连铸保护渣技术简介-2_PPT文件格式下载.ppt

1、2022/10/31重庆大学连铸技术研究所51.2 1.2 保护渣的功能保护渣的功能 保护渣功能有：保护渣功能有：*润滑铸坯润滑铸坯*控制铸坯向结晶器传热控制铸坯向结晶器传热*对结晶器钢液表面绝热保温对结晶器钢液表面绝热保温*防止钢液氧化防止钢液氧化*吸收上浮到钢液表面的夹杂吸收上浮到钢液表面的夹杂2022/10/31重庆大学连铸技术研究所61.3 1.3 关键因素关键因素 为有效发挥保护渣功能，必须注意几个关键因素：为有效发挥保护渣功能，必须注意几个关键因素：*保护渣的熔化过程保护渣的熔化过程*熔渣层的形成熔渣层的形成*熔渣填充于铸坯和结晶器壁间隙熔渣填充于铸坯和结晶器壁间隙*固态及液态渣膜

2、的形成固态及液态渣膜的形成2022/10/31重庆大学连铸技术研究所71.4 1.4 连铸过程中钢液弯月面的性状连铸过程中钢液弯月面的性状 根据Saito计算：在正常情况下，用保护渣 浇铸普碳钢弯月面半径：r78mm；当有严重渣圈存在，夹杂 物在弯月面聚积、弯月面 不被液渣覆盖而裸露时，其半径均会大幅度减小，容易造成铸坯缺陷。2022/10/31重庆大学连铸技术研究所81.5 1.5 坯壳及铸坯表面振痕的形成坯壳及铸坯表面振痕的形成 溢流 溢流重熔 弯月面凝固壳反弯钢种凝固特性、弯月面区域温度、结晶器振动参数、保护渣共同影响振痕形状和深度，希望形成浅“U”形振痕，避免形成“V”形或重迭状振痕。

3、2022/10/31重庆大学连铸技术研究所92022/10/31重庆大学连铸技术研究所101.6 结晶器和铸坯间渣膜的形成结晶器和铸坯间渣膜的形成通过铸坯/结晶器间隙的熔渣流入是连铸的关键环节。通过结晶器壁的向下运动和渣圈的泵吸作用，熔渣流入铸坯与结晶器壁间隙，保护渣的流入与负滑脱tN和正滑脱时间Tp都有关，K.C.Mills指出消耗量与（tN0.5Tp）相关。2022/10/31重庆大学连铸技术研究所11在开始时，流入的熔渣在结晶器壁面冷却凝固，由此形成的渣膜包括固态层和液态层，典型厚度分别为12mm和0.10.2mm。摩擦力使得固态层紧贴结晶器壁并随结晶器一起运动，液态层随铸坯运动，在结晶

4、器下半部，坯壳热收缩导致在结晶器和固态渣膜之间形成空气隙。由于结晶器内温度梯度的作用和保护渣自身成份特点，形成从铸坯到结晶器壁的“液渣膜固渣膜（结晶器玻璃体/结晶体）气隙”的渣膜结构。2022/10/31重庆大学连铸技术研究所122022/10/31重庆大学连铸技术研究所132022/10/31重庆大学连铸技术研究所142.1 2.1 铺展性铺展性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。2.连铸保

5、护渣在结晶器内的特征性能连铸保护渣在结晶器内的特征性能2022/10/31重庆大学连铸技术研究所15 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。2022/10/31重庆大学连铸技术研究所16提高保护渣透气性的必要性 吹入的Ar气和保护渣分解释放的气体需要排除当保护渣铺展性、透气性好时，结晶器钢液面各处的液渣层厚度比较稳定，反之，液渣层厚度随时间变化较大，使得流入弯月面缝隙的液渣不稳定，由此带来许多生产和质量事故。2.2 2.2 透气性透气性2022/10/31重庆大学连铸技术研究所17影响透气性的因素保护渣颗粒度保护

6、渣未熔层的透气性与颗粒平均直径的平方成反比保护渣烧结层厚度 2022/10/31重庆大学连铸技术研究所18提高保温性的意义*防止搭桥和结冷钢，并维持弯月面区域较高的温度；*提高保温性有利于减轻振痕、保证熔渣流入通道的畅通和减少针孔等皮下陷；*保证保护渣及时均匀熔化。2.3 保温性保温性2022/10/31重庆大学连铸技术研究所19影响保温性的因素 颗粒粒级分布及堆积状态，容重有气体对流时保温性降低闭孔较多的空心颗粒保护渣保温性 较好 影响保温性的其它因素 *整个浇铸过程中维持黑渣面。*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。*在伸入式水口周围应维持较厚的未熔

7、层。2022/10/31重庆大学连铸技术研究所20烧结不可避免：烧结是保护渣熔化过程中的必经环节过度烧结的危害：过度烧结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。2.4 2.4 烧结及渣团渣条烧结及渣团渣条2022/10/31重庆大学连铸技术研究所21减轻烧结的途径减轻烧结的途径提高烧结温度和降低烧结强度提高烧结温度和降低烧结强度增加保护渣中炭质材料的有效浓度；优化原材料成份、物相、物理状态等因素。2022/10/31重庆大学连铸技术研究所222022/1

8、0/31重庆大学连铸技术研究所23碱性材料对保护渣形态转变温度的影响 熔剂对保护渣形态转变温度的影响 2022/10/31重庆大学连铸技术研究所242.5 2.5 保护渣对铸坯的润滑保护渣对铸坯的润滑 熔渣层厚度 消耗量 渣膜厚度 铸坯摩擦力2022/10/31重庆大学连铸技术研究所25（1）熔渣层厚度）熔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。2022/10/31

9、重庆大学连铸技术研究所26 连铸结晶器内熔渣层厚度分布2022/10/31重庆大学连铸技术研究所27 连铸工艺所需最小熔渣厚度与工艺参数的关系：式中，S：结晶器行程，mm；f：结晶器振动频率，cycle/min；：液面波动值，mm；Vc：拉速，m/min；N：负滑脱率。通常熔渣层厚度为振幅的1.52倍，约815mm，特 殊情况达到20mm。2022/10/31重庆大学连铸技术研究所28保护渣中炭质材料、保护渣熔点、液面状况（水口和流场）、浇铸速度、消耗量。Vc、Tm、Rm、Q d 影响熔渣层厚度的主要因素2022/10/31重庆大学连铸技术研究所292022/10/31重庆大学连铸技术研究所3

10、0 平均熔渣层厚度与熔化速度、结晶器尺寸、拉速及保护渣消 耗量之间的经验关系：式中d熔渣层厚度（mm）SR熔化率（）a,b结晶器断面尺寸（m）V拉速（m/min）Q保护渣消耗量（Kg/T）2022/10/31重庆大学连铸技术研究所31（2）渣膜厚度2022/10/31重庆大学连铸技术研究所32渣膜厚度计算公式d=0.9464Vc-0.4895d1=79.1512Vc-0.628（Tm）-0.866 S 0.341 tf-0.076 tp0.116d1=0.143-0.003（f/60）d1=5.03104Vc-0.797（Tm）-1.803 S 0.329 tf-1.057tp0.730 ,（

11、拉速1.2-5.0m/min）d1=0.25 Vc-0.29 ,（拉速0.8-1.8m/min）d渣膜总厚度，dl液渣膜厚度，Tm保护渣熔点Vc拉速，S振动行程，tf振动周期，tp正滑脱时间，f振频2022/10/31重庆大学连铸技术研究所33（3 3）保护渣的消耗量保护渣的消耗量 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、粘结漏钢、振痕过深、横角裂、角部纵裂及铸坯凹坑。影响消耗量的因素：拉速、振幅、振频、振动周期、正滑脱时间、保护渣粘度、凝固温度等。2022/10/31重庆大学连铸技术研究所342022/10/31重庆大学连铸技术研究所352022/10/31重庆

12、大学连铸技术研究所362022/10/31重庆大学连铸技术研究所372022/10/31重庆大学连铸技术研究所382022/10/31重庆大学连铸技术研究所392022/10/31重庆大学连铸技术研究所402022/10/31重庆大学连铸技术研究所412022/10/31重庆大学连铸技术研究所42 消耗量调查统计规律Statistical relationships between powder consumption and specific area of strands 2022/10/31重庆大学连铸技术研究所43计算消耗量的经验公式（K.C.Mills提出）：连铸要求的消耗量：工艺因

13、素对消耗量的影响：2022/10/31重庆大学连铸技术研究所44（4）结晶器摩擦力 铸坯受到的摩擦力F由液体摩擦Fl和固体摩擦力Fs组成：2022/10/31重庆大学连铸技术研究所452022/10/31重庆大学连铸技术研究所46ABCEFCaO+MgO38.634.534.931.439.8SiO2283127.433.331.6Al2O32.824.663.2R2O12.6108.112.69.5Fe2O30.76.12.50.60.2B2O34.15.5000（CaO+MgO）/SiO21.381.111.270.941.262022/10/31重庆大学连铸技术研究所472022/10/

14、31重庆大学连铸技术研究所482022/10/31重庆大学连铸技术研究所492.6 2.6 保护渣对传热的影响保护渣对传热的影响 控制结晶器水平方向传热的意义 *结晶器内水平方向上的传热是连铸过程中发生的一种重要 现象，通过结晶器的合理传热可获得表面质量良好的铸坯 并避免漏钢。*若传热速度过大或不均匀，坯壳上会产生纵裂纹。*传热量不足易使较薄的坯壳鼓肚或漏钢。*对于传热的控制，人们过去了解的较少，特别是高速连铸 下如何协调传热与润滑的矛盾，更是目前研究的热门课题。2022/10/31重庆大学连铸技术研究所50结晶器内水平方向上的传热行为 从钢的液固界面向结晶器传热有以下几个步骤：（1）熔池内的对流传热；（2）通过坯壳的传导传热；（3）通过填充于铸坯/结晶器间隙中渣膜的传热；（4）通过任何存在于铸坯和结晶器间的气隙传热；（5）通过结晶器壁的传导传热；（6）在结晶器与冷却水界面处的对流传热。2022/10/31重庆大学连铸技术研究所51矿 相渣热膨胀系数结晶器/固渣膜间的气隙热阻渣粘度凝固温度渣膜厚度渣中的炭粒吸收系数渣膜中玻璃体/晶体比例渣膜辐射传热系数渣膜导热系数铸坯向结晶器传热浇铸条件过热度结晶器液位控制浇铸速度钢水C、H含量及其它成分