結(jié)晶器保護(hù)渣課件

1、結(jié)晶器保護(hù)渣目錄3.保護(hù)渣的類(lèi)型1.保護(hù)渣的冶金功能4.保護(hù)渣和連鑄澆注條件之間的關(guān)系2.保護(hù)渣的基本特性7.保護(hù)渣的性能評(píng)價(jià)6.保護(hù)渣的選擇和使用5.保護(hù)渣對(duì)鑄坯質(zhì)量的影響保護(hù)渣作用機(jī)理保護(hù)渣作用機(jī)理加入保護(hù)渣保護(hù)渣在結(jié)晶器中的行為：鋼水提供熱量形成三層結(jié)構(gòu)保護(hù)渣的鋪展性 液渣層均勻覆蓋在鋼液面流到結(jié)晶器壁溫度急劇降低玻璃質(zhì)渣膜的覆蓋溫度降低晶體質(zhì)渣膜的覆蓋流動(dòng)性消耗過(guò)渡層熔化補(bǔ)充液渣層消除氣隙鋼渣界面夾雜吸收、溶解1.保護(hù)渣的冶金功能冶金功能作用機(jī)理影響因素絕熱保溫，防止剛液面結(jié)殼（結(jié)冷鋼）三層結(jié)構(gòu)的形成保護(hù)渣的類(lèi)型、三層結(jié)構(gòu)的成形隔絕空氣，防止鋼液面二次氧化液渣層覆蓋于鋼液表面FeO的含

2、量（降低氧勢(shì)）、熔化速度吸收鋼液中的夾雜物溶解吸收鋼液夾雜保護(hù)渣中Al2O3、SiO2、Na2O、CaF2含量潤(rùn)滑作用液渣流入結(jié)晶器-鑄坯間隙，形成渣膜保護(hù)渣黏度（Li2O、MgO等）改善傳熱渣膜結(jié)構(gòu)改善結(jié)晶器上下部的傳熱，使均勻保護(hù)渣堿度R（CaO/SiO2）另外，根據(jù)連鑄工藝條件，可要求側(cè)重保護(hù)渣的某種功能a.保護(hù)渣的渣層結(jié)構(gòu)：2.保護(hù)渣的基本特性保護(hù)渣多屬三層結(jié)構(gòu)，即粉渣層、燒結(jié)層和液渣層。（1）粉渣層 粉體粒度小利于提高保護(hù)渣的絕熱保溫性能和熔化速度、降低熔化溫度不利于鋪展性，粉塵對(duì)環(huán)境污染 連鑄保護(hù)渣的粒度較細(xì)，粉狀渣一般小于100目（0.147mm），大多數(shù)小于200目，顆粒渣粒度

3、一般也在0.51.0mm左右。 生產(chǎn)中，加入一定量的保護(hù)渣后，粉渣層應(yīng)保持一段時(shí)間，即粉渣層需要一定的厚度，一般來(lái)說(shuō)是25mm。（2）燒結(jié)層2.保護(hù)渣的基本特性配碳方式炭黑石墨復(fù)合配碳對(duì)燒結(jié)層影響 基本上沒(méi)有燒結(jié)層，只有一層不發(fā)達(dá)的半熔層，總體上可以看做是雙層結(jié)構(gòu)三層結(jié)構(gòu)低溫度時(shí)容易發(fā)生燒結(jié)多層結(jié)構(gòu)燒結(jié)層很薄，但是有很發(fā)達(dá)的半熔層，更能保證液渣層的穩(wěn)定（3）液渣層 液渣層一般厚度在615mm，寶鋼規(guī)定610mm，而且厚度超過(guò)20mm要更進(jìn)行換渣操作。液渣層厚度的穩(wěn)定性要好，過(guò)高或過(guò)低會(huì)在板坯表面產(chǎn)生裂紋或夾渣等缺陷。 2.保護(hù)渣的基本特性保護(hù)渣特性 最宜控制不當(dāng)熔化特性熔化溫度一般在10501

4、100表面夾渣熔化速度流渣量=熔化速度 液渣層過(guò)??；熱損失增大熔化均勻性均勻鋪展覆蓋不均勻，傳熱不均黏度小于0.1PaS（1300）潤(rùn)滑不良、坯殼裂紋結(jié)晶特性 析晶溫度坯殼縱裂析晶率界面特性表面張力不大于350 x10-3N/m彎月面曲率半徑吸收夾雜物能力吸收夾雜后性能穩(wěn)定夾渣保護(hù)渣種類(lèi) 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 應(yīng)用 粉狀保護(hù)渣鋪展性差、污染環(huán)境、易吸水 顆粒保護(hù)渣流動(dòng)性強(qiáng)、成分均勻，耗量少 最常用預(yù)熔型保護(hù)渣成渣均勻性好 成本高發(fā)熱型保護(hù)渣形成液渣快成渣速度不易控制、成本高 開(kāi)澆渣高速連鑄保護(hù)渣滿(mǎn)足高速連鑄高速連鑄保護(hù)渣表面無(wú)缺陷鑄坯保護(hù)渣能減少鑄坯表面缺陷成本高特殊鋼連鑄保護(hù)渣減少鋼液增碳無(wú)氟保護(hù)渣減

5、少水污染、降低鑄坯夾雜3.保護(hù)渣的類(lèi)型4.保護(hù)渣和連鑄澆注條件之間的關(guān)系 結(jié)晶器斷面形狀和尺寸結(jié)晶器斷面形狀和尺寸 單位比表面積傳熱是結(jié)晶器斷面形狀和尺寸對(duì)連鑄保護(hù)渣的要求的重要參數(shù)。大斷面的結(jié)晶器單位比表面積傳熱小，鑄坯凝固速度慢，為了保證鑄坯出結(jié)晶器時(shí)能夠有足夠的坯殼厚度，相應(yīng)的延長(zhǎng)鑄坯在結(jié)晶器內(nèi)的時(shí)間，要求拉速相對(duì)較低，另外，應(yīng)適當(dāng)增加碳含量，降低熔速，保證熔渣的供給和消耗平衡。4.保護(hù)渣和連鑄澆注條件之間的關(guān)系鋼種鋼種 主要是對(duì)不同的鋼種鋼液脫氧后產(chǎn)生的氧化物夾雜不同，被保護(hù)渣吸收后對(duì)保護(hù)渣的影響也不同。 目前部分廠(chǎng)商給我們提供的保護(hù)渣參考種類(lèi)有三種，即200系、300系、400系各一

6、種。4.保護(hù)渣和連鑄澆注條件之間的關(guān)系拉速拉速 v與鑄坯表面裂紋有一定的關(guān)系，目前有很多v的研究值，Ogibagashi認(rèn)為v=0.10.35Ps（m/min）范圍最合適（結(jié)晶導(dǎo)熱量及渣膜厚度的變化達(dá)到最低值）；Wolf認(rèn)為v2=0.30.7Ps（m/min）2（認(rèn)為其潤(rùn)滑性能最好）。拉速越高，保護(hù)渣消耗越少。4.保護(hù)渣和連鑄澆注條件之間的關(guān)系結(jié)晶器的振動(dòng)條件結(jié)晶器的振動(dòng)條件 非正弦振動(dòng)相比正弦振動(dòng)，負(fù)滑動(dòng)時(shí)間短，保護(hù)渣消耗量大，導(dǎo)致鑄坯振痕深度增加，因此應(yīng)該使用較高黏度的保護(hù)渣，減小渣的消耗量。而振動(dòng)頻率對(duì)保護(hù)渣的影響為振動(dòng)頻率增加，振痕深度減小，保護(hù)渣的消耗量也減少，要獲得足夠的潤(rùn)滑，必須

7、降低保護(hù)渣的黏度、凝固溫度和結(jié)晶溫度。 所以，最終得出保護(hù)渣成分范圍：對(duì)表面夾對(duì)表面夾渣渣的影響的影響 a.渣的剝離性不良：渣-鋼界面張力太 小，使鋼渣不易分離。 b.卷渣：結(jié)晶器液面波動(dòng)、鋼流沖擊力太 強(qiáng)和水口插入深度過(guò)深，引起液面的翻 卷、滾動(dòng)嚴(yán)重，由此導(dǎo)致卷渣。 保護(hù)渣的熔點(diǎn)過(guò)高，黏度過(guò)高而流動(dòng)性差，與鋼水的浸潤(rùn)性差，這些因素導(dǎo)致渣子殘留鑄坯表面形成夾渣。5.保護(hù)渣對(duì)鑄坯質(zhì)量的影響304、150mm1600mm、0.60.8m/min粘結(jié)性漏鋼粘結(jié)性漏鋼 生產(chǎn)實(shí)踐表明，由于保護(hù)渣不良引起的粘結(jié)是板坯連鑄漏鋼的主要原因，由于保護(hù)渣的熔化溫度偏高或熔化速度偏低，致使液渣層過(guò)薄或厚薄不均造成的

8、。5.保護(hù)渣對(duì)鑄坯質(zhì)量的影響表面縱向裂紋表面縱向裂紋 該缺陷發(fā)生在結(jié)晶器內(nèi)，是由于在結(jié)晶器內(nèi)生成的坯殼厚度不均勻，張應(yīng)力集中在某一薄弱部位的情況下發(fā)生的。在設(shè)備條件和操作因素不變的條件下，保護(hù)渣熔化特性選用不當(dāng)，液渣層厚薄不一，造成渣膜厚度不均，使局部坯殼變薄產(chǎn)生縱裂?？v裂產(chǎn)生與熔渣粘度（）和拉坯速度（v）有關(guān)，對(duì)連鑄板坯，v值應(yīng)控制在0.200.35Pm/min。5.保護(hù)渣對(duì)鑄坯質(zhì)量的影響縱裂紋長(zhǎng)度與液渣層厚度關(guān)系表面橫向裂紋表面橫向裂紋 橫裂紋大多沿著振痕的波谷處發(fā)生的。保護(hù)渣的物性影響振痕的深淺，淺而圓滑的振痕可獲得光滑的鑄坯表面，改善渣子的性能可使振痕深度變淺，減輕橫裂紋的發(fā)生。5.保

9、護(hù)渣對(duì)鑄坯質(zhì)量的影響表面增碳表面增碳 它是由于澆注過(guò)程中，保護(hù)渣熔化性能不良，液渣層過(guò)薄，造成鋼液與含碳保護(hù)渣或富碳層相接觸而滲碳。5.保護(hù)渣對(duì)鑄坯質(zhì)量的影響保護(hù)渣的選擇：1.按澆注的鋼種選擇保護(hù)渣2.按拉坯速度選擇保護(hù)渣 保護(hù)渣必須與拉坯速度相適應(yīng)，否則，難以獲得高質(zhì)量鑄坯，工藝難以順行，事故頻繁，即使?jié)沧⑾嗤摲N和相同斷面，由于拉速差別較大，使用的保護(hù)渣有很大差異，如板坯拉速1m/min和拉速1.6m/min，其保護(hù)渣性能差別較大。因?yàn)楸Ｗo(hù)渣在結(jié)晶器內(nèi)有一個(gè)最佳的液渣流入范圍，它是以液渣黏度（）和澆注速度（v）等參數(shù)為基礎(chǔ)確定的。當(dāng)參數(shù)v2=0.30.7Pa （m/min）2或v=0.10

10、.35Pm/min時(shí)，其摩擦力和熱流最小，鑄坯潤(rùn)滑良好和傳熱均勻，從而保證獲得良好的鑄坯和工藝的順行。6.保護(hù)渣的選擇和使用含氟量的選擇： 連鑄結(jié)晶器保護(hù)渣中一般是依賴(lài)氟化物來(lái)調(diào)節(jié)熔點(diǎn)、黏度。a、澆注過(guò)程中保護(hù)渣中的氟化物大約有20%30%溶 入二冷水中，造成水污染，如果循環(huán)使用會(huì)腐 蝕鑄機(jī)，降低鑄機(jī)壽命。b、污染環(huán)境，對(duì)人體有害；c、F-是侵蝕浸入式水口的主要成分。 6.保護(hù)渣的選擇和使用 一般來(lái)說(shuō)F-含量要控制在10%以下，不得大于15%，如果是采用低氟或者無(wú)氟保護(hù)渣，二冷水的成本可節(jié)約90%，而且由于減輕了鑄機(jī)的腐蝕，使得設(shè)備維修成本降低，噴嘴壽命延長(zhǎng)。Cr、Ti的影響6.保護(hù)渣的選擇和

11、使用 不銹鋼中含有Cr、Ti等元素，因此，保護(hù)渣必須具備凈化結(jié)晶器內(nèi)鋼渣界面上的Cr2O3、TiO2等夾雜物的能力，并且吸收夾雜物后其性能穩(wěn)定。 Cr2O3不僅使熔渣的粘度顯著升高，還會(huì)使析晶溫度升高，破壞渣的玻璃態(tài)，析出硅灰石（CaOSiO2）和鉻酸鈣（CaCrO4）等高熔點(diǎn)結(jié)晶。為消除Cr2O3的不利影響，可往保護(hù)渣中配入適量的B2O3從而使溶渣的粘度降低，并使凝渣恢復(fù)玻璃態(tài)，不再析晶。 含Ti 不銹鋼產(chǎn)生的（TiN）和（TiCTiN）夾雜物，現(xiàn)行保護(hù)渣對(duì)它們是無(wú)能為力的，當(dāng)前只有降低鋼中N含量和采用有效的保護(hù)澆注辦法來(lái)減輕TiN 的生成。保護(hù)渣的使用：1.正確使用保護(hù)渣的工藝條件（1）保

12、持結(jié)晶器內(nèi)液面穩(wěn)定。結(jié)晶器壁與坯殼之間 渣膜均勻，以保證其均勻傳熱。結(jié)晶器內(nèi)液面 波動(dòng)大時(shí)，不僅鑄坯表面和皮下產(chǎn)生大量缺 陷，而且可能造成漏鋼事故。采用液面自動(dòng)控 制是保證結(jié)晶液面穩(wěn)定最有效措施。（2）中間包水口要對(duì)中。（3）選擇合理的水口尺寸及插入深度。插入深度不 到位，造成結(jié)晶器液面翻卷，液渣層厚度不均 勻，使鑄坯產(chǎn)生大量缺陷。（4）穩(wěn)定拉坯速度。（5）振動(dòng)參數(shù)應(yīng)與保護(hù)渣相適合。（6）控制好塞棒吹氬。6.保護(hù)渣的選擇和使用保護(hù)渣在實(shí)際操作中應(yīng)注意的問(wèn)題： 除了工藝條件的保證和匹配外，實(shí)際連鑄操作中還應(yīng)注意保護(hù)渣的加入方式和方法。（1）保護(hù)渣在結(jié)晶器內(nèi)應(yīng)保持一定的厚度，通?？刂圃?050mm

13、范圍內(nèi)，而且要保持有一定厚度的粉渣層，這是為了保證保護(hù)渣在結(jié)晶器內(nèi)的均勻熔化，使液渣層保持穩(wěn)定，同時(shí)使保護(hù)渣在結(jié)晶器內(nèi)起到絕熱保溫作用。（2）保護(hù)渣應(yīng)均勻地加到結(jié)晶器內(nèi)液面上，對(duì)板坯尤其重要，而且每次加渣間隔時(shí)間不應(yīng)過(guò)長(zhǎng)，做到勤加，每次加入量要少。有條件最好采用自動(dòng)加渣方法。（3）在正常澆注的情況下，禁止用鋼條經(jīng)常去攪動(dòng)結(jié)晶器液面，這會(huì)破壞保護(hù)渣在結(jié)晶器內(nèi)正常熔化。6.保護(hù)渣的選擇和使用在給定的正常連鑄條件下，不能因保護(hù)渣性能不佳而發(fā)生漏鋼。在澆鑄過(guò)程中，保護(hù)渣不能產(chǎn)生過(guò)多的渣圈（渣環(huán)）在結(jié)晶器壁上。保護(hù)渣正常操作中，不能發(fā)生保護(hù)渣結(jié)塊或鋼液面結(jié)冷鋼的狀況。保護(hù)渣不能含有毒害人體或環(huán)境的成份，

14、且不能腐蝕結(jié)晶器壁。保護(hù)渣與開(kāi)澆渣在未拆封的情況下，須至少可存放6個(gè)月以上不受潮和變質(zhì)。6.保護(hù)渣的選擇和使用我們對(duì)保護(hù)渣的要求：測(cè)結(jié)晶器中總熱流值結(jié)晶器銅板溫度變化與其位置和時(shí)間的關(guān)係保護(hù)渣消耗量與澆鑄拉速的關(guān)係保護(hù)渣在彎月面區(qū)的積聚（渣圈問(wèn)題）檢測(cè)鑄胚在彎月面的振痕結(jié)晶器和鑄胚間的摩擦力和拉速的關(guān)係鑄胚表面溫度在長(zhǎng)度和寬度的變化裂紋的類(lèi)型,頻率和嚴(yán)重性可見(jiàn)氧化物缺陷的頻率6.保護(hù)渣的選擇和使用保護(hù)渣使用過(guò)程中需要測(cè)定的參數(shù)： 保護(hù)渣的消耗量保護(hù)渣的消耗量 在不斷均衡地向結(jié)晶器加入保護(hù)渣的情況下，消耗量應(yīng)大于0.3kg/t鋼，而且耗渣量應(yīng)穩(wěn)定在較小范圍，一般為0.30.6kg/t鋼。當(dāng)消耗量低于0.25kg/t時(shí)，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行換渣操作。7.保護(hù)渣的性能評(píng)價(jià)7.保護(hù)渣的性能評(píng)價(jià)7.保護(hù)渣的性能評(píng)價(jià)液渣層厚度液渣層厚度 可定期用探測(cè)法測(cè)定液渣層厚度，合適的液渣層厚度大致在615mm左右，而且厚度的波動(dòng)范圍較小。粉渣層厚度一般希望不大于25mm。粉渣過(guò)薄或熔速過(guò)快，會(huì)使粉渣面發(fā)紅，甚至使鋼液面局部露出。在澆注過(guò)程中要定期檢查液渣層的厚度。液渣層厚度為振幅的1.32.5倍。 探測(cè)法： 鎳鉻絲-銅絲偶或鐵-鋁絲插入結(jié)晶器內(nèi)鋼液下，約2s后很快取出，測(cè)量熔去后的兩絲長(zhǎng)度之差，即為液渣層厚度。7.保護(hù)渣的性能評(píng)價(jià)渣圈渣圈 在結(jié)晶器壁四周鋼液面上形成渣圈，