结晶器保护渣

.,结晶器保护渣,.,目录,3.保护渣的类型,1.保护渣的冶金功能,4.保护渣和连铸浇注条件之间的关系,2.保护渣的基本特性,7.保护渣的性能评价,6.保护渣的选择和使用,5.保护渣对铸坯质量的影响,.,保护渣作用机理,.,保护渣作用机理,加入保护渣,保护渣在结晶器中的行为：,钢水提供热量,形成三层结构,保护渣的铺展性,液渣层均匀覆盖在钢液面,流到结晶器壁,温度急剧降低,玻璃质渣膜的覆盖,温度降低,晶体质渣膜的覆盖,流动性,消耗,过渡层熔化补充液渣层,消除气隙,钢渣界面夹杂,吸收、溶解,.,1.保护渣的冶金功能,另外，根据连铸工艺条件，可要求侧重保护渣的某种功能,.,a.保护渣的渣层结构：,2.保护渣的基本特性,保护渣多属三层结构，即粉渣层、烧结层和液渣层。,（1）粉渣层,粉体粒度小,利于提高保护渣的绝热保温性能和熔化速度、降低熔化温度,不利于铺展性，粉尘对环境污染,连铸保护渣的粒度较细，粉状渣一般小于100目（0.147mm），大多数小于200目，颗粒渣粒度一般也在0.51.0mm左右。生产中，加入一定量的保护渣后，粉渣层应保持一段时间，即粉渣层需要一定的厚度，一般来说是25mm。,.,（2）烧结层,2.保护渣的基本特性,（3）液渣层液渣层一般厚度在615mm，宝钢规定610mm，而且厚度超过20mm要更进行换渣操作。液渣层厚度的稳定性要好，过高或过低会在板坯表面产生裂纹或夹渣等缺陷。,.,2.保护渣的基本特性,.,3.保护渣的类型,.,4.保护渣和连铸浇注条件之间的关系,结晶器断面形状和尺寸单位比表面积传热是结晶器断面形状和尺寸对连铸保护渣的要求的重要参数。大断面的结晶器单位比表面积传热小，铸坯凝固速度慢，为了保证铸坯出结晶器时能够有足够的坯壳厚度，相应的延长铸坯在结晶器内的时间，要求拉速相对较低，另外，应适当增加碳含量，降低熔速，保证熔渣的供给和消耗平衡。,.,4.保护渣和连铸浇注条件之间的关系,钢种主要是对不同的钢种钢液脱氧后产生的氧化物夹杂不同，被保护渣吸收后对保护渣的影响也不同。目前部分厂商给我们提供的保护渣参考种类有三种，即200系、300系、400系各一种。,.,4.保护渣和连铸浇注条件之间的关系,拉速v与铸坯表面裂纹有一定的关系，目前有很多v的研究值，Ogibagashi认为v=0.10.35Ps（m/min）范围最合适（结晶导热量及渣膜厚度的变化达到最低值）；Wolf认为v2=0.30.7Ps（m/min）2（认为其润滑性能最好）。拉速越高，保护渣消耗越少。,.,4.保护渣和连铸浇注条件之间的关系,结晶器的振动条件非正弦振动相比正弦振动，负滑动时间短，保护渣消耗量大，导致铸坯振痕深度增加，因此应该使用较高黏度的保护渣，减小渣的消耗量。而振动频率对保护渣的影响为振动频率增加，振痕深度减小，保护渣的消耗量也减少，要获得足够的润滑，必须降低保护渣的黏度、凝固温度和结晶温度。所以，最终得出保护渣成分范围：,.,对表面夹渣的影响a.渣的剥离性不良：渣-钢界面张力太小，使钢渣不易分离。b.卷渣：结晶器液面波动、钢流冲击力太强和水口插入深度过深，引起液面的翻卷、滚动严重，由此导致卷渣。保护渣的熔点过高，黏度过高而流动性差，与钢水的浸润性差，这些因素导致渣子残留铸坯表面形成夹渣。,5.保护渣对铸坯质量的影响,304、150mm1600mm、0.60.8m/min,.,粘结性漏钢生产实践表明，由于保护渣不良引起的粘结是板坯连铸漏钢的主要原因，由于保护渣的熔化温度偏高或熔化速度偏低，致使液渣层过薄或厚薄不均造成的。,5.保护渣对铸坯质量的影响,.,表面纵向裂纹该缺陷发生在结晶器内，是由于在结晶器内生成的坯壳厚度不均匀，张应力集中在某一薄弱部位的情况下发生的。在设备条件和操作因素不变的条件下，保护渣熔化特性选用不当，液渣层厚薄不一，造成渣膜厚度不均，使局部坯壳变薄产生纵裂。纵裂产生与熔渣粘度（）和拉坯速度（v）有关，对连铸板坯，v值应控制在0.200.35Pm/min。,5.保护渣对铸坯质量的影响,纵裂纹长度与液渣层厚度关系,.,表面横向裂纹横裂纹大多沿着振痕的波谷处发生的。保护渣的物性影响振痕的深浅，浅而圆滑的振痕可获得光滑的铸坯表面，改善渣子的性能可使振痕深度变浅，减轻横裂纹的发生。,5.保护渣对铸坯质量的影响,.,表面增碳它是由于浇注过程中，保护渣熔化性能不良，液渣层过薄，造成钢液与含碳保护渣或富碳层相接触而渗碳。,5.保护渣对铸坯质量的影响,.,保护渣的选择：1.按浇注的钢种选择保护渣2.按拉坯速度选择保护渣保护渣必须与拉坯速度相适应，否则，难以获得高质量铸坯，工艺难以顺行，事故频繁，即使浇注相同钢种和相同断面，由于拉速差别较大，使用的保护渣有很大差异，如板坯拉速1m/min和拉速1.6m/min，其保护渣性能差别较大。因为保护渣在结晶器内有一个最佳的液渣流入范围，它是以液渣黏度（）和浇注速度（v）等参数为基础确定的。当参数v2=0.30.7Pa（m/min）2或v=0.10.35Pm/min时，其摩擦力和热流最小，铸坯润滑良好和传热均匀，从而保证获得良好的铸坯和工艺的顺行。,6.保护渣的选择和使用,.,含氟量的选择：连铸结晶器保护渣中一般是依赖氟化物来调节熔点、黏度。a、浇注过程中保护渣中的氟化物大约有20%30%溶入二冷水中，造成水污染，如果循环使用会腐蚀铸机，降低铸机寿命。b、污染环境，对人体有害；c、F-是侵蚀浸入式水口的主要成分。,6.保护渣的选择和使用,一般来说F-含量要控制在10%以下，不得大于15%，如果是采用低氟或者无氟保护渣，二冷水的成本可节约90%，而且由于减轻了铸机的腐蚀，使得设备维修成本降低，喷嘴寿命延长。,.,Cr、Ti的影响,6.保护渣的选择和使用,不锈钢中含有Cr、Ti等元素，因此，保护渣必须具备净化结晶器内钢渣界面上的Cr2O3、TiO2等夹杂物的能力，并且吸收夹杂物后其性能稳定。Cr2O3不仅使熔渣的粘度显著升高，还会使析晶温度升高，破坏渣的玻璃态，析出硅灰石（CaOSiO2）和铬酸钙（CaCrO4）等高熔点结晶。为消除Cr2O3的不利影响，可往保护渣中配入适量的B2O3从而使溶渣的粘度降低，并使凝渣恢复玻璃态，不再析晶。含Ti不锈钢产生的（TiN）和（TiCTiN）夹杂物，现行保护渣对它们是无能为力的，当前只有降低钢中N含量和采用有效的保护浇注办法来减轻TiN的生成。,.,保护渣的使用：1.正确使用保护渣的工艺条件（1）保持结晶器内液面稳定。结晶器壁与坯壳之间渣膜均匀，以保证其均匀传热。结晶器内液面波动大时，不仅铸坯表面和皮下产生大量缺陷，而且可能造成漏钢事故。采用液面自动控制是保证结晶液面稳定最有效措施。（2）中间包水口要对中。（3）选择合理的水口尺寸及插入深度。插入深度不到位，造成结晶器液面翻卷，液渣层厚度不均匀，使铸坯产生大量缺陷。（4）稳定拉坯速度。（5）振动参数应与保护渣相适合。（6）控制好塞棒吹氩。,6.保护渣的选择和使用,.,保护渣在实际操作中应注意的问题：除了工艺条件的保证和匹配外，实际连铸操作中还应注意保护渣的加入方式和方法。（1）保护渣在结晶器内应保持一定的厚度，通常控制在3050mm范围内，而且要保持有一定厚度的粉渣层，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作用。（2）保护渣应均匀地加到结晶器内液面上，对板坯尤其重要，而且每次加渣间隔时间不应过长，做到勤加，每次加入量要少。有条件最好采用自动加渣方法。（3）在正常浇注的情况下，禁止用钢条经常去搅动结晶器液面，这会破坏保护渣在结晶器内正常熔化。,6.保护渣的选择和使用,.,在給定的正常連鑄條件下，不能因保護渣性能不佳而發生漏鋼。在澆鑄過程中，保護渣不能產生過多的渣圈（渣環）在結晶器壁上。保護渣正常操作中，不能發生保護渣結塊或鋼液面結冷鋼的狀況。保護渣不能含有毒害人體或環境的成份，且不能腐蝕結晶器壁。保護渣與開澆渣在未拆封的情況下，須至少可存放6個月以上不受潮和變質。,6.保护渣的选择和使用,我们对保护渣的要求：,.,測結晶器中總熱流值結晶器銅板溫度變化與其位置和時間的關係保護渣消耗量與澆鑄拉速的關係保護渣在彎月面區的積聚（渣圈問題）檢測鑄胚在彎月面的振痕結晶器和鑄胚間的摩擦力和拉速的關係鑄胚表面溫度在長度和寬度的變化裂紋的類型,頻率和嚴重性可見氧化物缺陷的頻率,6.保护渣的选择和使用,保护渣使用过程中需要测定的参数：,.,保护渣的消耗量在不断均衡地向结晶器加入保护渣的情况下，消耗量应大于0.3kg/t钢，而且耗渣量应稳定在较小范围，一般为0.30.6kg/t钢。当消耗量低于0.25kg/t时，应当进行换渣操作。,7.保护渣的性能评价,.,7.保护渣的性能评价,.,7.保护渣的性能评价,液渣层厚度可定期用探测法测定液渣层厚度，合适的液渣层厚度大致在615mm左右，而且厚度的波动范围较小。粉渣层厚度一般希望不大于25mm。粉渣过薄或熔速过快，会使粉渣面发红，甚至使钢液面局部露出。在浇注过程中要定期检查液渣层的厚度。液渣层厚度为振幅的1.32.5倍。探测法：镍铬丝-铜丝偶或铁-铝丝插入结晶器内钢液下，约2s后很快取出，测量熔去后的两丝长度之差，即为液渣层厚度。,.,7.保护渣的性能评价,渣圈在结晶器壁四周钢液面上形成渣圈，渣圈发达，说明保护渣的熔化性能不良，烧结层过分发展