连铸保护渣概述
合金钢连铸保护渣的基本功能
１．３保护蕾保温性蹙的评价方法 通常模拟保护碴在结晶器内的受热状况，在实验室采用底部单向加热的加热
炉．用热电偶翻量相同时刻时各渣层的温度分布或不同时刻时同一测量点的温度变 化情况，阻此数据来评价保护渣的保温性能【１１．也可通过备渣层的温度分布采用模 型计算确定保护蓬的导温系数（测量装置见图１）【：】， 采用导温系数运一热伤性参 盏亲评价保护渣的保温性能更加直观、准确．从图２可知，粉末状和空心颗粒保护 渣的导温系数比实心颗粒小，因此它们的保温性更好．
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等低告垒钢及台金锅时．碱度过高而润滑性错较差的保护渣惩易诱发铸坯皮下星欹
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裂纹，握寝谷部裂纹及角裂纹．
在协调保护渣润滑与控甫Ⅱ传热功能的研究中．重庆大学通过采用对渣膜有着色
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全国特钢连铸委员会学术讨论击
２０００＇重庆
氧化物夹杂．针对不同类型的夹杂物及相应的钒种浇注：疑固特性，可采用不同的保
护渣理论和方法． ２．１ 啊Ｎ和啊ＣＮ夹杂物的宰【化处理治
理论分析和大量生产实践均表明，含钛不锈钢在精烁、钢水转运及浇注过程牛。
容易产生１悄和ＴｊＣＮ夹杂物，它们是结晶器钢液面上出现“冷皮”现象的主要三
月面铜液洁净度，希望合金铜连铸保护渣具有较强的吸收夹杂物的能力．除此之外， 熔渣吸收夹杂后，其轱度、凝固温度、结晶性能婷物性参数应相对稳定，避免它们 的急剧变‘匕＿危害铸垤质量和连铸工艺顺行．通常，可将舍金钢连铸过程中出现的常
见的典型夹杂物分为三类：钛化台物夹杂（１Ⅲ，ＴｉｃＮ，Ｔｊ０２），～：０，类夹杂．稀土
为了保证保护渣的润滑特性，直控制保护淹在冷擞过程中结晶湿度较低，甚三
不析出晶体，通过粘度一温度关系彗线Ｉｔ∞”４ｌ可考察保护渣的润滑特性。一翌要求
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。
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
保护渣简介
我叫保护渣，是钢铁工业冶金辅料大家庭中的一员，可由以SiO2、CaO、Al2O3为主要成分的硅酸盐基料，如水泥熟料、硅灰石、长石、石英、火山灰等配制而成。
根据形态的不同，我分为粉末型、实心颗粒型和空心颗粒型。
根据基料加工和熔剂配入方式的不同，我的生产方法有预熔型、混合型和烧结型。
混合型就是将各种原材料混合均匀、磨细、烘干或成浆、喷雾造粒；预熔型就是将原料和熔剂进行预熔，去除其中的挥发物，形成保护渣的基料，配入少量熔剂和炭质材料，制成各种需要的产品系列；烧结型生产方法既避免了无氟预熔渣在炉内下料困难、流动性差、基料熔化不均的现象，又可解决混合型生产方法中熔剂在使用过程中挥发大和水分难去除的问题。
在连铸作业时，每吨钢水中我的用量只有一公斤左右，虽然我的用量很少，却是影响连铸稳定生产和改善铸坯表面质量的关键，好比炒菜时的味精，有了我的参与，才能“烹饪”出平整光洁的铸坯。
我被加入至结晶器之后，在高温钢液的热量作用下，逐渐升温并发生烧结、熔化，在结晶器钢液面上形成双层、三层或多层的渣层结构，然后流入铸坯与结晶器壁的间隙中，在结晶器壁的冷却下，靠结晶器壁侧凝固形成固态渣膜，宛如鸡蛋清和鸡蛋壳之间的那层内膜，横亘在坯壳与结晶器之间，润滑铸坯并控制铸坯的传热。
随着结晶器振动和拉坯的进行，液渣和部分固渣膜被带出结晶器下口，在二冷水作用下与铸坯分离，由此完成保护渣的消耗过程。
我在进出结晶器的过程中，所发挥的作用可归结为：对结晶器钢液面绝热保温，避免钢液面结壳凝固；保护钢液面不受空气二次氧化；吸收钢液中上浮的夹杂物；润滑运动的铸坯；均匀和调节凝固坯壳向结晶器的传热。
而人们对于我的研究、生产和使用，就是如何有效地发挥这五项功能，确保不出现漏钢等生产事故并获得无缺陷的连铸坯。
根据连铸作业中所浇钢种、铸坯断面形状、大小、拉速和振动参数等的不同，技术人员经常为我量身打造在熔渣粘度、表面张力、熔化温度、熔化速度以及熔化均匀性等方面的特殊性能，并形成一系列专用保护渣，如高速连铸结晶器保护渣、超低碳钢用连铸结晶器保护渣、薄板坯连铸结晶器保护渣……以便更好地适应连铸技术的发展，满足对产品的更高要求。
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。
高铝钢连铸结晶器保护渣研究概况
高铝钢连铸结晶器保护渣研究概况付孝锦;光华【摘要】高铝钢连铸保护渣开发主要有三种思路,即“反应性”的 CaO-SiO2渣系保护渣、“非反应性”的 CaO-Al2 O3渣系保护渣以及“弱反应性”的CaO-SiO2-Al2 O3渣系保护渣。
分别介绍了在这三种思路下进行的高铝钢保护渣的理论和应用研究以及不同渣系高铝钢保护渣的优缺点。
最后指出：从工艺顺行的角度,CaO-SiO2渣系保护渣仍是浇铸高铝钢的主要选择。
%There are mainly three slag systems to study mold fluxes for high aluminum steels,which are “reactive”CaO-SiO2 slag system,“non-reactive”CaO-Al2 O3 slag system and“weakly reactive”CaO-SiO2-Al2 O3 slag system.The theo-ry and application research on mold fluxes of different slag systems for high aluminum steels and the advantages and disadvan-tages were introduced respectively.Finally,it is pointed out that mold fluxes of CaO-SiO2 slag system is the predominant choices in casting high aluminum steels.【期刊名称】《内江师范学院学报》【年(卷),期】2016(031)004【总页数】6页(P19-24)【关键词】高铝钢;保护渣;CaO-SiO2渣系;CaO-Al2O3渣系;CaO-SiO2-Al2O3渣系【作者】付孝锦;光华【作者单位】内江师范学院化学化工学院，四川内江 641199;重庆大学材料科学与工程学院，重庆沙坪坝 400044【正文语种】中文【中图分类】TF7770 引言近年来，高铝含量的钢种成为开发的热点，典型的钢种有：1)铝含量为0.5%～2.0%的C-Mn-Al系相变诱发塑性钢(Transformation Induced Plasticity， TRIP)[1]；2)铝含量0.5%～1.5%的电工钢[2]；3)铝含量为0.7～1.1的38CrMoAl合结钢[3]；4)铝含量为2.0%～2.5%的20Mn23Al无磁钢[4-5]；5)铝含量高达5%的不锈钢20Cr5Al钢[6].由于此类钢中铝含量极高(为传统铝镇静钢的10～50倍)，钢中Al极易与渣中SiO2等氧化性物质发生反应使得渣中SiO2含量减少、Al2O3含量增加，加上钢中大量夹杂物的上浮，导致保护渣成分及性能发生较大变化，影响浇铸工艺顺行及铸坯表面质量.在这种情况下，如何确保连铸保护渣在发生渣-钢反应及吸收上浮夹杂物后性能的稳定，成为此类保护渣研究的焦点.通常，保护渣以CaO、SiO2二元系为主，配以CaF2、Na2O、Li2O、B2O3等助熔剂，以及少量的Al2O3、MnO、MgO等组元和一些其它不可避免的杂质(如Fe2O3)组成.在高铝钢连铸过程中，由于钢水中的Al具有很强的还原性，当其在钢渣界面与熔渣接触时，可发生类似下面的氧化还原反应[4]：这些反应导致保护渣中以SiO2为代表的部分组分被钢水中的Al还原，生成的Al2O3进入到保护渣中.SiO2的减少使得保护渣的碱度(CaO/SiO2)增加，恶化保护渣的玻璃化效果；MnO等助熔剂含量的降低会使保护渣熔化温度明显升高；Al2O3含量的增加会促使保护渣的粘度急剧上升.针对高铝钢浇铸过程中保护渣性能变化的特点，保护渣的设计主要有以下几种思路：A)“反应性”的CaO-SiO2渣系保护渣；B)“非反应性”的CaO-Al2O3渣系保护渣；C)“弱反应性”的CaO-SiO2-Al2O3渣系保护渣.其主要成分范围如图1[7]所示.2.1 保护渣成分及含量对理化性能的影响最初并没有针对高铝钢开发专门的连铸结晶器保护渣，而是使用常规保护渣.例如，U.S. Steel Gary Works在进行高铝TRIP钢的第一次试验生产时，使用的是SiO2含量35%、CaO含量20%、Al2O3含量5%的常规CaO-SiO2渣系保护渣[8].然而，由于发生严重的渣-钢反应,导致保护渣的成分及性能激变，使得浇铸的铸坯表面质量很差，出现了严重的纵裂纹和横裂纹，甚至出现了粘结[8].因此，必须开发专门的高铝钢保护渣来浇铸这类钢种.开发CaO-SiO2渣系保护渣，其关键在于浇铸过程中渣-钢反应达动态平衡后熔渣的性能可以满足高铝钢浇铸的需要.因此，研究主要集中在保护渣的组成(成分及含量)和工艺条件(钢种、拉速等)对渣-钢反应的影响及由此引起的保护渣性能(传热、润滑等)的改变并最终影响铸坯表面质量等方面.王家荫等[9]研究了20管线钢中加铝量的变化对保护渣中Al2O3含量、碱度、熔化温度及粘度的影响.保护渣成分：w(CaO)=30.78%，w(SiO2)=33.90%，w(Al2O3)=3.16%，w(CaF2)=7.44%，w(MgO)=2.26%，w(T. Fe)=1.81%，碱度(R)=0.91.结果表明：随着钢中Al含量的增加，熔渣中Al2O3含量明显增加；当w(Al) > 3%时，熔渣中Al2O3的增加变缓，并渐渐达到饱和.随着钢水中Al含量增加，保护渣碱度和熔点升高，当铝含量超过1.5% 时，碱度及熔点增加变缓；保护渣粘度随钢中Al含量的增加而增加.Itoh等[10]在研究了含铝量高达5%的20Cr-5Al钢种后指出，减少保护渣中SiO2含量，可以减轻SiO2与钢水中Al元素的反应，防止熔渣中Al2O3含量的急剧增加，有助于维持保护的渣粘度稳定. Kinoshita等[11]采用低碱度(R=0.8)的保护渣浇注631不锈钢(w(Al)=1.03%，w(C)=0.8%)，能够对铸坯进行良好的润滑并防止漏钢.在E2钢保护渣中加入含量为5%～8%的MnO，以稳定保护渣的碱度并降低粘度和熔点，改善保护渣的性能，稳定铸坯的表面质量[9,12].何生平等[13]通过热力学计算表明，当渣中w(MnO)>3%时，MnO能有效抑制熔渣中SiO2被钢水中的Al还原.然而，Blazek等[14]意图通过加入MnO以抑制渣中SiO2的反应时，效果并不明显.Kim 等[15]研究了高Al钢与CaO-SiO2渣系高铝钢结晶器保护渣的反应，发现初渣中的CaO/SiO2比、Al2O3含量以及温度都不是影响反应量的主要因素，对渣-钢反应影响最大的是钢中[Al]含量.当w(Al)<1.8%时，钢水中Al的传质是反应的限制性环节；当Al=4.8%时，在渣-钢反应界面发现明显的MgAl2O4析出，它延缓了进一步的反应，因此，对于Al>4.8%的高铝钢而言，限制性环节是渣中的传质.Becker等[8]研究了在A1-TRIP钢的浇铸过程中低碱度保护渣(w(CaO)=20%，w(SiO2)=35%， w(Al2O3)=5%， R=0.57) 中CaO、SiO2、Al2O3含量的变化.指出浇铸开始后10min内渣中CaO含量基本不变，SiO2含量急剧减少，Al2O3含量急剧增加.保护渣由原来的CaO-SiO2渣系变为CaO-Al2O3渣系.Zhang等[16]研究了w(Al2O3)/w(SiO2)对Al-TRIP钢保护渣粘度及粘流活化能的影响，模拟Al-TRIP钢保护渣浇铸过程中成分的改变，结果表明随着w(Al2O3)/w(SiO2)增加，保护渣粘度及粘流活化能单调上升，反应到达平衡后，粘流活化能为85 kJ·mol-1，粘度为1.437 Pa·s，超过常规板坯连铸保护渣的粘度，对连铸工艺的顺行不利.Yu等[17-18]研究了高铝TRIP钢的粘度和热流变化特征，Li2O、B2O3含量及w(Al2O3)/w(SiO2)对高铝TRIP钢保护渣粘度的影响，发现Li2O的含量对保护渣的碱性有较大的影响，Li2O含量高，熔渣碱性增强，在较低的w(Al2O3)/w(SiO2)时粘度发生转折.B2O3可以使熔渣的过热度较大，有利于稳定保护渣的粘度.保护渣中同时加入适量的B2O3和Li2O，可发挥多组分协同效应，稳定Al2O3的两性特征，使熔渣粘度维持在合理的范围.Wang等[1]研究了高Al含量TRIP钢连铸保护渣的凝固行为，研究渣系在凝固过程中易析出CaF2晶体，具有较强的结晶能力.由于容易析出CaF2晶体，使得浇铸过程中渣条严重，导致熔渣很难流进结晶器壁与铸坯坯壳之间，从而引发各种铸坯表面缺陷.杨波等[19]研究了高铝含量的TRIP钢在连铸过程中保护渣Al2O3含量的变化对于渣膜传热性能的影响.结果表明：当Al2O3含量从3%增加到20%时，保护渣的热流密度明显降低；当Al2O3含量从2%增加到30%时，热流密度先增加后减少；随w(Al2O3)/w(SiO2)比值的增大热流密度逐渐降低；在该实验条件下有CaF2晶体析出.周鉴等[20]研究了高铝钢保护渣的结晶矿相，发现保护渣中初始SiO2含量较高，保护渣玻璃性较好；随着浇铸进行，保护渣中SiO2含量减少、Al2O3含量增加，玻璃性变差；熔渣中的Li2O易与F-形成LiF晶体；CaF2的含量较高时，易产生CaF2晶体.王欢等[21]研究了含铝TRIP钢结晶器保护渣的粘度特性，结果表明：随着Al2O3质量分数由3%增加到17%，综合碱度R<1的保护渣粘度先增加再减小，而R≥1的保护渣粘度变化较小；随着Al2O3质量分数由17%增加到30%，保护渣粘度快速增大；随着w(Al2O3)/w(SiO2)的增大，保护渣的粘度呈先快速减小而后快速增大的趋势.2.2 典型高铝钢保护渣的现场应用Omoto[2]研究低碳电工钢(含铝量高达1%以上的低碳钢)保护渣，针对渣钢反应使熔渣结晶温度升高，在结晶器内壁形成粗大渣圈，使得熔渣流入不畅、润滑不足甚至引起漏钢等问题，采用低碱度(R=0.65)、低粘度(0.2 Pa·s)的保护渣，增加保护渣的消耗，并在保护渣中加入5.7%的Li2O以抑制其结晶性能，实现了多炉连浇.对于液相线温度比一般碳钢低80～100 ℃的高铝高锰型无磁钢，施威[22]比较了两种不同的高铝无磁钢连铸保护渣(A渣和B渣).A渣的熔点1 028℃，粘度为0.17 Pa·s；B渣熔点1 000 ℃，粘度为0.15 Pa·s,其中A渣易结块、变性，润滑性能不良，致使铸坯发生粘结漏钢；B渣粘度和熔点较低，在中包温度1 455 ℃，拉速0.78 m·min-1时能够满足连铸工艺需要.张宇斌等[5,23]使用5.0%B2O3，碱度0.5～0.6、熔化温度1010℃、粘度0.215 Pa·s的无磁钢20Mn23AlV保护渣在0.6～0.65 m·min-1拉速下能较好满足连铸要求.于雄[24]在保护渣中利用B2O3+Li2O熔剂以有效地降低保护渣的初始粘度和熔化温度，在0.5～0.65 m·min-1条件下，浇铸高铝高锰无磁钢20Mn23AlV，液渣层厚度稳定，渣耗正常，无明显渣条，铸坯表面无明显裂纹及凹陷等现象；而当拉速增大到0.7 m·min-1时，则形成粗大渣圈，保护渣消耗降低，铸坯表面存在纵裂纹，恶化了铸坯表面质量.拉速的增加，使得结晶器内钢液流性增强，加强了渣-钢反应的动力学条件，使反应量增加，导致熔渣中Al2O3的过多富集，提高了保护渣的熔点，恶化了结晶性能.针对裂纹敏感性强的高铝TRIP钢，Fu 等[25]通过控制反应后保护渣的结晶性能以抑制传热实现缓冷，采用初始碱度为0.84的保护渣在拉速0.8～0.9 m·min-1条件下浇铸铝含量0.8%～1.0%、碳含量0.08%～0.115%的高铝TRIP钢，开浇11 min渣-钢反应即达到动态平衡，除01坯前7.4 m有少量凹陷外，其余铸坯的表面没有凹陷及裂纹产生，铸坯的表面质量良好.另外，通过对反应前初渣和反应后终渣进行水浸实验，分析其中的F-浓度和pH，发现反应后高Al2O3含量的终渣能够通过自身的固氟作用和对废水中氟的吸收，降低废水中氟的含量，减轻对环境的污染[26].对高铝稀土钢而言，钢液中除了Al元素外，还原性较强的稀土元素如Ti、Re等也易于与渣中的SiO2等还原性物质发生反应，使得保护渣性能变化更加显著.张晨等[27]采用w(CaO)20%～40%、w(SiO2)30%～50%、w(Al2O3) <8%的保护渣，并在其中添加B2O3和MnO，使得在不可避免的渣-钢反应平衡后仍可以实现一定的冶金性能，避免引起铸坯产生夹渣、裂纹等表面缺陷或拉坯阻力过大而造成的漏钢事故，从而生产出高质量的铸坯.3.1 理论基础为从根本上解决问题，将保护渣在浇铸过程中因为反应引起的成分改变而导致的性能变化降到最低，维持保护渣使用过程中性能的稳定性，Street等[28]提出“非反应性”(non-reactive)高铝钢保护渣的思想，尽量减少甚至避免保护渣与钢水中的活泼元素发生反应.熔渣中与钢水中的Al发生反应的物质主要是SiO2，而大部分的工业原料中都或多或少含有SiO2.为了使渣-钢反应得到抑制，就要降低渣中的SiO2含量在较低的水平.然而，SiO2是熔渣中重要的网络形成物，对熔渣的粘度和结晶性能有着重要影响，进而影响保护渣的润滑和传热，因此，不能够一味降低SiO2的含量，应当将其控制在一个适当的范围内，且积极寻找具有与SiO2性质类似的替代物，该替代物应与Al反应轻微甚至不反应.Al2O3不会和Al反应，且Al2O3是两性物质，还具有与SiO2的Si-O网络结构类似的Al-O四面体网络结构，因此，在一定程度上可用Al2O3代替SiO2构建CaO-Al2O3渣系保护渣.3.2 非反应性渣系日本川崎关于高铝钢保护渣的专利[29]指出，当渣中w(SiO2)< 7%时，高铝钢钢水中Al与保护渣中SiO2不反应或反应轻微.王欢等[30]通过热力学分析及钢-渣界面反应试验证明，当保护渣中w(SiO2)< 6%时为非反应性保护渣.王强等[31]开发针对20Mn23AlV钢的高Al2O3、低SiO2(w(SiO2)=5.11%)含量保护渣，模拟研究了浇铸前后主要成分和性能变化，结果显示：反应前后新开发的高铝钢连铸保护渣SiO2减少了0.7%， Al2O3增加了6.46%，保护渣的熔化温度、黏度和结晶率分别增加了62℃、0.66 dPa·s和15%；保护渣反应前后主要成分及性能变化相对现用保护渣小，可用于高铝钢的连铸生产.朱祖民等[32]在专利中提出了w(SiO2)< 2%的高铝钢保护渣，且w(Al2O3+CaO) > 50%，用SrO、BaO、MgO吸收Al2O3等夹杂物以维持熔渣的粘度稳定性.但因CaO-Al2O3渣系保护渣本身熔点高、低SiO2含量导致玻璃性不足影响润滑，在实际应用中存在保护渣易结渣圈，渣耗偏低，影响连浇炉数的问题.为了解决低SiO2含量的CaO-Al2O3渣系保护渣熔点高、结晶性强的问题，人们进行了一系列理论研究.于雄等[33]通过添加适量的酸性氧化物B2O3协调熔渣的性能，结果显示，当w(B2O3)为4%～10%时，随着B2O3的含量增加，保护渣熔点、粘度、粘流活化能均降低，渣膜热流密度增加；保护渣的等温转变曲线(TTT曲线)向孕育时间增加方向移动，晶体生长速率降低，在实验条件下，增加B2O3的含量可抑制保护渣中CaF2的析出.F-对非反应性高铝钢保护渣的理化性能有重要影响[34]，研究表明，w(F-)为5.8%～8.8%时，F-含量每增加 1%熔点降低4.5℃，粘度降低0.004 Pa·s；渣膜热流密度随F-含量的增加而增加，特征时间降低；结晶动力学分析说明析晶按照1维方式生长.王欢等[35]研究了非反应性高铝钢保护渣中Li2O的含量对结晶行为及传热的影响，结果表明：当w(Li2O) < 2%时，增加 Li2O 的含量可减弱保护渣的结晶能力；而在w(Li2O)为2%～5%时，增加 Li2O 含量会缩短析晶孕育时间、升高结晶温度、增大临界冷却速度和结晶速率常数，也就是促进了保护渣的结晶.同时发现，在w( Li2O)为2%～5% 范围内增加 Li2O 的质量分数，非反应性保护渣的最大热流密度、平均热流密度及特征时间均减小.MgO对高铝钢非反性保护渣理化性能也有重要影响，王欢等[36]研究显示：试验渣系熔点1 060～1 180℃，在w(MgO)为2%～8%之间，每增加 1%的(MgO)熔点约升高20℃；在 w(MgO)为2%～8%之间，保护渣粘度和粘流活化能都是先下降后增大，最低点对应的MgO 的含量为 6%.增加 MgO 的含量，保护渣的析晶孕育时间延长，有助于减弱浇铸过程中渣条的发展.渣膜厚度和结晶率随着 MgO 含量的增加而降低，渣膜传热特征时间、最大热流密度和平均热流密度都增大. Fu等[37]研究了CaO/Al2O3值对非反应性高铝钢保护渣w(SiO2)=6%结晶性能的影响，发现随着CaO/Al2O3比的增加，渣膜厚度先减小后增加；保护渣在CaO/Al2O3=1.5时结晶能力最弱，当CaO/Al2O3比大于或小于1.5时，保护渣结晶能力逐渐增加；随着CaO/Al2O3比的增加，析出晶体类型由CaF2、LiAlO2逐渐发展到铝酸钙系列晶体及CaO；为减少渣条产生及提高渣耗，保护渣CaO/Al2O3为0.9～2.0时比较合适.3.3 现场应用于雄等[24]使用SiO2含量为4.37%的非反应性CaO-Al2O3渣系高铝钢保护渣进行了20Mn23AlV无磁钢(w(Al)为1.5%～2.5%)的连铸试验，铸坯表面有少量裂纹、无明显凹陷；但钢液面的保护渣有少量的结团现象，液渣层厚度较薄，渣耗偏低，安全起见，仅浇铸了35min便换用CaO-SiO2渣系保护渣进行浇铸.Liu等[38-39]采用非反应性高铝钢保护渣(w(CaO+Al2O3)=56.3%，w(SiO2)=3.5%，w(B2O3)=10.3%，CaO/Al2O3=1.0)浇铸裂纹敏感性强的高铝的高铝TRIP钢(铝含量为0.9%，碳含量为0.1%)，虽然在改善铸坯质量方面效果明显，但存在渣圈粗大、润滑不足、渣耗偏低、不能进行连续浇铸的问题.由于CaO-SiO2渣系保护渣反应强烈，成分及性能变化剧烈，而CaO-Al2O3渣系保护渣结晶性太强，导致不能进行连浇，因此，设计一种介于反应性CaO-SiO2渣系和非反应性CaO-Al2O3渣系渣之间的CaO-SiO2-Al2O3渣系保护渣(即弱反应性保护渣，less-reactive)，使其在发生相对较弱的反应后，其性能仍然能够满足铸坯润滑和渣耗的需要，并能够最终改善铸坯表面质量，是高铝钢保护渣研究的另一思路.刘奇等[40]基于CaO-SiO2-Al2O3三元系相图设计了SiO2含量为 20%的CaO-SiO2-Al2O3连铸保护渣，采用热丝法模拟了CaO/Al2O3比对该渣系保护渣结晶行为的影响.结果显示，随着CaO/Al2O3比的增加，保护渣的结晶性增强；CaO/Al2O3为0.7～1.3时，凝固固相分数较小，具有与现用工业渣相似的润滑作用.综合考虑其传热与润滑作用，高铝钢保护渣中CaO/Al2O3比的适合范围应为0.7～1.3.何生平等[13]研究的双高(高碱性、高玻璃化)保护渣，即在CaO-SiO2-Al2O3渣系保护渣(其主要成分CaO为26.02%，SiO2为15.53%，Al2O3为18.04%)的基础上，采取多组分且各组分的含量相当的配渣原则，增加保护渣中B2O3、BaO 及SrO等物质的含量，特别是用MnO抑制SiO2与钢水中Al的反应.使用该渣在0.4～0.5 m·min-1的条件下浇铸碳含量0.3%～0.4%，铝含量0.7%～1.2%的高铝钢，渣条少，渣面活跃，铸坯表面及皮下质量正常.王谦等[41-42]发明了分别针对Al含量为0.5%～3.5%和1.0%～3.5%的高铝钢连铸保护渣，其主要成分含量分别是CaO 15%～40%，SiO2 3%～15%，Al2O3 10%～20%和CaO 15%～35%，SiO2 10%～25%，Al2O3 12%～15%.将上述保护渣在国内某钢厂分别用于实际生产，在浇铸过程中结晶器液面状况良好，保护渣性能稳定，生产的铸坯表面及皮下质量良好，铸坯原始合格率达99%以上.高铝钢保护渣最令人困扰的问题就是在浇铸过程中会发生严重的渣-钢反应，导致成份及性能的显著改变.尽管如此，从工艺顺行的角度，目前使用的高铝钢保护渣仍以反应性的CaO-SiO2渣系保护渣为主.在设计此类保护渣时，应重点考虑钢中铝含量及拉坯速度对反应量的影响.非反应性的CaO-Al2O3渣系保护渣在高铝钢浇铸中有很好的应用前景，但仍需进一步研究以解决该渣系本身结晶过强，消耗偏低，连浇炉数低的问题.【相关文献】[1] Wang W, Kenneth B , Alan C. 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高档连铸保护渣的主要原料
高档连铸保护渣的主要原料（基料）DCS 产品简介1、以优质硅石（SiO2≥99%）和优质石灰石（CaCO3≥97%）为原材料，以洁净的电为能源，在高温下熔融合成SiO2+CaCO3--- CaCO3+CO2 ↑. DCS 为硅灰石（硅酸钙）系列产品。
人工合成硅灰石比天然硅灰石具有稳定的化学成份，物相结构均匀。
熔融隐晶质玻璃体，以电为能源，杂质极少。
烧失量几乎为零，是理想的冶金连铸保护渣基料，同时也是焊条涂药等最理想的原料。
2、借助人工合成的硅灰石生产工艺，根据不同种类保护渣基料的要求，本公司经过先进配方的设计，其它少量特殊原料的选择，可以生产出多种型号保护渣基料，并根据用户要求，可以调节CaO/SiO2 的比值，重要的是，同时可加入Na2O 、BaO、 Li2O、 Al2O3、 MnO 、CaF2(F)等原料，一次合成。
满足用户对不同钢种的特殊要求。
3、连铸保护渣分为四类：粉状保护渣、颗粒保护渣、发热型保护渣、预熔型保护渣。
本公司生产为预熔型保护渣，是保护渣分类中的最优级。
预熔型保护渣，是将各种造渣原料硅石、石灰石，纯碱，萤石等混匀后放入预熔炉（电炉）熔化成一体，经水淬冷却后干燥磨细，并添加适当熔速调节剂（石墨或碳黑），就得到预熔性粉状保护渣，预熔保护渣还可进一步加工成中空颗粒保护渣。
预熔保护渣制作工艺复杂，成本较高。
但优点是提高保护渣成渣的均匀性。
无粉尘飞扬，不污染环境。
4、连铸保护渣的作用是，在浇注的过程中，要向结晶器钢水面上不断添加粉末状或颗粒状的渣料（保护渣），它的作用有以下几个方面：（1）绝热保温防止散热；（2）隔开空气，防止空气中的氧进入钢水发生二次氧化，影响钢的质量；（3）吸收溶解从钢水中上浮到钢渣界面的夹杂物，净化钢液；（4）在结晶器与凝固壳之间有一层渣膜起润滑作用，减少拉坯阻力，防止与铜板的粘结。
（5）充填坯壳与结晶器之间的气隙，改善结晶器传热。
一种好的保护渣，应能全面发挥上述五个方面作用，以达到提高铸坯表面质量，保证连铸顺行的进行。
保护渣简介
保护渣简介保护渣的性能测定一、保护渣的作用1）绝热保温向结晶器液面加固体保护渣覆盖其表面，减少钢液热损失。
由于保护渣的三层结构，钢液通过保护渣的散热量，比裸露状态的散热量要小10倍左右，从而避免了钢液面的冷凝结壳。
尤其是浸入式水口外壁四周覆盖了一层渣膜，减少了相应位置冷钢的聚集。
2）隔绝空气，防止钢液的二次氧化保护渣均匀地覆盖在结晶器钢液表面，阻止了空气与钢液的直接接触，再加上保护渣中碳粉的氧化产物和碳酸盐受热分解溢出的气体，可驱赶弯月面处的空气，有效地避免了钢液的二次氧化。
3）吸收非金属夹杂物，净化钢液加入的保护渣在钢液面上形成一层液渣，具有良好的吸附和溶解从钢液中上浮的夹杂物，达到清洁钢液作用。
4）在铸坯凝固坯壳与结晶器内壁间形成润滑渣膜在结晶器的弯月面处有保护渣的液渣存在，由于结晶器的振动和结晶器壁与坯壳间气隙的毛细管作用。
将液渣吸入，并填充于气隙之中，形成渣膜。
在正常情况下，与坯壳接触的一侧，由于温度高，渣膜仍保持足够的流动性，在结晶器壁与坯壳之间起着良好的润滑作用，防止了铸坯与结晶器壁的粘结；减少了拉坯阻力；渣膜厚度一般在50~200^m5）改善了结晶器与坯壳间的传热在结晶器内，由于钢液凝固形成的凝固收缩，铸坯凝固壳脱离结晶器壁产生了气隙，使热阻增加，影响铸坯的散热。
保护渣的液渣均匀的充满气隙，减小了气隙的热阻。
据实测，气隙中充满空气时导热系数仅为0.09W/m・K,而充满渣膜时的导热系数为1.2W/m・K,由此可见，渣膜的导热系数是充满空气时的13倍。
由于气隙充满渣膜，明显地改善了结晶器的传热，使坯壳得以均匀生长。
二、保护渣的构成1）液渣层当固体粉状或粒状保护渣加入结晶器后与钢液面相接触，由于保护渣的熔点只有1050C ~1100C,因而靠钢液提供的热量使部分保护渣熔化，形成液渣覆盖层。
这个液渣覆盖层约10~15mm厚，它保护钢液不被氧化，又减缓了沿保护渣厚度方向的传热。
在拉坯过程中，结晶器上下振动。
保护渣测试实验室报告
D1 =
η (Vm − Vc)
D1
(T1 − Ts ) • DT T1 − T2
(１) ( ) (２)
式中：Vm——结晶器振动速度，m/s； Vc——拉坯速度，m/s； η——保护渣膜的粘度，Pa·S； D1——液渣膜厚度，m； DT ——渣膜总厚度，m； T1——凝固坯壳温度， ℃ ； T2——渣膜温度， ℃ ； TS——保护渣熔点，℃。
１.1.3 保护渣具有吸收钢液中上浮夹杂物的作用
保护渣应具有吸收钢液中上浮夹杂物的能力， 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， 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。目前做到使保护渣具有吸收夹杂物的能力并不难， 和皮下大量夹杂。目前做到使保护渣具有吸收夹杂物的能力并不难， 难在保护渣吸收大量夹杂物之后，还要保持其良好的性能， 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。 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， 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 使保护渣的性能有较大的变化， 保护渣的碱度、 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。保护渣加入到这一类钢液面上，进行如下反应： 度发生较大的变化。保护渣加入到这一类钢液面上，进行如下反应： )+4[Al]=3[Si]+2 3(SiO2)+4[Al]=3[Si]+2(Al2O3) (SiO2)+[Ti]=[Si]+(TiO2) )+2[Re]=[Si]+2 (SiO2)+2[Re]=[Si]+2[ReO] 解决这一类钢种时，常选用高碱性高玻璃化的保护渣， 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。 效果。
连铸三大件
在连铸过程中，钢水在结晶器内形成坯壳，初始坯壳是在钢液与保护渣交界之处开始形成的，故起到了隔绝空气，防止钢水二次氧化的作用。
保护渣随着结晶器的振动，从弯月面处流入结晶器和坯壳的气隙中。
由于结晶器的冷却作用，熔渣沿着结晶器壁在初生的坯壳表面形成凝固的渣皮。
渣皮随着结晶器向下振动而被带到下方，在坯壳与结晶器之间形成了保护渣层，随着拉速的提高，钢水与结晶器壁的热交换加强，坯壳表面升温，此时的保护渣层被加热而形成熔融状态的渣膜，用来润滑铸坯坯壳与结晶器壁，防止“黏结”现象产生。
结晶器上部，由于坯壳紧贴结晶器壁而受到急剧冷却，而下部由于坯壳的收缩产生的气隙，致使热阻增加，导出热量减少。
恰好渣膜均匀地填充其中，既减少了结晶器上部的热传导又加速了结晶器下部的热传导，促进坯壳的均匀生长，防止热裂纹的产生。
随着拉坯连续进行，保护渣不断地被带出结晶器。
为保证连续浇注必须不断地分批向结晶器内添加相应量的保护渣。
通常保护渣耗量为吨钢0.5kg左右。
为了保证各渣层具有合适的厚度，添加新保护渣时要做到勤加、少加，黑渣操作。
问：保护渣的主要理化性能指标有哪些项目？[答]：检验保护渣理化性能的指标主要有：（1）熔化温度。
由于多组分的熔渣通常没有固定的熔点，因而把具有一定流动性时的温度定义为“熔化温度”，通常称之为“半球点”。
（2）熔化速度。
熔化速度是指保护渣在一定温度下单位时间内其熔化的量。
（3）分熔倾向。
渣粉在熔化过程中总是低熔点的组分先熔化，高熔点的组分后熔化，由此会破坏熔渣层的均匀性。
（4）黏度。
黏度是指保护渣在一定温度下的粘滞程度，一般是在1300℃时测定的。
（4）表面张力。
表面张力是研究渣—钢界面现象和界面反应的重要参数。
问：结晶器保护渣与浸入式水口的作用有哪些？[答]：结晶器保护渣的作用是：（1）隔绝空气，保护结晶器液面不受空气二次氧化；（2）绝热保温；（3）吸收钢液中上浮的夹杂物；（4）润滑凝固坯壳并改善凝固传热。
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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。
连铸结晶器保护渣已经成为连铸工艺过程必须的关键性材料，对铸坯质量及连铸工艺顺行发挥着不可替代的作用。
1 连铸保护渣的组成现用的保护渣一般由三部分组成：基料、助熔剂和熔速调节剂。
基料一般为CaO-SiO2-A12O3系的物质为基础，通过CaO、SiO2、A12O3加入量的合适搭配来确定其主要的性能。
同时加入适量的Na2O，CaF2，K2O，MgO，BaO，Li2O，B2O3，MnO等化合物作助熔剂，根据加入的物质的特性的差别来调节熔点和粘度，并且稳定保护渣的组成。
接着根据各钢种及操作工艺加入不同量、不同种类的碳素材料作为熔速调节剂，保证保护渣的铺展性和性能的稳定性。
2 连铸保护渣的作用加入结晶器钢液面的保护渣，在钢水释放的热量作用下，逐渐升温并发生烧结、熔化，在结晶器钢液面上形成双层、三层或多层的渣层结构。
流入铸坯与结晶器壁间隙的保护渣，在结晶器壁的冷却下，靠结晶器壁侧凝固形成玻璃体和结晶体组成的固态渣膜，靠坯壳一侧维持液渣的状态。
随着结晶器振动和拉坯的进行，液渣和部分固渣膜被带出结晶器下口，在二冷水作用下与铸坯分离，由此完成保护渣的消耗过程。
保护渣从加入到离开结晶器这一过程中所发挥的作用可归结为：（1）防止钢液特别是钢液弯月面的二次氧化。
保护渣加入到结晶器内的钢液面上，熔化后形成一定厚度的液渣层，并均匀覆盖钢液面，该液渣层起到了隔绝钢液与空气接触的作用，进而可防止钢液的二次氧化。
（2）对裸露的钢液绝热保温。
钢液表面的凝固和弯月面初生坯壳的提前凝固对铸坯表面将产生不良影响。
因为钢液中的上浮夹杂物有可能被凝固的铁的结晶器捕集，形成一个有金属和氧化物组成的硬壳结构，被卷入坯后可能造成严重的缺陷。
渣的保温作用可以通过覆盖在钢液面上具有温度低，体积密度小的粉渣层来实现。
（3）吸收和溶解非金属夹杂物。
进入结晶器的钢液不可避免地带入非金属夹杂物，此外结晶器内铸坯液相穴内上浮到钢液弯月面的夹杂物有可能被卷入坯壳形成表面和皮下夹杂缺陷。
从热力学的观点来看，硅酸盐渣系能吸收和溶解此类非金属夹杂物，但其溶解速度受到许多因素的影响。
研究表明，低粘度、高碱度、低Al2O3和高CaF2及Na2O含量的渣对吸收夹杂有利。
（4）控制传热的速度和均匀性。
由于结晶器和铸坯之间形成的渣膜，坯壳向水冷结晶器铜壁和敞开浇注比较有很大的变化，传热的均匀性得到了改善。
（5）在结晶器和坯壳之间起到润滑作用，使铸坯顺利拉出。
熔融的保护渣随铸坯的拉出而进入铸坯与结晶器的间隙，形成0.1～1.5mm厚的渣膜。
在结晶器的一侧，由于温度较低而呈固态，在坯壳的一侧，由于温度高于渣的结晶温度而呈液态，因此能够减小铸坯和结晶器间的摩擦3 连铸保护渣进入结晶器的行为连铸保护进入结晶器中会发生如图1所示的行为。
由图可知保护渣进入结晶器会出现如下关键现象：(1)保护渣融化；(2)形成渣熔池；(3)熔渣流入结晶器和铸坯之间；( 4)形成固态渣和液态渣膜。
图1保护渣在结晶器内行为示意图当保护渣加入到结晶器内钢液上，就覆盖在钢液面上，分为粉渣层、烧结层及熔渣层（如图2），当结晶器有规律地上下振动时，熔渣渗入到结晶器壁与坯壳之间的缝隙中，形成一层极薄的渣膜，这层渣膜贴在结晶器的一面为固态渣膜—玻璃态，而贴在铸坯的一面为液态渣膜—流动的液体（如图2），两层之间的温度及状态是逐渐过渡的，对润滑和传热方面起着重要作用，液态渣膜能够润滑凝固坯壳与结晶器之间的界面，防止二者发生粘结，结晶器与铸坯间摩擦力的大小是保护渣润滑效果的直观体现，摩擦力减小，有利于铸坯润滑，改善铸坯的表面质量，保证连铸工艺顺行，避免粘结漏钢发生，具有良好润滑作用的保护渣，应能使坯壳与结晶器间的摩擦力降至最小；由于结晶器冷却水作用形成的固态渣膜层对于控制传热具有重要作用，从高温钢水到结晶器冷却水的传热机理是非常复杂的，该传热过程包括以下几个环节（如图3）：（1）凝固坯壳的传热；（2）保护渣渣膜的传热；（3）固态渣膜与铜结晶器壁间界面传热；（4）结晶器的传热。
因为凝固坯壳和结晶器壁的导热系数比较大，液渣层传热能力较强，所以量从高温钢水传输到结晶器冷却水的限制性环节是固态渣膜与铜结晶器壁之间的界面传热。
根据Shibata.H 的研究结果，由于固相接触，存在于结晶器与固态渣膜之间的界面热阻的大小与表面粗糙度有关，又因为结晶器壁是光滑的，所以影响结晶器与固态渣膜之间界面热阻大小的关键因素是固态渣膜表面粗糙度。
液渣层越厚，润滑越好，而液渣层厚度增加将导致固渣层减薄，不利于传热，这就要求固态渣膜有良好的传热性能。
图2结保护渣分布示意图图3保护渣固态渣膜和液态渣膜温度分布示意图4 保护渣的主要理化性能指标连铸过程对保护渣的物理及化学性质有着一定的要求，因此在保护渣的研制和试用过程中要对熔化温度、粘度等基本性质要进行测定。
化学成分及碱度。
常用的碱度为渣中的CaO与SiO2的比值，即CaO/ SiO2，一般CaO/ SiO2在0.7～1.5之间，碱度主要影响保住渣的粘度—温度曲线、吸收夹杂的能力、结晶性能并进而影响传热特性。
碱度取值主要由浇注的钢种决定，通常，高碳钢、含易氧化元素较多的合金钢保护渣碱度较低其值约为0.7～1.0；裂纹敏感性较强的中碳钢保护渣粘度较高，约为1.0～1.5；而普通碳素钢中的低碳钢、中碳钢及低合金钢保护渣碱度取值居中，约为0.9～1.0。
熔化温度（熔点）。
保护渣是由多种氧化物和氟化物组成的多元体系，因此没有固定的熔化温度，因此定义熔化温度为，保护渣在升温过程中由固态转变为液态的温度。
对于多组分硅酸盐熔渣，熔化温度是一个区间。
熔化温度对熔渣层厚度和保护渣消耗等有重要影响。
熔化温度主要测试方法有热分析法、淬火法、差热分析法以及半球点法和三角锥法。
各种分析法有时差别很大，比较精确地方法有热分析法、差热分析法、和淬火法，但是操作和分析复杂。
目前，保护渣采用半球点法作为保护渣熔化温度分析的行业标准。
通常人们把当以一定升温速度加热到使试样由圆柱形变成半球形的温度称为熔化温度，简称为熔点。
一般认为应低于结晶器内钢液弯月面的温度，也有人主张应比结晶器下段的坯壳温度低50℃。
这样控制保护渣的熔化温度的目的在于，使粉渣在弯月面处保持熔融状态，并使结晶器上部铸坯凝固壳表面的渣膜处于粘滞的流动状态，起到充分润滑铸坯的作用。
保护渣的熔点过高，熔渣层厚度减小，影响保护渣的润滑能力，可能导致纵向裂纹的出现，甚至可能发生漏钢事故；熔点过低，会影响保护渣的绝热保温性能，导致铸坯表面产生冷皮，横向裂纹等缺陷。
国内外保护渣的研究表明，大多数板坯保护渣的熔化温度控制在1050～1200℃。
流动性能。
粘度是表示熔渣中结构微元体移动能力大小的一项物理指标，即在一定温度下河一定剪切力作用下熔渣流入坯壳与结晶器间隙能力的大小。
它是衡量保护渣润滑性能的重要指标。
现在大多测其在1300℃条件下的值，常用保护渣的粘度（1300℃下测定）为0.05～0.15Pa·S。
粘度直接影响到熔渣吸收氧化物夹杂的速度和润滑铸坯的效果。
它受化学成分和温度的控制，生产中主要靠助熔剂来调节。
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。
粘度的测试方法有斜舟法、振动法、圆柱体旋转法。
凝固温度是指熔渣从液态向固态转变的温度，理论上应对应熔渣的液相线温度，但为便于测试，国内外目前习惯将粘度—温度曲线的转折点温度Tbr定义为凝固温度。
连铸保护渣的凝固温度对连铸坯的润滑与传热有重要影响，对裂纹敏感性钢种的浇注有重要意义。
结晶性能。
保护渣的结晶性能主要包括结晶温度和以一定冷却条件下的结晶率、结晶速度以及结晶析出物相组织等内容。
结晶性能影响着铸坯受到的摩擦力以及铸坯向结晶器壁传热的，对铸坯表面裂纹缺陷和粘结及漏钢事故由很大的影响。
结晶温度是指熔融保护渣在一定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；结晶率是指凝固渣膜中结晶相所占的比例。
结晶率也对保护渣的传热和润滑功能有重要作用。
目前对结晶率测试及评价主要有观察法、X射线法、热分析法、热膨胀系数法以及理论预测等。