品种钢优特钢连铸保护渣技术

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品种钢优特钢连铸保护渣技术
1.保护介质的工艺功能是什么?
　 保护介质有以下主要功能：
　 (1)把液体金属与空气隔开防止二次氧化；
　 (2)减少中间包、结晶器钢液面的热辐射损失，防止表面结壳；
　 (3)吸收从钢液中上浮的夹杂物；
　 (4)在结晶器铜壁与凝固坯壳之间起润滑作用。
　 为完成上述功能，保护介质必须具备有良好的物理性能。
　
2.保护浇注有哪些方法。其含义分别是什么?
　 概括地说有四种：
　 (1)气体保护法。目前常用氩气、氮气作为保护气体，因其对于钢液是惰性气体，它与钢液中的活泼元素(如Al、Ti、Si、Mn)不发生化学反应；作为钢包→中间包或中间包→结晶器的保护气体，保护气体中的[O2]<l％，才能有效地防止二次氧化，起到保护作用。
　 (2)液体保护剂。液体保护剂可分为三类：矿物油、植物油和合成油。合成油一般是矿物油的混合物。
　 小方坯连铸机敞开浇注的结晶器目前广泛使用菜籽油作润滑保护剂。油流到结晶器四周的铜壁并附着其上形成油膜，当油膜与高温坯壳接触就裂解，油挥发成含CH化合物的还原性气体，在弯月面起防止空气二次氧化的作用，同时有碳沉积在铜壁上，当结晶器向下运动时，油或碳被挤入到坯壳与结晶器壁之间起润滑作用。菜籽油用量一般为0.2—0.3L/t钢。
　 (3)固体保护剂。中间包钢液面用覆盖剂(如碳化稻壳)或双层结构的覆盖渣，结晶器采用保护渣，均可防止二次氧化。目前浇注优特钢品种均采用专用结晶器保护渣进行保护浇注。
　 (4)物理保护法。连铸生产优特品种钢的过程中，采用较多的物理保护方法是：钢包→中间包采用A1一C质长水口，将长水口插入中间包熔池里100mm左右，机械地把注流与空气隔开，同时避免了注流冲击到中间包熔池面引起的钢水裸露和飞溅造成的二次氧化。
　 保护的关键是钢包滑动水口与长水口连接部位密封状况，该区域是空气最容易进入的部位。因长水口内径大未被钢流充满，如同一个抽气泵把空气从接缝处吸入。为防止在接缝处吸入空气，可采用下述办法解决：
　 1)接缝处使用耐火纤维密封圈；
　 2)接缝处使用金属环并通氩气；
　 3)在接缝处直接通氩气；
　 4)在接缝严密处通人氩气，使长水口顶部区形成正压区。
　 　　
3.钢包→中间包使用长水口保护的效果如何?
　 连铸优特品种钢的过程中，钢包→中间包使用长水口保护浇注后的效果体现在如下几个方面：
　 (1)减少了钢中总氧量。铸坯中总[0]在使用长水口时为20～25×10-6，在敞开浇注时为40～50×10-6。总[0]减少，说明铸坯中A1203夹杂少了。
　 (2)减少了钢中酸溶铝损失。钢包→中间包钢水[Al]损失，对塞棒钢包，用长水口为0.0054％，敞开浇注为0.0119％。对滑动水口钢包，用长水口为0.0018％，敞开浇注为0.0196％。采用长水口后，由于[A1]氧化少了，几乎消除了铸坯皮下A1203夹杂。用火焰清理铸坯表面发现，使用长水口保护的95％铸坯无皮下夹杂，而未用的为63％。
　 (3)减少了渣中Al203含量。使用长水口浇注，中间包渣中A1203达20％～25％，结晶器渣A1203<10％；而敞开浇注时，中间包渣中A1203为30％～40％，结晶器渣A1203为10％～20％。结晶器保护渣中A1203降低，改善了渣子流动性，传热均匀，减少了铸坯纵裂和漏钢，同时也降低了A1203堵水口的概率。
　 (4)由于夹杂物的减少，提高了产品的质量。
　 (5)减少了钢水温度损失，减少吸[N]10～30×10-6，且有利于稳定操作和安全生产。
　　　
4.结晶器保护渣与浸入式水口的作用有哪些?
　 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。
　 结晶器保护渣必须与浸入式水口配合使用，钢包(大包)向中间包注入钢水时也采用浸入式水口。
　 浸入式水口的作用是：
　 防止注流的二次氧化，避免注流将钢液面上的浮渣带入铸坯，并可使结晶器内液面平衡，防止注流冲刷凝固层造成漏钢和拉裂。
　　　
5.保护渣的主要理化性能指标有哪些项目?
　 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。
　 (5)表面张力。表面张力是研究渣一钢界面现象和界面反应的重要参数。

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6.保护渣在结晶器中的机理是什么?
　 当固体粉状保护渣加入结晶器后，吸收高温钢水热量，迅速地在钢水面上形成液渣层。液渣层之上是烧结层(亦称过渡层，其中包括半熔层)，最上面则是松散的粉状层，这就是常说的三层结构。
　 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，从弯月面处流人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。
　　　
7.高拉速连铸保护渣有哪些特点?
　 当拉速大幅提高时，钢液面上液渣层厚度会随拉速提高而减薄，成渣速度跟不上，液渣来不及补充到规定的厚度，这样会引起坯壳和铜板之间渣膜很薄甚至没有导致黏结漏钢事故。同时也使铸坯纵裂纹的发生概率增加。因此随着拉速提高，应设法保持保护渣的消耗量，以稳定液渣层厚度。具体如：提高渣的熔化速度，以控制液渣层厚度在10～20㎜之间，保证流入坯壳和铜板之间渣量稳定。降低渣的熔点，半球点温度小于1150℃。降低渣的黏度，在1300℃的黏度小于0.1Pa·s。
8.包晶钢连铸保护渣有哪些特点?
　 包晶钢在凝固过程中发生L+δ→γ的包晶反应，坯壳体积收缩大。γ比δ线收缩量增加3.8％。较大的体积收缩常引起坯壳大量的断续凹坑，还易引起表面纵裂纹。因此包晶钢连铸用保护渣应具有能改善铸坯传热，加强保护渣的结晶性能，液渣层流人通道均匀，渣耗稳定。
　　
9.低碳钢对保护渣性能设计有哪些要求?
　 首先低碳钢的钢中[C]<0.08％或0.06％。这类钢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，加速钢水凝固防止黏结漏钢，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，使发生黏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，通常保护渣黏度选择较低的范围，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害。因此，连铸低碳钢满足以上要求，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。
10.中碳钢对保护渣性能设计有哪些要求?
　 中碳钢的钢水凝固过程中发生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，避免纵横向的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，利用结晶器膜中的“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。
　　　
11.高碳钢对保护渣性能设计有哪些要求?
　 高碳钢的特点是热强度差，浇铸温度和浇铸速度较低，同时容易产生黏结漏钢，高碳钢容易黏结，这与初始生成的坯壳凝固收缩小有关，故高碳钢保护渣设计的重点应放在保证润滑上。为此，设计该保护渣的黏度和凝固温度要低些，渣膜玻璃化倾向要大些，以保证良好的润滑性能，但也要考虑高硫钢热强度差的特点，适当调节保护渣的热阻。另外，由于高碳钢液相线温度低，浇铸温度较其他钢种低，保护渣性能设计也要考虑此温度的影响，为了防止钢水冻结，高碳钢要使用隔热性能好的保护渣，体积密度要低，碳的加入量可稍高些，甚至可达20％左右。
　　　
12.特殊钢对保护渣性能设计有哪些要求?
　 特殊钢钢水成分相差较大，这种类型的保护渣配方较为复杂，往往根据钢的用途及易出现缺陷的状况而特殊配置。
　　 　
13.不锈钢连铸中该选用何种保护渣?
　 不锈钢中含有Cr，Ti和Al等易氧化元素，生成的Cr2O3，TiO2和A12O3等均为高熔点氧化物，使钢水发黏；当保护渣吸收溶解这些夹杂物达到一定程度后，就会析出硅灰石和铬酸钙等高熔点晶体，破坏了液渣的玻璃态，导致保护渣熔点明显升高，液渣随之而变稠，渣子结壳，影响铸坯的表面质量。为此用于不锈钢浇注的保护渣应具有净化钢中Cr2O3和TiO2等夹杂物的能力，在吸收溶解这些夹杂物后仍能保持保护渣性能的稳定。浇注含铬不锈钢可采用CaO—SiO2一A12O3一Na2O—CaF2系的保护渣，并配入适量的B2O3，可以降低液渣的黏度，并能使凝渣恢复玻璃态，不再析晶。消除了Cr203的不利影响，保持了保护渣的良好性能。

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14.连铸保护渣的组成和化学成分有哪些?
　 连铸保护渣是一种以硅酸盐为基料的并含有多种熔剂和碳质骨架材料的功能性材料，是钢铁冶金连铸过程中的关键辅料，主要用于连铸结晶器内，在钢液面上熔化，一般形成液渣层、烧结层、熔渣层三层结构，正常连铸条件下，熔渣在弯月面处填入结晶器与铸坯间的间隙，对铸坯表面质量及连铸工艺的顺行具有重要影响。连铸保护渣主要由基料、助熔剂和碳质材料三大部分组成，含有CaO、Si02、Na20、CaF2、A1203、MgO等化学组分。
　　　
15.连铸保护渣按照制作工艺及外观分为几类?
　 连铸保护渣按制作工艺及原料分为机械混合型和预熔型，按外观特征分为粉末渣和颗粒渣，其中颗粒渣又分为实心颗粒渣和空心颗粒渣。
　 机械混合型保护渣，其特点是成本低，但使用效果稳定性难于保证，此外，对环境污染较严重；预熔型保护渣是将各种造渣料混合均匀后熔化，冷却后加入碳质材料得到的保护渣，进一步可以通过加入添加剂制得颗粒状保护渣，特点是制作工艺复杂，成本较高，但成渣均匀性优于机械混合型。
　　
16.连铸保护渣在连铸过程中有何作用?
　 连铸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)对结晶器钢液面绝热保温，避免冷凝；
　 (2)保护钢液面不受空气二次氧化；
　 (3)吸收钢液中上浮的夹杂物；
　 (4)润滑铸坯与结晶器；
　 (5)均匀和调节凝固坯壳向结晶器的传热。
　 在上述诸多功能中，最重要的是吸收夹杂、润滑及控制传热。
　　
17.连铸保护渣主要物化性能指标有哪些?
　 连铸保护渣主要物化性能指标有：
　 (1)熔化特性(熔点和熔速)；
　 (2)流动特性(黏度、凝固温度)；
　 (3)结晶性能(结晶温度及晶体状态)；
　 (4)铺展性和透气性能。
18.影响保护渣吸收钢中夹杂物的主要因素有哪些?
　 连铸保护渣的重要功能之一是快速吸收从钢液上浮至渣一钢界面的夹杂物并保持高温物理性能的稳定。连铸保护渣吸收A1203夹杂物的能力主要决定于保护渣的黏度和原始渣中A1203的初始含量。保护渣的黏度越低(碱度越高)、渣中初始A1203含量越低，保护渣吸收夹杂物能力越强。
　　 　
19.连铸保护渣控制传热的机理是什么?
　 通过保护渣削弱弯月面区域热流密度的机理包括：固渣膜厚度增加，可增大热阻；渣膜中析出晶体对红外辐射的散射和渣膜对红外辐射的吸收可降低辐射传热；结晶体内的微孔和界面极大地削弱晶格振动，从而减弱传导传热；当与结晶器壁接触的渣膜为晶体时，由于晶体密度大于玻璃体密度，因此晶体的收缩导致渣膜与结晶器壁间产生气隙，增大了渣膜与结晶器壁的接触热阻；当与结晶器壁接触的渣膜为晶体时，由于晶体表面粗糙度比玻璃体高，减少了结晶器壁与渣膜的接触面积，也增大了渣膜与结晶器壁的接触热阻。

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20.为什么要提高保护渣保温性能，其影响因素有哪些?
　 将固体保护渣加入结晶器钢液面上，其隔热保温作用不仅在于防止钢液面上凝结冷钢，更重要的作用是提高弯月面区域温度，一方面提高弯月面初生凝固坯壳的热塑性变形能力，另一方面促进弯月面处钢一渣的分离以提高坯壳纯净度。近年来的研究还发现，通过改善保护渣的保温特性，还可减少圆坯或方坯的皮下针孔缺陷。
　 影响保温性的主要因素是保护渣颗粒粒级分布及堆积状态。容重越小，保温性能越好；闭孔较多的空心颗粒保护渣保温性较好。此外保护渣中碳质材料含量、种类、粒径分布通过影响烧结和熔化特性对保温性也有影响。
　　　
21.什么是保护渣的铺展性能?
　 铺展性表征了保护渣加入结晶器后覆盖钢液面的能力。铺展性好→保护渣更容易分散到整个结晶器表面→获得厚度均匀的固渣层，也有利于实行自动加渣；反之，则可能出现保护渣的局部堆积，结晶器钢液面上各处固渣层厚度差别较大。增大保护渣颗粒度和比重可提高铺展性。
　 对于结晶器液面翻卷严重的浇铸工艺，为避免颗粒渣滚动性太好造成液面局部裸露，可采用在加热过程中能膨胀为粉状或片状的颗粒渣。
22.什么是保护渣的黏度。主要测试方法是什么?
　 黏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。
　 ƒ=ηAdυ/dx
　 式中ƒ—内摩擦力；
　 A—接触面积；
　 dυ/dx—垂直于流动方向速度梯度；
　 η—黏度系数，Pa·S或N·s/m2。
　 保护渣黏度是表征在一定温度和一定剪切力作用下熔渣流入铸坯与结晶器间隙能力的大小。黏度值的大小合适是保证保护渣熔渣能够顺利填入结晶器与铸坯间通道，保证渣膜厚度，保证合理的传热速度和润滑铸坯的关键。主要采用旋转黏度计法测量。由于在结晶器内，与液态及固态钢相接触的保护渣处在1500～1100℃的温度区间内。通常采用1300℃下的黏度作为一个重要的指标来衡量保护渣流动性能。
　　
23.什么是保护渣的熔点，其主要测试方法有哪些?
　 保护渣的熔化温度表征熔渣在升温过程中由固态转变为液态的温度，是反映保护渣熔化特性的重要指标，对熔渣层厚度和保护渣的消耗等有重要的影响。炉渣的熔点指炉渣完全熔化的温度，多元系炉渣的熔化温度是一个温度区间。由于公认的原因，国内外均采用半球点法熔点仪检测保护渣的熔化性温度，这种方法检测出的熔化温度俗称半球点温度，是保护渣熔化特性的表观温度，在一定的程度上可以反映保护渣这类硅酸盐物质的熔化性能。
　　
24.什么是保护渣的熔化速度，其影响因素主要有哪些?
　 保护渣的熔化速度是指保护渣在单向受热且受热面温度保持一定的条件下，单位时间、单位面积上熔化的保护渣量称为熔化速度；或一定质量的试样在一定温度(如1350℃)下，完全熔化所需要的时间。它是评价保护渣供给液渣能力的重要参数，是控制熔渣层厚度、渣膜均匀性和渣耗的主要手段。碳质材料对其熔速有很大的影响。
　 保护渣的熔化速度测定方法有渣柱法、塞格锥法、熔化率法和熔滴法，目前广泛采用渣柱法。但应该说明的是除熔滴法外，其他方法都只能定性说明碳质材料对保护渣熔化速度的影响。
　　　
25.什么是保护渣的转折温度和凝固温度，其主要测试方法是什么?
　 凝固温度是指熔渣从液态向固态转变的温度，理论上对应于熔渣完全熔化温度。在连铸保护渣中特别是在高碱度渣或析晶性能较强的渣中，凝固温度一般采用黏度一温度曲线法确定，即在黏度温度曲线上，黏度发生突变的点，称为转折温度Tbr。连铸保护渣的凝固温度(转折温度)对连铸坯的润滑和传热有重要影响，对表面裂纹敏感性钢种和黏结敏感性钢种的浇注有重要意义。
　　　
26.什么是保护渣的结晶温度，其主要测试方法是什么?
　 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，它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、热丝法和黏度一温度曲线法(转折温度)等，结晶温度与转折温度(凝固温度)没有必然对应关系，不能混为一谈。
　　
27.什么是保护渣的二元碱度和综合碱度?
　 保护渣二元碱度定义为熔渣中％CaO/％SiO2之比，综合碱度考虑了渣中CaF2的影响，即(％CaO+56/78×％CaF2)/％Si02。
　　
28.如何现场评价连铸保护渣的使用性能?
　 保护渣使用性能可以通过如下方面进行评价：
　 (1)结晶器液面状况。渣条少，液渣层厚度稳定，消耗量合理，性能稳定；
　 (2)铸坯表面质量。平整度好，振痕规整，振痕深度合理，无各类裂纹和夹渣缺陷；
　 (3)大批量统计，黏结少，结晶器热流或进出水温稳定，摩擦力或拉矫机电流稳定。

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29.为什么要维持一定的液渣层厚度?
　 维持合适熔渣层厚度的意义：存储足够熔渣，便于熔渣均匀稳定地流入铸坯与结晶器壁间隙，以保障对铸坯的润滑；将钢液面与空气隔开，防止钢水被氧化；吸收上浮夹杂，以减少弯月面处夹杂聚集造成的铸坯表面或皮下夹杂；对于超低碳钢，熔渣层将富碳层与钢液面隔开，减少保护渣对铸坯增碳。通常熔渣层厚度为振幅的1.5—2倍，约8～15mm，特殊情况达到20㎜左右。
　　 　
30.如何测定液渣层厚度，其主要影响因素有哪些?
　 在生产中测定液渣层厚度一般采用双丝法，即把钢丝和铜丝(或铝丝)绑在一起，插入结晶器渣层中，由于液渣温度比铜的熔点高，所以铜丝熔化，铜丝熔化的长度即为液渣层厚度。由于板坯结晶器断面各点钢水温度不一样，因此液渣层厚度也不相同。
　 影响熔渣层厚度的主要因素有保护渣中碳质材料、保护渣熔点、液面状况(水口和流场)、浇铸速度、消耗量等。
　　　
31.什么是保护渣的消耗量，影响因素有哪些?
　 保护渣消耗量表征为吨钢消耗量Qt(kg/t钢)和单位铸坯面积消耗量Qs(kg/m2)。保护渣的消耗量对铸坯的润滑非常重要，消耗量不当，可能引起铸坯纵裂纹、黏结漏钢、振痕过深、横角裂、角部纵裂及铸坯凹坑。影响消耗量的因素主要有：拉速、振幅、振频、振动周期、正滑脱时间、保护渣黏度、凝固温度等。
　　 　
32.结晶器中渣圈、渣条形成原因主要是什么?
　 保护渣熔化过程中必须经过烧结这一环节，当保护渣过度烧结时会导致结晶器钢液面上出现渣团、渣块，烧结层过厚，在结晶器周边弯月面处出现大而厚的渣条。由于高拉速下钢液面流速高，容易将这些大的团块卷入钢水和弯月面初生坯壳，增大了漏钢和夹渣的危险性。减轻烧结途径主要是增加保护渣中碳质材料的有效浓度；优化原材料成分、物相、物理状态等因素。
　　　
33.保护渣使用过程中有时火苗较大是什么原因引起的?
　 主要是由于含量较高碳酸盐物质如Na2CO3的分解造成的，有如下反应：
　 Na2C03→Na20+C02
　 C02+C→2C0
　 CO+02→C02
34.连铸保护渣对水口浸蚀影响因素主要有哪些?
　 影响连铸保护渣对水口浸蚀程度的主要因素有保护渣的碱性物质的含量，保护渣的黏度和渣中熔点较低的助熔剂如CaF2等，保护渣的碱度越高，黏度越低，CaF2含量越高，水口浸蚀就越严重。

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35.如何根据连铸工艺正确选用保护渣?
　 如何根据连铸工艺选择保护渣的报道很多。通常情况下，可按下列程序考虑：
　

　
　 由此可将连铸保护渣归类为：方坯保护渣、板坯保护渣、圆坯保护渣和异形坯保护渣；中/低拉速保护渣、高速连铸保护渣；超低碳钢保护渣、低碳钢保护渣、中碳钢保护渣、高碳钢保护渣；普碳钢保护渣、低合金钢保护渣、合金钢保护渣。
　　 　
36.方坯保护渣和板坯连铸保护渣相比有何特点?
　 与板坯连铸保护渣相比，方坯连铸保护渣有如下特点：
　 (1)方坯连铸品种多，断面尺寸和拉坯速度差别大，故必须有多种性能的保护渣。
　 (2)与板坯连铸相比，方坯铸坯不易产生表面纵裂纹等缺陷，由此保护渣的熔化温度和黏度以及消耗量等的控制范围比板坯用渣相应的宽些。
　　 　
37.高碳钢、低碳钢和中碳钢连铸保护渣有何特点?
　 在连铸保护渣所具有的几大功能中，渣膜控制铸坯与结晶器的传热对铸坯表面及皮下质量的作用是至关重要的。由于钢种的碳含量差别，钢水在结晶器中初期凝固过程中所面临的关键问题有所差别。对低碳钢来讲，提高保护渣渣膜的润滑能力，可以有效地提高拉速。对高碳钢来说，由于高温强度低，易发生黏结漏钢，提高润滑能力是保护渣的主要任务。而对中碳钢([C]=0.09％～0.16％)而言，为减缓包晶反应产生的体积收缩所引起的应力剧烈释放而导致的表面裂纹，需要控制铸坯向结晶器的传热。目前措施主要是调节连铸保护渣的结晶性能，例如，通过提高结晶温度和增加结晶体的比例来实现对铸坯的弱冷。
　　
38.超低碳钢连铸保护渣有什么特点?
　 在超低碳钢连铸保护渣的早期研究中，人们弄清了超低碳钢连铸过程中铸坯增碳主要源于含碳量较高的结晶器保护渣，保护渣富碳层与弯月面初生坯壳接触是造成超低碳钢铸坯增碳的直接原因，结晶器液面波动等不利操作因素会加剧保护渣对铸坯的增碳作用。因此超低碳钢连铸保护渣特点是保护渣含碳量低，甚至是无碳(或其他碳质材料替代物)保护渣，难点在于在微碳或无碳含量下如何稳定保护渣的熔化过程。
　　
39.高拉速连铸保护渣有何特点?
　 与常规连铸相比，高速连铸时钢液在结晶器中的停留时间缩短，坯壳厚度变薄，流入坯壳和结晶器之间的保护渣量减少，造成结晶器传热不均，润滑效果变差，弯月面下铸坯和结晶器之间的摩擦阻力增大，黏结性拉漏的可能性加大。故高速连铸保护渣应满足以下性能要求：
　 (1)在高拉速和拉速变化很大的情况下，仍能保持合适的渣耗和熔渣层厚度；
　 (2)结晶器壁和坯壳间渣膜厚度适宜，分布均匀，以降低结晶器摩擦力，且散热均匀；
　 (3)具有良好的吸收夹杂物能力，且吸收夹杂物后物理性能保持稳定。
　　
40.合金钢连铸保护渣有何特点?
　 与普钢连铸保护渣相比，合金钢保护渣有如下特点：
　 (1)合金钢品种繁多，而且钢种之间性能差异较大，因此合金钢连铸保护渣种类较多；
　 (2)合金钢不仅夹杂物类型多，而且含量高，同时钢中易氧化元素较多，因此，要求保护渣具有较强的吸收夹杂物的能力，而且在保护渣吸收夹杂物后，其理化性能仍能满足连铸工艺的要求；
　 (3)合金钢铸坯表面质量要求比普碳钢严格，而本身却易产生表面缺陷，因此对保护渣理化性能和制渣工艺必须严格要求和控制。
　 　　
41.何为高碱性高玻璃化连铸保护渣?
　 在合金钢连铸保护渣研究和实践基础上，人们提出了高碱度高玻璃化连铸保护渣理论，该理论认为：
　 (1)采用“多组分，各组分含量相当”的配渣原则，通过多组分混合效应、逆性玻璃效应和两性氧化物转化为网络形成体，促进高碱度高玻璃化保护渣熔体的生成。
　 (2)在高碱度高玻璃化熔渣多组分的条件下，CaO/SiO.表示的碱度已不能全面反映熔渣的碱性特征，这类熔渣的碱度可由式表示：
　 F=％mol(Li20+Na20+3B203+ZnO+2CaF2+3A1203+2Ti02+CaO+BaO+MgO+2Si02)/％mol(2B203+2A1203+Si02+Ti02)。
　 高碱度高玻璃化熔渣的碱度F≥3，熔渣在与结晶器壁侧冷却条件相似的情况下冷凝后其矿相组织中玻璃体比例大于90％。
　 (3)高碱度高玻璃化熔渣的结构处于环状、群状和岛状硅酸盐范畴，可大量吸收夹杂物，A12O3、TiO2夹杂物进入熔渣中可起到“造链”作用，参与熔渣网络的形成，熔渣结构向链状、层状和架状硅酸盐转化，玻璃性得到改善。
　　 　
42.高铝钢方坯连铸对保护渣性能有何要求?
　 典型的高铝钢如E2钢，它是一种耐氯离子腐蚀能力强、广泛应用于化工行业的钢种，钢中[A1]高达1.35％～1.80％，浇铸前后保护渣中SiO2和A1203含量发生大幅度变化，由于渣中(SiO2)被[A1]还原而减少，若保护渣组成设计不当，则会在结晶器内析出大量高熔点物(如钙铝黄长石2CaO·A1203·Si02，熔点1596℃；枪晶石3CaO·2Si02·CaF2，熔点1450℃；霞石Na2O·A12O3·Si02，熔点1526℃)，这些析出物在钢一渣界面和结晶器内铸坯表面的渣膜中以固相质点出现，嵌入初生坯壳形成“麻点”状夹杂/夹渣，增大拉坯阻力导致拉裂和漏钢。因此为保证保护渣具有较强的吸收夹杂能力，宜采用高碱度高玻璃化连铸保护渣理论控制保护渣组成。
43.含钛不锈钢连铸保护渣有何特点?
　 1Crl8Ni9Ti为典型的含钛合金钢，浇铸过程中结晶器液面易出现冷皮、随浇铸时间延长保护渣逐渐黏稠、铸坯表面和皮下夹杂严重是这类钢种连铸生产中面临的共同问题。且由于其Ni/Cr当量比的作用，凝固过程中坯壳收缩较大，铸坯表面还容易产生凹坑和沟槽缺陷。
　 大量研究表明，“冷皮”主要由TiN、冷钢、保护渣及其他夹杂物和气泡组成，热力学研究发现TiN不与中性或还原性的熔渣发生化学反应，因此，在浇铸过程中不能被保护渣同化和吸收。这些“冷皮”的出现，使保护渣不能通过弯月面均匀流人铸坯和结晶器的间隙，铸坯不能得到充分润滑，铸坯表面常出现振痕不清晰和扭曲的现象，另一方面，“冷皮”及其他夹渣卷入弯月面初生坯壳，导致铸坯表面和皮下夹杂。这类保护渣采用富含Fe2O3或MnO2的氧化性开浇渣将TiN转化为TiO2，可消除冷皮，再使用少含或不含Fe2O3等氧化组分的中性过程渣。
　　 　
44.含硫易切钢连铸保护渣有何特点?
　 含硫易切钢中[S]高达0.25％～0.35％，[O]高达200～300×10-6，结晶器弯月面处[S]、[O]含量比上述平均含量更高。合适的含硫易切钢连铸保护渣应消除弯月面处[S]、[O]引起的结晶器液面渣团和铸坯表面及皮下裂纹和气孔，最终获得优质铸坯。根据还原脱硫的基本原理，向这类保护渣中加入还原剂可以降低结晶器弯月面处[O]、[S]的含量。

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45.与保护渣相关的铸坯缺陷可能有哪些?
　 与保护渣相关的铸坯缺陷可能有表面纵裂纹、角部纵裂、星状裂纹、振痕/横裂纹/角裂纹、凹陷、表面夹杂/夹渣/针孔、铸坯表面增碳、黏结漏钢等。
　　 　
46.减少铸坯表面纵裂的途径主要有哪些?
　 减少铸坯表面纵裂的途径主要有降低拉坯速度；降低结晶器冷却强度；采用非正弦振动可比正弦振动降低10％热流；采用电磁搅拌加强传热均匀性，采用电磁制动减小液面的波动；使用发热型保护渣；通过保护渣降低弯月面区域热流密度；减小SEN对液面的扰动。
　　 　
47.如何通过保护渣作用减少铸坯表面纵裂?
　 通过保护渣作用减少铸坯表面纵裂就是要减少通过保护渣的传热量，目前采用的一般方法和途径有：
　 (1)提高保护渣转折温度Tbr，由此增大固渣层厚度；
　 (2)采用高碱度(CaO/SiO2)和高F含量以提高一次析晶温度和析晶晶粒度，提高晶体渣膜表面粗糙度；
　 (3)适当降低一次析晶温度，而通过较低温度下的二次或多次析晶增大固态渣膜的收缩量，增加固渣膜内部的空洞。
　 上述三种方法都有助于减少通过保护渣渣膜的传导传热及红外辐射传热，但增加结晶比例和固渣层厚度有增加铸坯及结晶器间摩擦阻力的危险。
　　 　
48.连铸坯夹杂、夹渣、针孔的成因及对策?
　 连铸坯夹杂/夹渣/针孔的成因主要有：结晶器液面翻动，钢、渣、气体混卷；保护渣吸收夹杂后性能恶化；中间包钢水带入的耐材或大型夹杂；吹入的血气泡(周围富集夹杂)被凝固前沿捕集。
　 解决这类缺陷主要对策有：稳定结晶器钢液面；提高保护渣吸收夹杂性能；提高保护渣保温性或减弱结晶器冷却强度，以减小钩状初生坯壳；减少吹气量；使用高黏度保护渣或高表面张力的保护渣。
　　 　
49.如何通过保护渣作用减少连铸坯凹陷、凹坑?
　 铸坯表面凹陷主要与凝固初期坯壳的不均匀生长和保护渣渣条的卷入密切相关，保护渣对凹陷有明显影响。凹陷/凹坑分为角部凹陷、纵向凹陷、横向凹陷、点状凹坑，形成原因有所不同，解决的途径也不尽相同。
　 对角部纵向凹陷，需降低保护渣黏度提高消耗量；对铸坯表面中间纵向凹陷，对于凝固收缩较大的钢种，采用弱冷型保护渣，对于凝固收缩不大的钢种，提高保护渣熔点和黏度，控制消耗量；对铸坯横向凹陷，减弱保护渣传热能力；对圆坯这类最容易出现点状凹坑情况，要提高保护渣熔点和黏度。
　　
50.如何通过保护渣作用减少铸坯体粘结和粘结漏钢?
　 由于铸坯与结晶器之间摩擦力很大，使弯月面附近的坯壳撕裂，被撕裂的坯壳就粘结在结晶器壁上，形成黏结，严重导致漏钢。就保护渣的作用而言，可能是：
　 (1)保护渣结晶温度或结晶比率过高，特别是结晶温度高，研究表明，当保护渣析晶温度超过1200℃，发生粘结的机会大幅度增多；
　 (2)保护渣消耗量过低。因此需要控制保护渣的理化性能，降低保护渣的结晶性能，提高保护渣的消耗量。

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51.正确使用保护渣的工艺条件主要有哪些?
　 正确使用保护渣的工艺条件主要有：
　 (1)保持结晶器内液面稳定。结晶器内液面的稳定是保证保护渣在结晶器内均匀熔化，获得均匀液渣厚度的先决条件，从而保证获得均匀的渣膜，才能获得高质量的铸坯，结晶器液面波动大时，不仅铸坯表面产生大量缺陷，而且会造成漏钢事故的发生，采用液面自动控制是保证结晶器液面稳定最有效措施。
　 (2)水口要对中。水口不对中，必然使结晶液产生偏流，引起液面大翻，使铸坯表面及皮下产生大量夹渣，严重时引起漏钢事故，所以水口对中问题必须给予充分注意，否则难以获得好的铸坯。
　 (3)选择合理的水口尺寸及插入深度。选择合理的水口尺寸及插入深度是充分发挥保护渣在连铸过程中的作用及获得高质量铸坯又一重要条件之一，必须给予充分注意。可是目前许多厂做得不好，造成铸坯大量缺陷和事故。
　 (4)稳定拉坯速度。在稳定拉坯速度或恒速下进行浇注，液渣流入波动最小，热流和摩擦力的波动也最小。液渣在结晶器内均匀流入结晶器壁与坯壳之间缝隙中，保证了铸坯的良好润滑作用和均匀传热作用，最大限度地避免了裂纹的产生。在开浇、更换水口和中间包后，应缓慢稳定地提升拉速。
　 (5)防止连接过程中的“冲棒”操作。“冲棒”操作，造成结晶器内液面波动极大，破坏了保护渣在结晶器内的正常熔化，严重恶化铸坯质量，有时引起漏钢事故发生。应尽可能保证钢包软吹时间，降低钢水夹杂，做好保护浇铸，避免水口堵塞。当钢水质量较差时，需适当降低拉速，度过危险期。
　 (6)控制好塞棒吹氩。合理的塞棒吹氩，才能保持结晶器内液面的稳定，充分发挥保护渣的作用，否则将使液面波动大，形成大翻，从而破坏了保护渣正常熔化，给铸坯造成大量缺陷。
　　 　
52.保护渣加渣的原则是什么?
　 (1)保护渣在结晶器内应保持一定的厚度，通常控制在35—50mm范围内，而且要保持有一定厚度的粉渣层(固渣层)，这是为了保证保护渣在结晶器内的均匀熔化，使液渣层保持稳定，同时使保护渣在结晶器内起到绝热保温的作用；
　 (2)保护渣应均匀的加到结晶器内，对宽板坯尤其重要，而且每次加渣间隔时间不应过长，做到勤加，每次加入量少；
　 (3)在钢水质量不稳定、连铸生产事故较多、新试用保护渣或使用新批次保护渣时，应加强对液渣层厚度和渣耗量的监测，勤捞渣条。
　 　　
53.连铸保护渣使用的原料主要有哪些?
　 配置保护渣的原料主要有天然矿物、工业废物和工业产品。做基础渣料的原料有：水泥熟料、硅灰石、长石、石英、电厂烟道灰、高炉渣以及人工预熔料等；做助熔剂的辅助材料有：纯碱、萤石、重晶石、冰晶石、硼砂、碳酸锂等；做熔速调节剂的有：石墨、炭黑和焦炭粉等。
　　 　
54.保护渣原料选择的原则是什么?
　 用于连铸保护渣的原材料种类繁多，但大多数都是结合本地区资源情况进行选用。分为天然矿物(如石灰石、萤石、硅灰石、石英砂等)和人造矿物(工业废料、水泥熟料、玻璃粉等)。选择原则为：
　 (1)原材料的成分应当稳定，除了同批料的稳定均匀外，还要注意原料供应点规模和不同批次间的成分差异；
　 (2)原材料中含有害物质应尽量少，特别是A1203、Fe203和S等的含量，对于一些人造矿物原料，还应当注意其中的非常见组分的含量，如高炉渣或者矿渣水泥熟料中的TiO2等，除非保护渣刻意要求，否则均应当予以限制；
　 (3)在保护渣使用过程中不应释放出有害物质污染环境；
　 (4)来源广泛，价格合理。
　　 　
55.保护渣基料选择要注意哪些问题?
　 当保护渣类型确定之后，应选择与其相应的基料，如混合型粉渣则应选择水泥熟料、高炉渣、玻璃粉等，即经烧结或预熔过的基料。也可以选择天然矿物稳定的基料，如硅灰石等。如果选择预熔型保护渣时，则可以采用价格便宜，来源广泛的天然矿物，如石灰石或石灰、硅灰石、白云石等，也可以用一些工业废料。此外，在选择基料时，还应考虑下列因素(指混合粉渣)：使用的基料种类应尽量少，以提高保护渣熔化均匀性；采用组分熔化温度相近的基料，这是防止保护渣熔化过程中分熔现象出现的有效措施之一；各种基料的吸水性，这对保护渣性能的稳定，以及加工保管等都是很重要的；测定基料各组分的容重及混合粉渣的容重，以便掌握其保温性能；掌握各组分的主要物相，以便了解熔化过程中的相变。
56.保护渣中碳质材料种类有哪些,有何特征?
　 碳质材料在保护渣中起着骨架的作用，对控制保护渣熔速、保持保护渣在使用中液渣层的厚度，决定保护渣熔化结构模型、调控未熔渣层的传热保温等有着决定性的影响。目前国内外连铸保护渣多采用高碳石墨、炭黑以及少量的焦粉。对于一些特殊用保护渣，其骨架材料也有采用BN等非碳质材料的情况。
　 (1)石墨。包括鳞片石墨、土状石墨、电极石墨等。其结构为粗大片状。其中鳞片石墨呈典型的六方晶系层状结构，层问易滑移，其可磨性较其他石墨难，应用中应注意粉磨；
　 (2)炭黑。炭黑是由许多烃类物质(固态、液态或气态)经不完全燃烧或裂解生成的。它主要由碳元素组成，其微晶具有准石墨结构，其粒子是近乎球形的胶体粒子，并大都熔结成聚集体，因此，炭黑的一个突出特点即是分散困难。
　 不同的碳质材料在保护渣中的作用效果是不一样的。表10—1列出了炭黑和石墨在几个方面的作用能力比较。选择炭黑及其配加量应根据配渣要求来确定。主要要考虑连铸操作条件、钢种等因素。
表10—1炭黑、石墨在保护渣中作用效果比较
作用方面 效果比较
隔热保温 炭黑优于石墨
控制熔化速度 炭黑优于石墨
　
　
控制熔融模型
　
　 双层结构保护渣多采用炭黑，三
层结构保护渣多为石墨类(配炭黑
　
<2％)，多层结构为石墨与炭黑的
混合配碳
保护渣铺展性 相同含量下，炭黑优于石墨
减缓保护渣在
结晶器中的渣圈 炭黑优于石墨
　
避免增碳 炭黑强于石墨
防止脱碳 石墨优于炭黑

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57.什么是保护渣的层状结构?
　 连铸过程要求保护渣在绪晶器内钢液面上形成一个稳定的层状结构，从而才能保证有一个稳定的液渣层，由于保护渣中配入的碳质材料在数量和粒径上的差别，其层状结构可以分为如下三种状态：
　 (1)烧结型三层结构。保护渣在熔化过程中形成粉末层一烧结层一液渣层的结构，目前使用的石墨型保护渣属于这种结构；
　 (2)非烧结型双层结构。保护渣在熔化过程中只形成粉末层和熔渣层结构，是由于配入一定数量高分散度的炭黑而得到的。
　 (3)多层结构。即保护渣在熔化过程中形成粉末层一烧结层一半熔层一液渣层的结构。它属于石墨加炭黑的混合型配碳的保护渣。
　　
58.什么是无氟保护渣?
　 由于氟化物(CaF2等)资源丰富同时对连铸保护渣高温性能有重要的调节作用，因此保护渣中一般含有一定数量的氟化物。在板坯和薄板坯等高速连铸保护渣中氟含量一般在6％一8％，个别达到11％一13％。近年来，由于环境保护对冶金工业更为严格的要求，保护渣的无氟化成为从源头上解决保护渣氟污染的主要途径。但是由于在裂纹敏感性包晶钢保护渣中需要析出枪晶石矿相以减少或避免纵裂的发生，因此在这类钢种保护渣无氟化中遇到了很大的技术障碍。其主要原因是无氟化后保护渣黏度一温度特性的恶化和保护渣结晶性能难以控制，即难以协调润滑和传热的矛盾状况。到目前为止，国内外尚无包晶钢板坯无氟保护渣成功应用的报道。因此为实现所有保护渣的无氟化，目前的工作除了在无氟渣系组成范围内大量搜索具有高氟渣性能相当的保护渣组成外，重要的是寻求具有枪晶石析出特性的相近矿相。
　　
59.什么是低钠保护渣?
　 在生产高级薄板用连铸坯时，常见的缺陷有镀锡板基板的白斑缺陷和冷轧薄板的条片状缺陷，这些缺陷与连铸保护渣中Na、K等产生的复合非金属夹杂物有关，因此对高等级薄板必须采用低钠结晶器保护渣，提高保护渣的黏度和表面张力，达到防止卷渣的目的。


　　
60.保护渣生产主要工艺流程是什么?
　 连铸保护渣的许多物化性能，如熔化温度、黏度、传热特性、熔化速度等，都与其组分密切相关。在生产保护渣时，往往采用含有所需组分的各种原材料来配制保护渣，这些原材料经过不同的工艺，就可制得形状或物理特性各异的保护渣产品，但无论采用何种工艺，生产保护渣时必须做到：成分稳定和均匀，在这一原则下，则产生出如图10—1所示的在实际生产中应用较广的保护渣生产工艺基本流程。
　

图10—1　 保护渣生产基本工艺流程图

　
　 　　
61.为什么要控制连铸保护渣中水分含量?
　 连铸保护渣水分分为吸附水和结晶水两类。水分可使保护渣粉结团、质量变坏，水分高导致保护渣的铺展能力下降，且导致铸坯形成皮下气泡，甚至导致钢水增氢。应当保护渣水分小于0.5％。保护渣使用前需要进行烘烤处理，烘烤温度不低于100℃，并且要保证烘烤时间。对质量要求较高的钢种，保护渣原料最好烘烤到800℃以上，以去除结晶水或采用不易吸潮的预熔型保护渣。
　　 　
62.目前保护渣生产中面临的主要问题是什么?
　 对于国内保护渣企业，生产中较突出的问题是保护渣均匀性、稳定性较差，产品质量的检测和监控手段不到位、不完备。因此，保护渣理化指标波动幅度较大。虽然这种保护渣目前尚能满足大多数中、低拉速的常规板坯连铸和方坯连铸工艺，但要很好地适应高速板坯(包括薄板坯)和一些特殊钢种的连铸工艺，还需要进一步改进和提高。通过调查发现，保护渣的不稳定主要源于原材料的波动和生产过程中混磨及喷雾造粒工艺的不稳定。
63.协调连铸保护渣传热和润滑功能的主要技术途径有哪些?
　 在裂纹敏感性中碳钢连铸过程中如何协调保护渣润滑铸坯和控制传热的矛盾，迄今为止仍是连铸工作者研究的热点和难点问题。连铸保护渣润滑和传热功能的协调主要是通过对凝固温度和结晶性能的控制来实现。在保证控制传热的基础上，确保铸坯的润滑以避免粘结和粘结漏钢，有下列三种技术途径：
　 (1)稳定凝固温度，降低结晶温度。即通过降低保护渣结晶温度保证保护渣对运动铸坯的充分润滑，这是目前协调润滑和传热功能最主要的途径。
　 (2)降低碱度，提高结晶体比例。在低碱度下，通过特殊成分的调节，既可提高保护渣结晶能力，又能够降低转折温度，避免渣膜润滑能力减弱，从而达到保护渣传热与润滑的合理控制。
　 (3)研究具有低红外辐射特性的非晶态保护渣。在不提高渣膜结晶率及结晶温度的条件下，通过合理配置渣膜的化学成分及物理化学性能，降低渣膜红外辐射传热能力，达到既能保证润滑又能保证控制渣膜传热能力的目的。

蒋锋

很好的资料 我做的电渣 第一次了解了这么多

cx626

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zhangxh527

谢谢

驿动的心

谢谢，很好的资料

yao0452

讲得挺好

高山流水

难得的好资料