连铸理论及工艺-结晶器保护渣
结晶器保护渣的性能和特性
结晶器保护渣的性能和特性1.简介在连铸生产中结晶器保护渣起着主要作用。
保护渣从结晶器顶部加入，向下移动逐步形成烧结层，熔融层和液渣层（见图1）。
液渣渗入结晶器铜板与坯壳之间，润滑坯壳。
但是，大部分的液渣进入铜板与坯壳之间后，遇水冷结晶器铜板凝结并形成玻璃状的固态渣膜（大约2毫米厚）。
薄液渣膜（大约0.1毫米厚）与坯壳一起移动并为其提供液态润滑。
同时，玻璃渣也可部分结晶。
一般认为固渣膜附在结晶器壁上，或者如果移动，一定比坯壳的速度慢得多。
结晶器振动防止坯壳粘结在结晶器上。
固渣膜的厚度和特性决定水平热传递。
总之，液渣膜控制润滑，固渣膜控制水平热传递。
图1：结晶器内形成的各种渣层一般认为液渣层厚度dpool应超过振幅，才能保证保护渣渗透良好（如坯壳的润滑），一般建议采用厚度>10毫米。
液渣层厚度影响渗入结晶器铜板与坯壳之间的液渣量和从钢水进到液渣中的夹杂物数量。
连铸生产中保护渣有下列功能： 1） 2） 3） 4） 5）防止弯月面钢水被氧化保温，防止弯月面钢水表面凝结提供液渣润滑坯壳对浇铸钢种提供最佳水平热传递吸附钢水中的夹杂物所有上述功能都很重要，但在日常生产中最重要的润滑和水平热传递。
影响保护渣性能的基本因素如下：・浇铸条件（拉速，Vc，振动特性）・钢种和结晶器尺寸・结晶器液位控制（可导致振痕等）・钢流，其紊动可导致多种问题，如气泡和夹渣由此可见，要有效执行上述工作需要优化保护渣的物理性能。
结晶器保护渣的构成如下：70% (CaO+SiO2)， 0-6％MgO，2-6%Al2O3， 2-10％Na2O(+K2O), 0-10%F带有其他添加物，如 TiO2, ZrO2, B2O3, Li2O和MnO。
碱度（％CaO/%SiO2）范围为0.7-1.3。
碳以焦碳，碳黑和石墨方式加入（2-20%），1）可控制保护渣的熔化速度，2）可在结晶器上部形成CO（g），防止钢水氧化。
碳以固定碳方式存在于保护渣中，因而可防止保护渣结块，直到最后氧化掉。
结晶器保护渣
目录
1.保护渣的冶金功能 5.保护渣对铸坯质量的影响
2.保护渣的基本特性
6.保护渣的选择和使用
3.保护渣的类型
7.保护渣的性能评价
4.保护渣和连铸浇注条件之间的关系
保 护 渣 作 用 机 理
保护渣在结晶器中的行为：
加入保护渣
钢水提供热量
形成三层结构
保护渣的铺展性
保 护 渣 作 用 机 理
保护渣使用过程中需要测定的参数：
6
. 保 护 渣 的 选 择 和 使 用 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 測結晶器中總熱流值 結晶器銅板溫度變化與其位置和時間的關係 保護渣消耗量與澆鑄拉速的關係 保護渣在彎月面區的積聚（渣圈問題） 檢測鑄胚在彎月面的振痕 結晶器和鑄胚間的摩擦力和拉速的關係 鑄胚表面溫度在長度和寬度的變化 裂紋的類型,頻率和嚴重性 可見氧化物缺陷的頻率
不大于350x10-3N/m
弯月面曲率半 界面特性 径
吸收夹杂物能 力 吸收夹杂后性能稳 定 夹渣
保护渣种类
优点
缺点 铺展性差、污 染环境、易吸 水
应用
粉状保护渣
3 . 保 护 渣 的 类 型
颗粒保护渣 预熔型保护渣 发热型保护渣 高速连铸保护 渣 表面无缺陷铸 坯保护渣 特殊钢连铸保 护渣 无氟保护渣 流动性强、成 分均匀，耗量 少 成渣均匀性好 形成液渣快 满足高速连铸 能减少铸坯表 面缺陷 减少钢液增碳 减少水污染、 降低铸坯夹杂
含氟量的选择：
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. 保 护 渣 的 选 择 和 使 用 连铸结晶器保护渣中一般是依赖氟化物来调 节熔点、黏度。 a、浇注过程中保护渣中的氟化物大约有20%~30%溶 入二冷水中，造成水污染，如果循环使用会腐 蚀铸机，降低铸机寿命。 b、污染环境，对人体有害； c、F-是侵蚀浸入式水口的主要成分。 一般来说F-含量要控制在10%以下，不得 大于15%，如果是采用低氟或者无氟保护渣， 二冷水的成本可节约90%，而且由于减轻了铸 机的腐蚀，使得设备维修成本降低，喷嘴寿命 延长。
连铸保护渣技术
连铸保护渣技术，作为连铸生产的关键技术之一，对连铸生产的顺行和铸坯质量有着至关重要的影响，尤其是铸坯表面缺陷，基本上都是在结晶器内形成的，与保护渣有直接关系。
近几年来，该技术在实践中，如空心颗粒渣等的开发和广泛使用，对铸坯质量的改善、连铸生产工艺的稳定起了很大促进作用。
同时渣的基础性能如润滑和传热特性的研究也一直受到人们的重视。
一、不同钢种对保护渣性能设计要求不同成分的钢种.其钢水特性及其凝固特点有别，从而决定了对保护渣性能方面的要求。
1、低碳钢首先钢中w(C)＜0.08%或0.06%。
这类钢高温机械性能好，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。
较高拉速要求尽量增大结晶器热流，加速钢水凝固，防止粘结漏钢，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，使发生粘结漏钢的可能性最小。
在高速浇注时，为使足够的液态保护渣能流入铸流和结晶器内表面之间的区域，确保良好的润滑和足够的消耗，通常保护渣粘度选择较低的范围。
另外，此类钢种初生铁素体坯壳中[P]、[S]偏析小，初生坯壳强度高，铸坯振痕较深，故应使用保温性能较好的保护渣，提高弯月面初生坯壳温度，有利于减轻振痕过深带来的危去。
因此，连铸低碳钢满足以上各要求，就要通过设计具有一定的传热性能、良好的保温性能、良好的非金属吸收、良好的润滑和性能稳定的保护渣来获得。
2、中碳钢中碳钢钢水凝固过程中发生己δ→γ相变，体积强烈收缩，此钢种裂纹敏感性大，容易产生表面裂纹，特别是高拉速时。
避免纵横向裂纹是首要考虑的问题，为此，中碳钢用保护渣设计的重点应放在控制从铸坯传往结晶器的热流上，限制结晶器热通量，希望保护渣具有较大热阻。
因此，应选用凝固温度高、结晶温度也高的保护渣，利用结晶质膜中的“气隙”，使保护渣传热速度减缓，有助于减小铸坯在冷却过程中产生的热应力。
板坯连铸结晶器保护渣卷渣及其影响因素的研究
板坯连铸结晶器保护渣卷渣及其影响因素的研究随着不断发展的钢铁行业，板坯连铸结晶器已经成为一种常用的设备，用于生产高品质的板坯。
然而，一些现象，如回转炉渣卷渣的破裂和渗漏，已经引起广泛的担忧。
因此，有必要研究这种现象的影响因素，以保护渣卷渣免受损害。
研究表明，连铸结晶器中出现渣卷渣破裂和渗漏的原因有很多。
首先，主要原因是结晶器内部压力太大，导致渣卷渣破裂。
其次，渣卷渣不足，以及渣卷渣中残存的气体，也会导致渣卷渣破裂。
此外，渣卷渣不能正确维护，也会导致渣卷渣破裂。
另外，也存在其他一些因素，会导致渣卷渣渗漏。
首先，结晶器周围的温度过高，导致渣卷渣失去弹性，从而导致渗漏。
其次，渣卷渣中残存的气体不能被及时排出，也会导致渗漏。
此外，表面污染也会导致渣卷渣渗漏。
要保护渣卷渣，最主要的是正确维护。
首先，应检查结晶器内部压力，以确保安全，并确保渣卷渣可以有效地均匀分布。
其次，渣卷渣必须按规定的时间、频率和数量添加和更换，以确保渣卷渣充足。
此外，必须确保渣卷渣处在适宜的温度下，以减少渗漏。
最后，要定期检查渣卷渣表面，确保表面无污染危害。
本文研究了板坯连铸结晶器保护渣卷渣的影响因素。
渣卷渣可能会破裂和渗漏，这种现象的原因有多种，其中主要原因是结晶器内部压力太大，以及渣卷渣不足、渣卷渣中残存的气体以及维护不当。
要保护渣卷渣，主要是正确维护，如检查结晶器内部压力，按时、按频率、按数量添加和更换渣卷渣，保持温度适宜，以及定期检查渣卷渣表面，以防止渣卷渣受损害。
以上就是关于《板坯连铸结晶器保护渣卷渣及其影响因素的研究》的3000字文章。
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。
03
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
7
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。
连铸保护渣的生产工艺
连铸保护渣的生产工艺连铸保护渣是连铸过程中不可或缺的关键辅助材料，其作用主要是在钢铁液与连铸机结晶器之间形成一层保护层，防止钢液氧化，并保证钢液稳定地流入结晶器，以保证连铸过程的正常进行。
连铸保护渣的生产工艺包括原料选择、配方设计、生产工艺、炉渣调理等几个方面。
首先是原料选择。
连铸保护渣的主要原料是渣钢、炉渣和添加剂等。
渣钢是由废钢进行冶炼得到的一种含有铁元素的材料，可以作为连铸保护渣的基础原料。
炉渣是冶炼过程中产生的一种富含氧化物的物质，可以提供向连铸钢液中添加氧化物的功能。
添加剂是根据具体要求选择的，可用于调整保护渣的流动性、温度、粘度和氧化物的含量等。
其次是配方设计。
连铸保护渣的配方设计主要考虑到保护渣的基本性能和冶炼过程的要求。
一般情况下，保护渣的基本性能包括熔点、粘度、密度、流动性、氧化性和还原性等。
配方设计的关键是确定渣钢、炉渣和添加剂的比例，以及各种原料的化学成分。
这需要根据不同钢种、冶炼工艺和连铸机设备的特点进行合理的配方设计。
然后是生产工艺。
连铸保护渣的生产工艺主要包括预处理、原料混合、炉渣调理、炉渣铸造和炉渣加工等步骤。
预处理主要是对原料进行筛分、破碎和干燥等处理，以提高原料的活性和可操作性。
原料混合是将经过预处理的渣钢、炉渣和添加剂按一定比例混合均匀。
炉渣调理是将混合好的原料送入炉渣铸造中，通过炉体的高温熔融和冷却过程，形成连铸保护渣。
最后是炉渣加工。
连铸保护渣在生产过程中需要经过一系列加工步骤，以获得符合要求的颗粒度和流动性。
加工步骤主要包括炉渣破碎、筛分、磁选和加热等。
炉渣破碎是将铸造好的保护渣进行碾压和破碎，得到符合要求的颗粒度。
筛分是将破碎后的保护渣按不同颗粒大小进行分级，以获得合适的颗粒粒径。
磁选是对炉渣中的磁性物质进行去除，以保证保护渣的纯净度。
加热是对筛分好的保护渣进行烘干，以提高保护渣的流动性和反应活性。
总的来说，连铸保护渣的生产工艺主要包括原料选择、配方设计、生产工艺和炉渣加工等几个方面。
对连铸结晶器保护渣渣层分析
对连铸结晶器保护渣渣层的分析[摘要]连铸结晶器保护渣的主要功能包括：使结晶器壁与铸坯壳之间保持润滑；控制结晶器与铸坯之间的热交换；保持结晶器顶部处于绝热状态；防止钢水二次氧化；吸收钢水中上浮到液面的夹杂物。
其中两个最为重要的功能是保持结晶器壁与坯壳间的润滑和控制传热。
[关键词]连铸结晶器保护渣铸坯中图分类号：tf777.1 文献标识码：a 文章编号：1009-914x （2013）07-0256-011、引言固态结晶器保护渣的结晶比对铸坯与结晶器之间的热流量有重要影响。
某些特定钢种的保护渣是根据该钢种特有的冷却条件而设计的。
有鉴于此，结晶器保护渣的组织结构和凝固特性具有重要意义。
结晶器保护渣中的晶体成分愈多，结晶器保护渣结构愈疏松，从而降低保护渣内的辐射传热。
中碳钢结晶器保护渣具有较高的结晶比，保护渣层内的传热较为均匀，有利于降低连铸坯内的纵裂纹的形成。
结晶器凝固保护渣的取样位置位于结晶器以下部位。
通过分析渣样横截面可以看出沿渣膜厚度方向存在着不同的结晶形态。
对于非中碳钢结晶器保护渣而言，并不需要太高的保护渣结晶比。
实际上在铸坯壳出结晶器之前要达到足够的厚度常常需要较高的传热速率。
因为浇铸这些钢种时的拉坯速度较高（>1.3m／min）。
现已对结晶器保护渣的结晶情况即结晶倾向进行了实验室和工厂的实验研究。
试验室的大部分试验研究，均是在对保护渣控制加热或控制冷却的试验条件下进行，然后再对凝固的保护渣进行分析研究。
在对保护渣的结晶研究中广泛使用了差热分析方法（dta）。
在本研究中，为了确定液态结晶器保护渣在冷却时的结晶温度，在实验时将保护渣的温度变化与参照试样进行了对比。
采用差热分析的方法研究表明，结晶器保护渣的结晶趋势随cao／sio2的比值、li2o、tio2和zro2含量的增加而增强，随b2o3含量的减少而增强。
fonseca等人对自己所采取的保护渣样进行了研究，结果表明，中碳钢保护渣结晶层厚度和保护渣层总厚度均比低碳钢保护渣高。
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连铸理论及工艺
流入坯壳和结晶器间隙内的液态渣形成渣膜，以控制铸坯向结晶器传热速度，保持坯壳均匀生长。
2010-11-293
两
这是一个以硅灰形态存在的低熔化温度区，，恰与保护渣碱度要求相
℃：
：
A
B
11
几种保护渣成分范例：
2010-11-2917
几种主要助熔剂对保护渣熔化温度的影响规律
熔化速度
保护渣熔化速度的影响因素
31
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凡是能向炉渣中提供多余氧离子和取代氧离子的物质，均可以使炉渣粘度降低。
这些物质包括几乎所有的碱金属氧化物和碱土金属氧化物。
保护渣粘度测定方法
z 熔渣吸收Al 2O 3的量主要取决于
α。
本图表示的是根据上式计算得到的不同α（或β）的保护渣，Al 2O 3随时间的变化。
其中α和β具有相同的意义，β的量纲为g/(cm 2.s)。
α和β表征保护渣吸收Al 2O 3能力的大小，其值主要受化学成分的影响。
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