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。通常可以在测保护渣粘度时进行，当保护渣在降温过程中，从粘度-温度曲线上发现熔渣有结晶现象。在这一点，熔渣变得不流动，且此刻测粘度已不可能，就将这一点的温度定义为结晶温度。

2.5 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。保护渣在结晶器中的熔化速度与渣料的组成及熔化温度有关。它是实现保护渣在结晶器中形成合理的三层结构的重要参数。为改善保护渣的熔化均匀性，应当通过调整渣料组成及改进加工粉料工艺以及采用预熔渣等途经加以解决。

2.6 表面张力和界面张力

保护渣的表面张力是影响钢渣分离、液渣吸收夹杂物并使之从钢液中排除的重要参数。从利于分离钢中夹杂物的观点出发，钢液的表面张力应尽可能大些；熔渣的界面张力应尽可能小。它取决于渣的化学成分，一般采用渣中的活性成分Na2O和CaF2来调整和降低熔渣的表面张力。测定方法有静滴法、气泡最大压力法、悬滴法等。

2.7 密度

它的大小直接影响到保护渣在结晶器中的保温性和防止钢水二次氧化的重要参数，测定时可取50g渣料经漏斗流入250ml的玻璃量筒内，测出体积后可计算其密度(g/m3)。保护渣的堆比重一般为500～900Kg /m3。

2.8 粒度及颗粒尺寸分布

粒度组成是最重要的性能之一，因为它对保护渣的熔化速度和钢液面上未熔化部分的绝热性能有重要影响。大多数保护渣基本组成部分的粒度在0.1mm，小的在0.06mm以下，最大不超过0.3mm。某些保护渣的最大粒度在0.32mm以上，但其比例不超过5%

2.9 铺展性

理想的保护渣应具有良好的铺展性。它可均匀覆盖在结晶器中的钢水表面，利于形成均匀的熔渣层结构。它取决于保护渣的配方、粒度和水分等因素，一般可用一定容积内的保护渣从规定高度下漏到平板上铺散的面积来衡量。

2.10 水分

它是供应商必须满足用户的一个最基本且十分重要的指标，当水分超标后不得使用。因为它直接影响到保护渣的熔化和使用特性，会造成铸坯的皮下气孔等质量问题, 严重时致使钢中增氢，导致漏钢的发生。通常要求在105℃条件下测得的含水量不大于0.5 %。

2.11 渣耗量

它是衡量保护渣润滑状况优劣的重要指标。如因渣耗偏低，润滑不良，往往会导致漏钢。渣耗量取决于浇铸的钢种、铸坯尺寸、结晶器振幅和频率、拉速及保护渣自身的性能等。