连铸保护渣基础 ppt课件
连铸基础理论课件
裂纹与夹杂物问题
裂纹
夹杂物
鼓肚与弯曲问题
鼓肚
鼓肚是指连铸坯在厚度方向上鼓出的现 象，主要由于结晶器内钢水热膨胀和凝 固收缩所致。为解决这一问题，可以优 化结晶器设计和操作，如降低冷却强度等。
VS
弯曲
连铸坯弯曲是由于钢水凝固过程中不均匀 收缩所致。为解决这一问题，可以调整引 锭杆的位置和速度，以及加强拉坯过程中 的矫直措施等。
表面质量与内部质量的问题
表面质量
内部质量
连铸过程中的生产事故及其预防措施
生产事故
预防措施
06
未来连铸技术的发展趋 势与研究方向
CHAPTER
提高生产效率与节能减排的措施
高效化生产
节能减排
优化工艺流程
智能化与自动化技术的应用与发展
智能化控制 自动化生产 信息化管理
新材料与新工艺的应用与研究热点
电磁搅拌
电磁搅拌是利用电磁力作用，使钢水在结晶器内产生旋转运动，以增加坯壳的均匀性和减小坯壳的变形。电磁搅 拌分为在线搅拌和离线搅拌两种方式。
轻压下技术
轻压下技术是指在连铸过程中，通过施加一定的压力来控制铸坯的鼓肚和裂纹等缺陷。轻压下技术分为在线轻压 下和离线轻压下两种方式。
05
连铸技术中的常见问题 及解决方案
连铸基础理论课件
• 连铸技术概述 • 连铸机基本结构与工作原理 • 连铸坯凝固过程及控制要素 • 连铸工艺及控制要素 • 连铸技术中的常见问题及解决方案 • 未来连铸技术的发展趋势与研究方向 • 总结与展望
01
连铸技术概述
CHAPTER
连铸技术的定义
连铸技术的定义
连铸技术的特点
连铸技术具有高效、节能、环保等优 点，是金属材料制备和成型的重要手 段之一。
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。
2021/3/7
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
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2
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。
02
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。
2012-4-6
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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
2012-4-6
： A ： B
11
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。
连铸保护渣基础 ppt课件
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）。
板坯浇注保护渣应用——高碳钢
典型问题： 收缩率低=>液渣流入困难=> 润滑不足=>摩擦力增大=>粘 结漏钢
解决方法： 减少自由碳含量=>提高熔化 速度 适当降低粘度和碱度=>减少 粘结漏钢
Steel grade Basicity(CaO/SiO2) CaO SiO2 MgO Al2O3 Na2O F C-total Melting Point Viscosity (1,300C) Crystallization Temp Surface Tension Remarks
+
+
SiO2
+
-
-
CaO / SiO2
-
-
-
Al2O3
+
-
-
Na2O
-
-
-
F
-
+
-
Fe2O3
-
-
-
MnO
-
-
-
MgO
-
-
-
B2O3
-
-
-
BaO
-
-
-
Li2O
-
-
-
TiO2
No Change
+
+
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。
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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。