系： 保护渣的粘度主要取决于保护渣的成分与液渣的温
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
PPT课件
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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；
结晶器保护渣概要课件
保护渣的粒度与结构
保护渣的粒度大小和结构对保 护渣的功能和性能有重要影响。
粒度太大会影响保护渣的流动 性，粒度太小则会影响保护渣 的粘附性和热稳定性。
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结晶器保护渣的化学组成与物 理性能
保护渣的化学组成
保护渣主要由硅酸盐矿物、玻璃 相、碳质材料等组成。
不同种类的保护渣的化学组成不 同，主要通过改变硅酸盐矿物和 玻璃相的比例来调节保护渣的物
理性能。
碳质材料在保护渣中主要起到粘 结剂的作用，提高保护渣的粘度
和稳定性。
保护渣的物理性能
保护渣应具有良好的流动性、粘附性和热稳定性。
均匀性
保护渣在结晶器中的分布应尽可能均匀，以避免局部过热或 产生偏析。可以通过优化保护渣的粒度、密度和流动性等性 质，以及采用先进的给料装置和工艺控制技术，来提高保护 渣的均匀性。
保护渣的粒度与结构调整
粒度
保护渣的粒度对其流动性和吸收能力具有重要影响。可以根据结晶器的尺寸和 工艺要求，选择合适的粒度分布，以提高保护渣的流动性和吸收效果。
保护渣在结晶器中能够对钢水流动起 到稳定作用，主要表现在以下几个方 面
保护渣能够吸收钢水表面的渣子和杂 质，减少钢水流速的变化，稳定钢水 流动；
保护渣能够覆盖和保护钢水表面，减 少钢水的蒸发和流动，稳定钢水温度；
保护渣能够通过自身形变和与结晶器 壁的摩擦，消耗铸坯表面的液态薄膜， 有利于结晶器振动，稳定铸坯形状和 尺寸。
保护渣的结构应尽可能均匀， 避免出现大颗粒聚集和空隙。
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连铸结晶器保护渣
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。。
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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。
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连铸技术
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硅氧离子团结构图
连铸技术
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氧化物对保护渣熔体网络的作用
连铸技术
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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
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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。
连铸理论及工艺-结晶器保护渣(东北大学课件)
连铸结晶器弯月面区域的定义为:从弯月 面根部以下45mm到根部以上45mm从结 晶器内壁到离壁20mm处的区域。
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2）钢液弯月面的作用
受结晶器的强烈冷却作用。突出的弯月面开始凝固，形成了极薄的 坯壳，在向下运动的过程中受钢水静压力的作用变形，形成了铸坯 的凝固壳。
如果弯月面表面干净，具有较大的曲率半径，变形能力大，就容易 恢复变平，则铸坯的某些表面缺陷就难以产生。
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7 保护渣理化性质 7.1保护渣的熔化特征
保护渣熔点/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。 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： 苏打粉（Na2CO3）冰晶石（Na5Al3F14） 硼砂（NaB4O7) 萤石（CaF2、NaF） 常用助熔剂对降低熔化温度的次序为： NaF> Na5Al3F14 > Na2CO3> NaCl > CaF2
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： A ： B
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保护渣原料选择
连铸保护渣化学成分因需要不同而改变。就保护渣原料选择而言，化学成分决定 了保护渣使用性能。用于连铸保护渣的原料种类繁多，分为：
天然矿物 石灰（CaO)、萤石(CaF2)、铝钒土、硅灰石(CaO·SiO2)、 石英砂(SiO2)，白云 石，长石，珍珠岩，蛭石等；
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凝固后渣膜的矿物组成
连铸保护渣基础 ppt课件
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。
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。
第六章 连铸保护渣
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。 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
钢铁冶金研究所&特殊钢冶金学术方向
粘性曲线形状的定量描述
A点为1300℃熔渣粘度，通常
所指的粘度即为此粘度； G点为拐点（粘度突变点）；
D点粘度为5Pa· s；
粘度稳定性就是G点附近的粘 度变化情况而言。曲线形状 代表粘度的变化规律。
钢铁冶金研究所&特殊钢冶金学术方向
粘性曲线形状的定量描述
钢铁冶金研究所&特殊钢冶金学术方向
保护渣的密度
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。
钢铁冶金研究所&特殊钢冶金学术方向
保护渣粘性特性——粘度
化学稳定性差的保护渣，熔渣吸收钢水上浮的非金属氧化
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 重时会造成粘结漏钢。
夹渣、夹杂物 减少保护渣氧化铝含量 白点 降低保护渣Na含量
表面渗碳
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。
(技师考试材料连铸课件)46保护浇注
模拟实操2
• 结晶器为什么要润滑，当选用液体油类作 为润滑剂时，对润滑剂（油）有哪些要求， 油润滑的原理是什么？叙述结晶器加润滑 油的操作。
模拟实操2
• 为防止铸坯坯壳与结晶器内壁粘结，减少拉坯 阻力和结晶器内壁的磨损，改善铸坯表面质量， 结晶器必须进行润滑。
• 对油润滑剂的要求是：
• 燃烧速度不宜过快，挥发量小，燃烧产物及残留物能起到 润滑作用。
– 颗粒状 • 污染小、偏析少 • 成本高
• 配置法
– 预熔型
• 成渣均匀 • 成本高
– 混合型
1)类型
• 碳含量
• 高碳 • 低碳
2)作用
• 绝热保温 • 防二次氧化 • 吸收夹杂 • 填充气隙，改善传热、润
滑
3)结构
• 粉(原)渣层 – 绝热保温
• 烧结层 – 绝热保温 – 过份形成渣条 – 半熔层 • 高速铸机保护渣
• 四孔以上
孔数
• 双侧孔型
– 向下倾斜15~35
• 普通钢
– 向上倾斜10~15
• 不锈钢
– 水平式 – 箱形水口
• 冲击深度小，稳定
• 薄壁水口 – 小方坯
• 扁平水口 – 薄板坯
形状
材质
• 石英 – 普通钢
锆质 长连浇优质钢
材质
• 铝碳 – 高锰钢
• 铝碳
– 高锰钢
材质
• 防二次氧化
二、保护浇注措施
二、保护浇注措施
二、保护浇注措施
二、保护浇注措施
1.钢包保护套管
• 接缝耐火毡、氩气密封、抹耐火泥 • 作用
接缝氩气密封
• 气沟 • 弥散透气环
接缝氩气密封
• 气沟 • 弥散透气环
连铸保护渣课件.
烧结渣
烧结型粉渣的生产程序如下： （1） 在化学成分相当稳定的粉状混合物中拌入大约5% 焦末和18%水分 （2） 通过圆盘造球机将混合料造成小球
（3） 通过蓖式烧结机对预处理的混合物进行烧结
（4） 把烧结物磨细到适宜的粒度范围 （5）通过加入某种有机物水溶液，将粉状烧结渣与一 定数量的细炭粉进行混合造球，然后烘干 优点：其熔化均匀性好，在连铸中应用取得了良好的效果。 但其生产比较复杂，故使用范围受到了一定的限制。
第五节
矿物特性及对铸坯质量的影响
第一节
连铸过程中钢液弯月面的形状
第二节 第三节
坯壳及铸坯表面振痕的形成 结晶器和铸坯间渣膜的形成和作用
第一节 第二节 第三节 第四节
保护渣原料种类及要求 连铸保护渣的配制及加工 连铸保护渣的使用 连铸保护渣的选择
第一节
板坯连铸保护渣
第二节
第三节 第四节 第五节非金属夹杂物，它包括由浇注 系统带入的耐材和脱氧产物。如 不能将其溶解和吸收被卷入坯壳 会形成表面和皮下夹杂缺陷。从 热力学观点来看，硅酸盐系熔渣 是能吸收和溶解这些非金属夹杂 物的。
钢液面上的液态渣填充到结晶器 和坯壳间的 润滑功能十分重要。 其润滑作用与形成的渣膜的厚度、 均匀性和结构有关，其实实际上 是流体润滑。这要求熔渣具有玻 璃态的性能，熔渣内不应有高熔 点出现。
硅酸盐和氟化物，配入金属氧化剂。
1. 预熔渣 这种渣是将含Cao和SiO2 的材料、氟化物和其他含Na+ 的材料按一定 的化学成分要求配渣再经以下工艺流程制造： 粉末原料 混合 造球 入炉 熔化
预熔渣料
预熔颗粒渣
颗粒 化 干燥
粉碎 混合
加炭质材料
优点：1） 其化学成分和相成分均匀，在结晶器内能均匀熔化，形成稳定 的熔渣层，结晶器与铸坯间形成的渣膜较均匀，从而获得表面质量良好的 铸坯。2） 对钢种和连铸工艺参数的适应较强，保护渣成品不易吸潮，储 存期长。 缺点： 生产工艺复杂，产品价格高于混合型粉渣很多，推广使用受到了 限制。
连铸ppt-9-10
（1）气—水喷嘴的喷孔口径较大，喷嘴堵塞事故的发生率很 低，可降低对水质的要求。
（2）可改变压缩空气和水的压力以及气水比，有效扩大水流 量范围。
（3）水的雾化程度高，水滴直径小，冲击力大，冷却效率高。
（4）冷却覆盖面大，铸坯表面冷却均匀。
（5）单位耗水量下降，约为水喷雾冷却的一半左右。
❖ 保护渣的液渣形成渣膜起润滑作用，因此保护渣的熔化温度 应低于坯壳温度，出结晶器下口铸坯温度为1250 ℃左右， 所以保护渣的熔化温度应低于1200℃。
（2）熔化速度
❖ 通常用一定质量的试样在测定温度下完全熔化所需的时间来 表示熔化速度，也可用测定试样达到半球点所需要的时间来 确定。
❖ 分熔倾向：组成中熔点低的组分先熔化，熔点高的组分后熔 化，这种熔化顺序不同的现象称为分熔倾向。
❖ 连铸保护渣一般由三部分物料组成： （1）基础渣料：即提供CaO、SiO2、Al2O3的基本造渣材料。 （2）辅助材料，即助熔剂。是为调解熔渣的熔化温度及粘度
而提供Na2O、CaF2等成分或提供LiO2、K2O、BaO2、 NaF、AlF3、B2O3等成分的物料。 （3）熔速调节剂，为调剂熔化速度而配入能提供碳粒子的材 料。
（4）确定冷却强度时必须适应不同钢种的需要。通常波动在 0.5-1.5l/kg之间。
2 二冷强度的方案
（1）“热行”，也称软冷却。在整个二冷区内铸坯表面温度 缓慢下降，铸坯矫直以前表面温度达到900℃以上。冷却强 度一般为0.5-1.0l/kg。
（2）“冷行”，也称硬冷却。在较大的冷却条件下，整个二 冷区铸坯表面维持较低的温度，在650-700 ℃的范围内矫直， 从而避开脆性区。冷却强度一般为2-2.5l/kg。
器壁之间的传热。其渣膜的厚度通常在0.1-1.5mm之间 。随着
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由于开浇注比较有很大的变化，传 热的均匀性得到了改善。
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熔化温度
1）定义：炉渣为多元系，故其熔化温度是一个温度 区间，无恒定温度。炉渣的熔点是指完全熔化的温度。
2） 测定方法：分析法、淬火法、热丝法、半球法及 差热分析法。较精确的方法为热分析法、差热分析法 及淬火法。
定数量的细炭粉进行混合造球，然后烘干
优点：其熔化均匀性好，在连铸中应用取得了良好的效果。 但其生产比较复杂，故使用范围受到了一定的限制。
保护渣在连铸过程中起到五大冶金作用：
一、防止钢液面受空气的再氧化 二、对 钢液有绝热保温作用 三、吸收和溶解非金属夹杂物 四、在结晶器壁与坯壳间起润滑作用 五、控制传热的速度和均匀性
3） 对与简单的渣系，可以利用它们的相图直接查出 它们的熔点。
2、熔渣的粘度
1） 定义：全称为粘度系数。即对于一个各层流动速度不等的流股，各层间的内摩擦力的大小正比于垂直于流股方向的速 度梯度及接触面积。
即：
f
dv =ηAdx
式中 f —内摩擦力， N
A—接触面积， m2
η—粘度系数， P•a s or •N s/m ，泊
保护渣加到钢液面要求尽快的形 成熔渣层并均匀覆盖在钢液面上， 使钢液与空气隔离，在这个过程 中，尤其应注意保护钢液的弯月 面。氧的传递也可以 通过熔渣 间接输送，它主要取决于熔渣中 的氧化铁的含量，使用含氧化铁 高的保护渣对 铸坯的质量是不 利的。
钢液表面的凝固和弯月面出生坯壳的提前 凝固对铸坯的表面将产生不良的影响。因 为钢液中的上浮夹杂物有可能被凝固的铁 的结晶体捕集，形成一个由金属和氧化物 组成的硬壳结构，它被卷入坯壳后造成严 重缺陷。渣的保温作用可以通过覆盖钢液 面上的具有温度低，体积密度小的粉末层 来实现。炭在保护渣中起到隔离作用，控 制粉渣的熔化速度，阻止粉末层烧结，使 其在液渣上始终维持一粉渣层，充分发挥 其绝热保温的功能。
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节
保护渣的物性的测定 保护渣的熔化特性的测定 保护渣粘度的测定 保护渣结晶特性的测定 保护渣表面张力的测定
第一节 高速连铸保护渣 第二节 薄板坯连铸保护渣
一、发热渣
1. 组成 硅酸盐和氟化物，配入金属氧化剂。
2. 特点 1） 优点 当粉渣与钢液接触时， 靠粉渣中的铝粉和硅钙粉氧化发热，形成熔渣层， 且不会使钢液面温度下降，利于消除钢液面上的冷 皮；由于结晶器钢液面热状况的改善，形成熔渣层 的时间短，增加了熔渣与钢液接触的时间，利于发 挥保护渣在钢液面的功能。 2） 缺点 由于配入 氧化剂，可能引起钢液表面的含氧量增高，不利于 去除夹杂物；此种渣成本较高，如配料不当会出现 猛烈燃烧，结晶器表面产生大量的烟气和火焰，液 面状况不易观察，影响浇钢工人的操作。
第一章 第二章 第三章
第四章 第五章 第六章 第七章 第八章
连铸保护渣概述 连铸保护渣的理论基础
连铸保护渣的物化特性及对铸坯
质量的影响 连铸保护渣在结晶器内的行为 连铸保护渣的生产
连铸保护渣的系列化设计 连铸保护渣性能的测试方法 连铸保护渣的最新进展
第一节 连铸保护渣的发展及现状 第二节 连铸保护渣的类型及特点 第三节 连铸保护渣的冶金作用
保护渣的发展与现状
国外：从1962年欧洲开始，法国“东方”在 1963年采用浸入式水口保护浇注技术，1965 年日本在连铸机上应用了粉末保护渣浇注。
国内：1972年应用浸入式水口保护浇注，70 年代中期得到迅速的发展。
连铸保护渣从60年代问世，70年代是其研究 和应用比较活跃的时期，80年代由于高速来 连铸、高温连铸要实现热送或直轧，以及特 钢连铸等技术对保护渣提出了更高的要求。
缺点： 生产工艺复杂，产品价格高于混合型粉渣很多，推广使用受到了 限制。
烧结渣
烧结型粉渣的生产程序如下：
（1） 在化学成分相当稳定的粉状混合物中拌入大约5% 焦末和18%水分
（2） 通过圆盘造球机将混合料造成小球 （3） 通过蓖式烧结机对预处理的混合物进行烧结 （4） 把烧结物磨细到适宜的粒度范围 （5）通过加入某种有机物水溶液，将粉状烧结渣与一
第一节 第二节 第三节 第四节
保护渣的化学组成 保护渣的三元相图 熔渣的离子结构模型 熔渣的物化特性
保护渣类型
发热渣
绝热渣
预熔渣
烧结渣
实心形
粉渣
保护渣 （外形）
颗粒渣 空心形
第一节 熔化特性及对铸坯质量的影响 第二节 粘度特性及对铸坯质量的影响 第三节 结晶特性及对铸坯质量的影响 第四节 传热特性及对铸坯质量的影响 第五节 矿物特性及对铸坯质量的影响
进入结晶器的钢液不可避免的带 入非金属夹杂物，它包括由浇注 系统带入的耐材和脱氧产物。如 不能将其溶解和吸收被卷入坯壳 会形成表面和皮下夹杂缺陷。从 热力学观点来看，硅酸盐系熔渣 是能吸收和溶解这些非金属夹杂 物的。
钢液面上的液态渣填充到结晶器 和坯壳间的 润滑功能十分重要。 其润滑作用与形成的渣膜的厚度、 均匀性和结构有关，其实实际上 是流体润滑。这要求熔渣具有玻 璃态的性能，熔渣内不应有高熔 点出现。
1. 预熔渣 这种渣是将含Cao和SiO2 的材料、氟化物和其他含Na+ 的材料按一定 的化学成分要求配渣再经以下工艺流程制造：
粉末原料
混合 造球
入炉 熔化
预熔渣料
预熔颗粒渣
颗粒 化 干燥
粉碎 混合
加炭质材料
优点：1） 其化学成分和相成分均匀，在结晶器内能均匀熔化，形成稳定 的熔渣层，结晶器与铸坯间形成的渣膜较均匀，从而获得表面质量良好的 铸坯。2） 对钢种和连铸工艺参数的适应较强，保护渣成品不易吸潮，储 存期长。
第一节 连铸过程中钢液弯月面的形状 第二节 坯壳及铸坯表面振痕的形成 第三节 结晶器和铸坯间渣膜的形成和作用
第一节 第二节
保护渣原料种类及要求 连铸保护渣的配制及加工
第三节 第四节
连铸保护渣的使用 连铸保护渣的选择
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节
板坯连铸保护渣 方坯连铸保护渣 低合金连铸保护渣 弹簧钢连铸保护渣 不锈钢连铸保护渣 超低碳钢连铸保护渣 高碳钢连铸保护渣