1.連鑄保護渣的作用是什麼?

　　在澆鑄過程中
，要向結晶器鋼水麵上不斷添加粉末狀或顆粒狀的渣料，稱為保護渣。保護渣的作用有以下幾方麵：(1)絕熱保溫防止散熱
；(2)隔開空氣，防止空氣中的氧進入鋼水發生二次氧化，影響鋼的質量；(3)吸收溶解從鋼水中上浮到鋼渣界麵的夾雜物

，淨化鋼液；　　　(4)在結晶器壁與凝固殼之間有一層渣膜起潤滑作用
，減少拉坯阻力，防止凝殼與銅板的黏結；(5)充(chong)填(tian)坯(pi)殼(ke)與(yu)結(jie)晶(jing)器(qi)之(zhi)間(jian)的(de)氣(qi)隙(xi)，改(gai)善(shan)結(jie)晶(jing)器(qi)傳(chuan)熱(re)。一(yi)種(zhong)好(hao)的(de)保(bao)護(hu)渣(zha)，應(ying)能(neng)全(quan)麵(mian)發(fa)揮(hui)上(shang)述(shu)五(wu)個(ge)方(fang)麵(mian)作(zuo)用(yong)，以(yi)達(da)到(dao)提(ti)高(gao)鑄(zhu)坯(pi)表(biao)麵(mian)質(zhi)量(liang)，保(bao)證(zheng)連(lian)鑄(zhu)順(shun)行(xing)的(de)目(mu)的(de)。

　　2.對保護渣熔化模式有何要求?

　　在連鑄過程中加入到結晶器的保護渣，要完成上述五個方麵的功能，必須要求保護渣粉有規定的熔化模式，也就是要求在鋼水麵上形成所謂粉渣層—燒結層一液渣層的所謂三層結構。添加到結晶器高溫鋼液(1500℃左右)麵上低熔點(1100～1200℃)的渣粉
，靠鋼液提供熱量
，在鋼液麵上形成了一定厚度的液渣覆蓋層(約10～l5mm)，鋼水向粉渣層傳熱減慢
，在液渣層上的粉渣受熱作用，渣粉之間互相燒結在一起形成所謂燒結層(溫度在900～600℃)，在燒結層上粉渣接受從鋼水傳遞的熱量更少，溫度低(<500℃)
，故(gu)保(bao)持(chi)為(wei)粉(fen)狀(zhuang)，均(jun)勻(yun)覆(fu)蓋(gai)在(zai)鋼(gang)水(shui)麵(mian)上(shang)，防(fang)止(zhi)了(le)鋼(gang)水(shui)散(san)熱(re)，阻(zu)止(zhi)了(le)空(kong)氣(qi)中(zhong)的(de)氧(yang)進(jin)入(ru)鋼(gang)水(shui)。在(zai)拉(la)坯(pi)過(guo)程(cheng)中(zhong)
，由(you)於(yu)結(jie)晶(jing)器(qi)上(shang)下(xia)振(zhen)動(dong)和(he)凝(ning)固(gu)坯(pi)殼(ke)向(xiang)下(xia)運(yun)動(dong)的(de)作(zuo)用(yong)，鋼(gang)液(ye)麵(mian)的(de)液(ye)渣(zha)層(ceng)不(bu)斷(duan)通(tong)過(guo)鋼(gang)水(shui)與(yu)銅(tong)壁(bi)的(de)界(jie)麵(mian)而(er)擠(ji)入(ru)坯(pi)殼(ke)與(yu)銅(tong)壁(bi)之(zhi)間(jian)，在(zai)銅(tong)壁(bi)表(biao)麵(mian)形(xing)成(cheng)一(yi)層(ceng)固(gu)體(ti)渣(zha)膜(mo)，而(er)在(zai)凝(ning)殼(ke)表(biao)麵(mian)形(xing)成(cheng)一(yi)層(ceng)液(ye)體(ti)渣(zha)膜(mo)，這(zhe)層(ceng)液(ye)體(ti)渣(zha)膜(mo)在(zai)結(jie)晶(jing)器(qi)壁(bi)與(yu)坯(pi)殼(ke)表(biao)麵(mian)起(qi)潤(run)滑(hua)作(zuo)用(yong)，就像馬達軸轉動時加了潤滑油一樣。同時，渣膜充填了坯殼與銅壁之間氣隙
，減少了熱阻

，改善了結晶的傳熱。隨著拉坯的進行，鋼液麵上的液渣不斷消耗掉，而燒結層下降到鋼液麵熔化成液渣層
，粉渣層變成燒結層
，再往結晶器添加新的渣粉，使其保持為三層結構，如此循環，保護渣粉不斷消耗。　3.如何實現使結晶器保護渣粉形成所謂“三層結構”?要發揮保護渣5個方麵功能，就必須使添加到結晶器渣粉形成“三層結構”。要形成“三層結構”關鍵是要控製保護渣粉的熔化速度
，也就是說
，加入鋼液麵的渣粉不要一下子都熔化成液體
，而是逐步熔化。為此，一般都是在保護渣中加入碳粒子作為熔速的調節劑。碳粒子控製熔速的快慢決定於加入碳粒子種類和數量。碳是耐高溫材料，極細的碳粉吸附在渣粒周圍，使渣粒之間互相分隔開來阻礙了渣料之間的接觸、融合，使熔化速度變緩。如果加入碳粉不足
，渣層溫度尚未達到渣料開始燒結溫度，碳粒子就已燒盡，則燒結層發達
，熔速su過guo快kuai
，液ye渣zha層ceng過guo厚hou。如ru果guo加jia入ru碳tan粉fen過guo多duo，渣zha料liao全quan熔rong化hua後hou尚shang有you部bu分fen碳tan粒li子zi存cun在zai，則ze會hui使shi燒shao結jie層ceng萎wei縮suo，燒shao結jie層ceng厚hou度du過guo薄bo。加jia入ru碳tan粉fen數shu量liang適shi中zhong時shi，在zai燒shao結jie層ceng中zhong有you部bu分fen碳tan粒li子zi燒shao盡jin，其qi餘yu部bu分fen渣zha料liao尚受碳粒子的有效控製，這樣就會得到合適厚度的燒結層和液渣層。配碳材料有石墨和碳黑兩種。石墨顆粒粗大
，粒度為60～80μm，其分隔和阻滯作用較差，但開始氧化溫度較高(約560℃)，氧化速度較慢
，在高溫區控製熔速能力較強。碳黑為無定型結構
，顆粒很細(0.06～0.10μm)，分隔和阻滯作用強

，開始氧化溫度較低(500℃)，氧化速度快，所以碳黑在渣層溫度較低區
，控製熔速能力強，在高溫區控製效率較低

，即使增加配入量
，其改善效果也是有限的。一般配入的碳粉量為4～7％。

　　4.影響保護渣吸收鋼水中夾雜物有哪些因素?

　　jinrushishuikouzhuliuzaijiejingqineiyinqigangshuiduiliuyundong
，shangfudaojiejingqigangzhajiemianshangdejiazawu
，youyujiejingqiyemiandebodong，kenenghuibeijuanrudaoningguke，zaochengzhupipixiajiazahuobiaomianjiazha，yingxiangbiaomianzhiliang。yinci，xiwangshangfudaogangzhajiemiandejiazawuhenkuaibeiyezhacengxishou

、溶解。要使上浮到鋼渣界麵的夾雜物，迅速轉移到液渣中去
，這個過程決定於：(1)鋼渣界麵接觸麵積；(2)液體渣的黏度；(3)渣zha子zi溶rong解jie夾jia雜za物wu的de能neng力li。也ye就jiu是shi說shuo，渣zha子zi流liu動dong性xing越yue好hao，鋼gang渣zha接jie觸chu麵mian積ji越yue大da，夾jia雜za物wu就jiu越yue易yi進jin入ru渣zha中zhong。隻zhi要yao夾jia雜za物wu一yi進jin入ru渣zha中zhong
，渣zha子zi能neng迅xun速su吸xi收shou溶rong解jie，而er渣zha子zi溶rong解jie夾jia雜za物wu的de能neng力li主zhu要yao決楚

、於渣子化學成分，也就是CaO和SiO2含量，(CaO％/ SiO2％稱為堿度)以及渣中原始Al2O3含量。生產試驗指出
，堿度增加，渣子溶解Al2O3夾雜物能力增大，當堿度大於1.1，則溶解Al2O3能力下降；渣中原始Al2O3含量大於10％，則渣子溶解Al2O3迅速下降。因此配製保護渣時
，應使渣子CaO％與SiO2％之比在0.9～1.0
，原始的Al2O3含量盡可能低，一般應小於10％。結晶器鋼水麵上液渣層對Al2O3夾雜溶解能力究竟有多大?研究指出：當CaO％/ SiO2％=0.9～1.0時
，渣中Al2O3含量大於20％，就有高熔點的化合物析出，使渣子熔點升高，黏度增大，也就不能再吸收上浮的夾雜物。然而，在澆鑄過程中，結晶器保護渣不斷消耗
，也不斷吸收上浮夾雜物
，而使渣子被Al2O3富集。為了保持渣子具有良好的吸收Al2O3能力
，而又不改變渣子性能，可采取以下措施：(1)配製渣粉時，選擇合適原料
，應盡可能降低原始渣中的Al2O3含量
；(2)適當增加渣粉消耗

，衝稀渣中Al2O3含量
；(3)澆鑄過程中隨渣中Al2O3富集，可采用結晶器換渣操作。

　　5 結晶器液渣層厚度的作用及其測定方法有哪些?

　　保護渣要達到良好的使用效果
，必須有合乎實際需要的液渣層厚度。液渣層過厚或過薄都會使板坯產生表麵縱裂紋。如板坯拉速為1.2～1.5m/min
，液渣層厚度小於5mm，板坯縱裂紋明顯增加(由50mm/m增加到200mm/m)
，液渣層厚度6～15mm，縱裂紋幾乎消失
，液渣層大於20mm，縱裂紋又有所增加。液渣層厚度小於某一值
，沿結晶器周邊形成的渣圈，會使彎月麵液渣流入坯殼與銅壁之間的通道堵死，致使液渣不能順利流入坯殼表麵而形成均勻的渣膜
，則可能在相應的鑄坯表麵上產生縱裂紋。那麼液渣通過彎月麵下流的通道不被堵死所需的液渣厚度是多少呢?根據理論計算指出，拉速小於lm/min，液渣層厚度為5～7mm，拉速大於lm/min，液渣層厚度為7～15mm。這與生產實踐所測的臨界液渣層厚度是一致的。在生產中測定液渣層厚度的方法：把一根鋼絲和一根銅絲(或鋁絲)綁(bang)在(zai)一(yi)起(qi)

，插(cha)入(ru)結(jie)晶(jing)器(qi)渣(zha)層(ceng)中(zhong)，由(you)於(yu)液(ye)渣(zha)溫(wen)度(du)比(bi)銅(tong)的(de)熔(rong)點(dian)高(gao)，所(suo)以(yi)銅(tong)絲(si)熔(rong)化(hua)
，量(liang)出(chu)銅(tong)絲(si)熔(rong)化(hua)的(de)長(chang)度(du)即(ji)為(wei)液(ye)渣(zha)層(ceng)厚(hou)度(du)。由(you)於(yu)板(ban)坯(pi)結(jie)晶(jing)器(qi)斷(duan)麵(mian)各(ge)點(dian)鋼(gang)水(shui)溫(wen)度(du)是(shi)不(bu)一(yi)樣(yang)的(de)(如浸入式水口區域和結晶器邊部)，液渣層厚度也不相同
，因此可測定不同位置的液渣層厚度。

　　6 保護渣是如何起潤滑作用的?

　　澆鑄過程中結晶器上下振動
，鑄坯向下運動，在凝固殼表麵與銅壁之間產生了摩擦，使坯殼與銅壁黏結
，使shi拉la坯pi阻zu力li增zeng大da，輕qing者zhe導dao致zhi坯pi殼ke產chan生sheng裂lie紋wen，重zhong者zhe會hui使shi坯pi殼ke拉la裂lie。因yin此ci在zai坯pi殼ke與yu銅tong壁bi之zhi間jian必bi須xu要yao進jin行xing潤run滑hua
，這zhe個ge作zuo用yong隻zhi有you靠kao保bao護hu渣zha來lai實shi現xian。要yao保bao證zheng良liang好hao的de潤run滑hua，在zai凝ning固gu殼ke與yu銅tong壁bi之zhi間jian必bi須xu有you一yi層ceng性xing狀zhuang合he適shi、厚hou度du均jun勻yun的de液ye態tai渣zha膜mo。結jie晶jing器qi鋼gang液ye麵mian上shang的de液ye渣zha層ceng是shi不bu斷duan供gong給gei液ye渣zha膜mo的de源yuan泉quan。為wei此ci要yao保bao證zheng結jie晶jing器qi彎wan月yue麵mian附fu近jin液ye渣zha流liu入ru坯pi殼ke與yu銅tong壁bi之zhi間jian的de通tong道dao暢chang通tong
，不bu受shou銅壁周圍的渣圈堵塞。那麼潤滑渣膜是如何形成的呢?當把鋼水澆滿結晶器就形成了初生坯殼
，向液麵添加保護渣粉

，則渣粉熔化形成了一層液渣層，靠近銅壁四周的液渣冷卻形成了渣圈


，隨著結晶器向下運動
，渣子逐漸被擠入到坯殼與銅壁之間以致完全為渣子充填。銅壁溫度低，靠近銅壁一側的渣殼保持為固體渣皮，而凝殼表麵溫度高，靠近坯殼一側渣子是液態渣膜，具有流動性。這樣結晶器銅壁與坯殼之間靠液態渣膜來滑潤，它隨鑄坯拉出而消耗掉，而附著在銅壁上的固體渣皮隨結晶器振動而基本上不消耗。在渣膜不斷消耗的同時，鋼液麵液渣經彎月麵通道不斷向下補充，形成了穩定液態渣膜。渣膜的厚度與渣子黏度
、拉速
、結晶器振動等因素有關。知渣子黏度一定，拉速增加，渣膜厚度增加；而拉速一定，黏度增加，則渣膜厚度減少。一般渣膜厚度50～200μm，渣子消耗為0.4～0.6kg/t。，因此，要使渣膜對凝固坯殼的潤滑處於最佳狀態，則渣膜厚度
，渣子消耗、渣子黏度三者要配合適中。當結晶器振動一定的情況下，黏度(η)和拉速(V)應配合適當，低黏度與低拉速
，或高黏度與高拉速搭配均不可取
，以兩者的乘積η·V作為指標來評價潤滑狀況，η·V值過小或過大
，均表示渣膜厚度和消耗不適當，潤滑狀況不良。

　　7 保護渣成分的設計原則是什麼?

　　要實現保護渣的五個功能
，關鍵是配製合適成分的保護渣。現在普遍應用於連鑄的保護渣渣料是以CaO-SiO2-Al203三元化合物組成的渣係為基礎的。並含有適量的Na2O、CaF2、K20等化合物。這種渣料熔化後呈弱酸性或中性的液渣，對鋼水的潤濕性好，渣子黏度隨溫度變化平緩。連鑄保護渣基本由三種物料組成：(1)基礎渣料。含CaO、SiO2
、Al203基本渣料。按CaO-SiO2-Al203三元相圖
，這三種化合物成分範圍是：Ca0 10～38％

，Si0240～60％，Al203小於l0％。熔點高於1300℃以上。(2)助熔劑。如Na2O
、CaF2能降低渣子熔點和黏度。根據資源情況
，也可選用LiO2、K20、BaO、NaF
、B2O3等作助熔劑，加入量的多少視其渣子熔點而定。(3)調節劑。碳粒子為熔速調節劑。加入量為5～7％。根據鋼種的要求，通過實驗把保護渣合適的各化合物含量確定下來。

　　8 配製保護渣所用的主要原料是什麼?

　　作為配製保護渣的原料有：天然礦物
、工業廢物和工業產品。已作為基礎渣料的原料有：水泥、水泥熟料
、矽灰石、長石、石英、電廠煙道灰、高爐渣
、電爐白渣等。作為助熔劑輔助材料有：燒堿
、螢石、重晶石、冰晶石
、硼砂、碳酸鋰等。熔速調節劑有天然石墨、碳黑、燈黑等。

　　9 保護渣對連鑄坯質量有何影響?

　　保護渣是加入到結晶器鋼水麵上，保護渣的好壞主要是影響鑄坯的表麵質量：(1)鑄坯表麵縱裂紋：縱裂紋是來源於結晶器彎月麵區初生坯殼厚度的不均勻性。鋼水麵上液渣不bu能neng均jun勻yun流liu入ru分fen布bu到dao鑄zhu坯pi四si周zhou，導dao致zhi凝ning固gu殼ke厚hou薄bo不bu均jun，在zai坯pi殼ke較jiao薄bo之zhi處chu容rong易yi產chan生sheng應ying力li集ji中zhong，當dang應ying力li超chao過guo凝ning殼ke的de高gao溫wen強qiang度du時shi就jiu產chan生sheng了le裂lie紋wen。研yan究jiu指zhi出chu，結jie晶jing器qi鋼gang液ye麵mian上shang的de液ye渣zha層ceng保bao持chi5～15㎜，可以顯著減少板坯表麵縱裂紋。縱裂還與渣子黏度(η)
、熔化速度(tf)和拉速(V)有關。有人指出：η/tf比值愈大，縱裂指數愈小。如渣子溫度1300℃，η/tf=1,縱裂指數為6

，η/tf=2，縱裂指數為0。有人認為：對連鑄板坯η·V控製在2～3.5。方坯η·V控製在5，可使渣膜均勻

，傳熱穩定
，潤滑良好
，可顯著減少裂紋。(2)夾渣：zhupijiazhakefenweibiaomianjiazhahepixiajiazha。jiazhachicundaxiaobudeng。youjihaomidaoshijihaomi，jiazhazaibiaomianshenqianyebuyiyang。jiazhayanzhongweihaichanpinbiaomianzhiliang，yincizairejiagongzhiqianbixuyuyiqingchu。jiejingqipikejuanruzhazi，shijiazhadezhongyaolaiyuan。rupikebiaomianxingchengle渣斑，此處導熱性差
、凝殼薄
，形成了一個高溫“熱點”，是造成出結晶器坯殼漏鋼原因之一。鑄坯表麵夾渣物組成主要是鈣長石和鈣黃長石
，這兩個化合物中A12O3均大於20％，它們熔點分別為1550℃和1590℃，容易使渣子結團。在結晶器液麵波動太大，浸入式水口插入太淺，液麵翻動會把渣子卷入。“煉鋼連鑄火焰切割高效節能技術”被國家科技部列入重點科技成果推廣項目。本技術產品在數家煉鋼企業成功應用，扭轉了過去鋼坯切割燃氣消耗多、切割割縫大、切割斷麵粗糙

、氧氣壓力高

、工場粉塵多

、噪音大、環境汙染重、割具損壞多、工人勞動強度大等狀況

，顯示出巨大的節能降耗威力和卓越的環境保護效果。該技術具有以下特點：1
、工藝先進：切割中火焰集中
，切割速度快；切割斷麵光潔
，上緣不塌邊
，下緣掛渣少，成材率高；可實現自動化
，切割與連鑄拉速相匹配。2、節省鋼材：切割方坯和板坯割縫可保持在3mm左右，每噸鋼材可減少0.5公斤以上割損。3、節約能源：節能連鑄割嘴的燃氣壓力是其他割嘴的1/2至1/3，氧氣壓力是其他割嘴的1/2，可節省燃氣50%以上
，節省氧氣40%-50%，切割中可實現自動斷火與點火。

　　10 連鑄保護渣有哪幾種類型?

　　根據設計的保護渣組成
，再選用合適的原料經過破碎、球磨、混合等製作工序就製成了保護渣。有四種類型。(1)粉狀保護渣：是多種粉狀物料的機械混合物。在長途運輸過程中，由於受到長時間的震動，使不同比重的物料偏析
，渣料均勻狀態受到破壞，影響使用效果的穩定性。同時，向結晶器添加渣粉時
，粉塵飛揚，汙染了環境。(2)顆粒保護渣：為了克服汙染環境的缺點
，在粉狀渣中配加適量的黏結劑，做成似小米粒的顆粒保護渣。製作工藝複雜，成本有所增加。(3)預熔型保護渣：將各造渣料混勻後放入預熔爐熔化成一體
，冷卻後破碎磨細，並添加適當熔速調節劑，就得到預熔性粉狀保護渣。預熔保護渣還可進一步加工成顆粒保護渣。預熔保護渣製作工藝複雜
，成本較高。但優點是提高保護渣成渣的均勻性。　　　(4)發熱型保護渣：在渣粉中加入發熱劑(如鋁粉)，使其氧化放出熱量，很快形成液渣層。但這種渣成渣速度不易控製

，成本較高，故應用較少。

　　11 連鑄保護渣主要理化性能有哪些?

　　保護渣配製好後，要測定渣子的理化性能，主要的理化指標有以下幾項：(1)化學成分：各牌號的保護渣，應分析化學成分，各氧化物的含量應在所規定的範圍內
，這是最起碼的指標。(2)熔化溫度
，將渣粉製成Φ3×5mm的試樣

，在專門儀器上把試樣加熱到圓柱體變為半球形的溫度，定義達到半球點的溫度叫熔化溫度。(3)黏度：它表示渣粉熔化成液體的流動性能。而渣子流動性對熔渣吸收夾雜物和坯殼的潤滑效果有重要影響。通常是用扭擺黏度計或旋轉黏度計測定1300℃渣子的黏度，來比較不同渣子的流動性。(4)熔化速度：熔化速度是衡量渣子熔化過程的快慢
，關係到結晶器鋼液麵上能否形成穩定的三層結構和需要的液渣層厚度。　　熔速可用標準試樣在規定溫度(如1300℃或1400℃)下完全熔化成液體所需的時間來表示。也可用一定重量的保護渣粉，加熱到規定溫度
，在單位麵積和時間內形成液渣量來表示。(5)鋪展性：它表示粉渣加到鋼液麵上的覆蓋能力和覆蓋的均勻性。可以用一定容積內的保護渣粉，從規定高度下流到平板上鋪散的麵積來衡量。(6)水分：保護渣粉容易吸潮。吸附水分量超過規定要求(如0.5％)，渣粉會結團

，危及使用效果。

　　12 如何控製保護渣的水分?

　　保護渣水分分為吸附水和結晶水兩類。水分可使保護渣粉結團、質量變壞。應限製水分小於0.5％。基料中的某些物質如蘇打、固，體水玻璃等吸附水的能力甚強。當吸附水後
，使粉渣裹卷成團，對連鑄操作帶來麻煩。保護渣吸水主要決定於原料種類和粒度。粒度愈細
，吸水率愈大，200目時，水泥吸水率為0.41％，固體水玻璃為3.24％，螢石為0.45％
，蘇打為15.9％，石墨微量。控製水分方法：原料的烘烤溫度不低於110℃。適當延長烘烤時間。烘烤後的原料應及時配料、混勻，配好的渣粉應及時密封包封。對質量要求較高的鋼種
，保護渣原料最好烘烤到800℃以上，以去除結晶水，或采用預熔型保護渣。