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1、连铸保护渣基础知识连铸保护渣基础知识目录简介目录简介o保护渣的基本组成保护渣的基本组成o汉冶板坯连铸保护渣化学成分及性能汉冶板坯连铸保护渣化学成分及性能o保护渣的主要作用及功能保护渣的主要作用及功能o连铸保护渣主要理化性能连铸保护渣主要理化性能o保护渣常见的物理指标保护渣常见的物理指标o保护渣在使用过程中的性能体现保护渣在使用过程中的性能体现o板坯保护渣的种类板坯保护渣的种类保护渣基础知识o保护渣的基本组成保护渣的基本组成o化学成份：CaO、SiO2、Na2OK2O、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
2、、B2O3等。o保护渣常见的化学成份 o附表1o注：R2O：即碱性氧化物是指：Na2O（氧化钠）、K2O（氧化钾）、Li2O（氧化锂）三者之和的简写。代号CaOSiO2Al2O3Fe2O3MgOR2OF 名称氧化钙 二氧化硅 氧化铝 氧化铁 氧化镁 碱性氧化物 氟离子 三元相图三元相图汉冶板坯连铸保护渣化学成分及性能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保护渣的主要作用及功能o保护渣在连铸过程中主要起着两大作用：确保连铸工艺顺行；改善铸坯表面质量。o保护渣在连铸过程中所起的两大作用是依靠保护渣的以下五大功能来实现的，具体为：绝热保温、防止氧化、吸收夹杂、润滑铸绝热保温、防止氧化
3、、吸收夹杂、润滑铸坯、控制传热。坯、控制传热。连铸保护渣主要理化性能连铸保护渣主要理化性能o化学成分：化学成分及碱度R；o熔化性能：熔化速度、温度；o流动性能：粘度、粘度温度曲线、凝固温度；o界面性能：表面及界面张力；o烧结性能：烧结温度、烧结强度、渣圈特性；o结晶性能：结晶温度、结晶率、结晶速度；o渣膜性能：导温系数、导热系数、热辐射特性；o保温铺展性能：堆比重、导热系数、颗粒形状及粒级；o吸附夹杂性能：吸收夹杂速度、吸收夹杂后性能稳定性。保护渣常见的物理指标保护渣常见的物理指标o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。o1.
4、1.容重（容重（g/cmg/cm3 3）o单位是：克/立方厘米，常规上我们空心颗粒保护渣的容重在0.450.9g/cm3之间；o粉渣类的比重和实心颗粒渣的比重稍大。o2.2.熔点（熔点（）o单位是：摄氏度，常规我们保护渣的熔点在9001250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。o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。保护渣常见的物理指标保护渣常见的物理指标o3.3.粘度（粘度（pa.s ）o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：1p
5、a.s10P，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。o保护渣产品的粘度正常在0.515P之间，而板坯所用的大多在0.53p这个范围，而某些方坯或其它坯形类所用粘度较高。o一般上，高拉速保护渣应采用低粘度的保护渣。o4.4.粒度（粒度（mmmm）o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0.21mm；保护渣常见的物理指标保护渣常见的物理指标o5.5.析晶温度（析晶温度（）o指保护渣开始析出晶体的温度，主要针对一些裂纹敏感性钢种，
6、原因是保护渣出现析晶后，渣膜的导热性能下降，有利于延缓传热，从而可以防止包晶钢类凝固过程应力集中而产生纵裂纹。目前析晶温度在中碳包晶钢类保护渣的研究中具有一定的意义。o6.6.析晶率（）析晶率（）o是指保护渣的析晶比例，其作用与功能与析晶温度对应。o7.7.凝固温度（凝固温度（Ts Ts）o凝固温度是指熔渣从液态向固态转变的温度，理论上对应于熔渣液相线温度。但为了便于测试，国内外目前习惯于将粘度温度曲线的转折点温度Tbr定义为凝固温度Ts。o连铸保护渣的凝固温度对连铸坯的润滑和传热有重要影响，对裂纹敏感性钢种和粘结性钢种 的浇注有重要意义。保护渣常见的物理指标保护渣常见的物理指标o结晶温度（结
7、晶温度（TcTc）o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。o结晶温度对保护渣润滑铸坯和控制传热有重要影响。o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。o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、结晶速度以及结晶析出的物相组织等内容。o结晶性能影响着铸坯受到的摩擦力及铸坯向结晶器壁的传热，对铸坯表面裂纹缺陷和粘结及漏钢事故有直接很大的影响。保护渣在使用过程中的性能体现保护渣在使用过程中的性能体现 o保护渣在结晶器内状况保护渣在结晶器内状况o保护渣在使用过程中，结晶器内的状况有如下几种情况：o1.1.火苗情况
8、火苗情况o为了控制保护渣的熔化速度，保护渣中要加入一定量的碳质材料，在保护渣加入高温钢水表面后，碳要氧化，如果渣层上面空气流通（主要是有风机吹），则要燃烧形成火苗，通过火苗的燃烧，将结晶器上部的空气中的氧气消耗，有利于防止钢水二次氧化。o2.2.渣条情况渣条情况o我们可以通过下面的示意图来明显看出渣条在结晶器内的位置、状态及作用。保护渣在结晶器内熔化示意图保护渣在结晶器内熔化示意图o通过左图我们可以看出，熔融渣层（一般1000）与水冷结晶器（350）接触后，靠结晶器侧的保护渣必然立即沿结晶器壁凝固形成渣圈，所以保护渣产生渣圈是一个必然。o有渣圈的存在还有相当重要的作用，因为没有渣圈保护渣是不可
9、能消耗掉的。o3.3.结团情况结团情况o保护渣在结晶器内出现团情况，在板坯上反映比较突出些，出现结团现象，主要原因有如下方面：oA.水口吹氩量偏大，造成保护渣液渣和烧结层上翻到粉渣层上，出现结团，很大钢厂出结结团形象都是由此原因造成的，解决此问题的有效途径是适当控制吹氩量；oB.经常搅拌渣层，造成烧结层和液渣层被带到粉渣层表面，造成结团，这主要是由于操作原因造成的；oC.水口插入深度过浅，造成钢液面翻腾过于剧烈，使液渣层上翻至粉渣表面而致结团.oD.保护渣产品的碳分散不均，易造成局部现“冒火星”现象而出现的结团.oE.保护渣粉尘偏大，易造成局部过烧结而出结团。o4.4.熔化速度情况熔化速度情况
10、o熔化速度是保护渣的一项主要指标，它决定着液渣层的厚度。oA.保护渣的熔化速度快慢主要决定于保护渣的配碳量；所以一般在相同情况下保护渣出现该类情况是由保护渣的配碳造成的；oB.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；oC.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；oD.同样，钢液面的翻腾程度等也容易造成保护渣熔化速度过快。o5.5.结冷钢情况
11、结冷钢情况o结冷钢的根本原因是：结晶器表面钢水温度降低到液相线温度以下而出现的，而造成经此现象的原因主要是由于：oA.水口插入深度过深，造成钢液面温度过低所致；oB.钢水过热度控制的过低，造成进入结晶器后钢液面温度过低所致；oC.水口的开口度设计不太合理造成流场紊乱而易在局部出现结冷钢现象；oD.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；o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。o6.6.液渣层厚度（液渣层厚度（mmmm）o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。o7.7.渣耗
12、量（渣耗量（kg/tkg/t）o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。板坯保护渣的种类板坯保护渣的种类o当前国内外使用的连铸保护渣仍是以SiO2-CaO-Al2O3的硅酸盐为基础，在此基础上配入不同的助熔剂。保护渣种类繁多，按形状分可分为粉状、实心和球状中空型保护渣；按作用来分有发热型和保温型两种；按原料来分又可分为预熔型、混合型以及烧结型；按结晶器类型可分为圆、方坯用、板坯用、薄板坯用保护渣；按浇铸钢种分有四种，分别是超低碳钢、低碳钢、中碳钢、高碳钢用保护渣。o1.1.超低碳钢保护渣超低碳钢保护渣钢钢w(Cw(C)0.03%)0.03%的钢的钢 ；o2.2.低碳钢保护渣低碳钢保护渣 o钢钢w(Cw(C)0.03%0.03%0.08%0.08%的钢；的钢；o3.3.中碳钢保护渣中碳钢保护渣o钢钢w(Cw(C)0.09%)0.09%0.25%0.25%内的钢；内的钢；o4.4.高碳钢保护渣高碳钢保护渣 o钢钢w(Cw(C)0.25%)0.25%内的钢。内的钢。