结晶器保护渣

结晶器保护渣(mouldfluxes)

在连续铸钢过程中，置于结晶器内的钢液面上用以保温、防氧化和吸收非金属夹杂的物料。自20世纪60年代初连铸首次采用浸入式水口和结晶器保护渣进行浇注以来，保护渣技术得到了不断发展，研制出了适应不同铸坯断面、钢种和浇注工艺的保护渣，使铸坯表面质量得到极大改善，并逐渐达到铸坯表面无缺陷。结晶器保护渣的基本功能有：保护结晶器弯月面钢液不受空气的二次氧化；具有良好的铺展性能和绝热保温性能，防止钢液面凝固或结壳；能良好地吸收上浮至弯月面的非金属夹杂物；控制铸坯向结晶器传热的速度和均匀性以减少热应力；具有良好的润滑铸坯的功能，以便能使之顺利地从结晶器内拉出。

分类及组成自保护渣问世以来，所研制的保护渣基本上以SiO2一CaO一Al2O3三元系为基，再添加各种助熔剂、骨架材料和发热材料配制而成，大体上可分成3类：(1)发热渣。以硅酸盐、氟化物为主配入金属粉和氧化剂。特点是成渣快，但成本高、烟雾和火焰大，易使钢中夹杂物增多。发热渣曾经在前苏联广泛使用。(2)熔融液渣。使用时必须增添熔渣设备，既费事，成本又高，已不再使用。(3)固体绝热渣。广泛使用的保护渣基本上属于此类。它以硅酸盐为主，以氟化物、苏打等低熔点物质作助熔剂或稀释剂，再配加炭质材料起隔离、骨架和绝热的作用。固体绝热渣在结晶器内钢液面上熔化后形成多层结构，能充分发挥保护渣的各项功能。(见图)按加工方式和存在的形态，固体绝热渣可分为粉末渣和颗粒渣、预熔型粉末渣和颗粒渣几大类。预熔渣具有成分均匀、在熔化过程中无分相和化学反应、不易吸潮及玻璃性能良好等优点。固体绝热渣的化学组成见表。根据不同钢种、断面和浇铸工艺可作相应的调整和规范。

结晶器保护渣示意图

性能及其与连铸工艺参数的关系结晶器保护渣应具有优良的物理特性：(1)熔点。根据拉速和钢种的不同，结晶器保护渣的熔点可在900～1200℃间变动，决定熔点的主要根据是渣膜随铸坯出结晶器时要保持液态。一般将半球点温度作为熔点的参考温度。(2)黏度。黏度是保护渣最重要性能之一，它与连铸工艺参数密切相关，普遍一致的观点认为，保护渣的黏度同拉坯速度呈反比关系，可使结晶器壁与铸坯之间渣膜保持一定的厚度。若黏度太大，由于流动性不好，渣膜很薄或不连续，也不利于夹杂物的扩散和溶解；黏度太小则将使渣膜太厚而不均匀，影响热量向结晶器传递。结晶器保护渣的黏度可在0．1～1．0Pa?s间变动。(3)熔化速度。保护渣的熔化速度是确定熔渣层厚度，渣膜厚度和渣耗的重要指标，而影响熔化速度的最重要因素是炭质材料种类及其含量，随其含量的增加，熔化速度将减小。适当的熔化速度应能使结晶器内钢液面上保持6～15mm厚的液渣层，并能形成厚度适当的渣膜。但至今尚无测定熔化速度的统一标准。

连铸结晶器保护渣的成分范围

组成

CaO/

Si02

A1203

MgO

Fe2O3

Na2O

F

C石墨

C炭黑

K20、S、Ti02、P205、Cl

含量／％O．5～1．O<8 <4 <3 5～10 2～8 约j 约2 <2