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连铸保护渣知识精华帖
   
    1.连铸保护渣的作用是什么?
 
    在浇注过程中,要向结晶器emc易倍bet水面上不断添加粉末状或颗粒状的渣料,称为保护渣。保护渣的作用有以下几方面:
 
    (1)绝热保温防止散热;
 
    (2)隔开空气,防止空气中的氧进入emc易倍bet水发生二次氧化,影响emc易倍bet的质量;
 
    (3)吸收溶解从emc易倍bet水中上浮到emc易倍bet渣界面的夹杂物,净化emc易倍bet液;
 
    (4)在结晶器壁与凝固壳之间有一层渣膜起润滑作用,减少拉坯阻力,防止凝壳与铜板的粘结;
 
    (5)充填坯壳与结晶器之间的气隙,改善结晶器传热。
 
    一种好的保护渣,应能全面发挥上述五个方面作用,以达到提高铸坯表面质量,保证连铸顺行的目的。
 
    2.对保护渣熔化模式有何要求?
 
    在连铸过程中加入到结晶器的保护渣,要完成上述五个方面的功能,必须要求保护渣粉有规定的熔化模式,也就是要求在emc易倍bet水面上形成所谓粉渣层—烧结层一液渣层的所谓三层结构。
 
    添加到结晶器高温emc易倍bet液(1500℃左右)面上低熔点(1100~1200℃)的渣粉,靠emc易倍bet液提供热量,在emc易倍bet液面上形成了一定厚度的液渣覆盖层(约10~l5mm),emc易倍bet水向粉渣层传热减慢,在液渣层上的粉渣受热作用,渣粉之间互相烧结在一起形成所谓烧结层(温度在900~600℃),在烧结层上粉渣接受从emc易倍bet水传递的热量更少,温度低(<500℃),故保持为粉状,均匀覆盖在emc易倍bet水面上,防止了emc易倍bet水散热,阻止了空气中的氧进入emc易倍bet水。
 
    在拉坯过程中,由于结晶器上下振动和凝固坯壳向下运动的作用,emc易倍bet液面的液渣层不断通过emc易倍bet水与铜壁的界面而挤入坯壳与铜壁之间,在铜壁表面形成一层固体渣膜,而在凝壳表面形成一层液体渣膜,这层液体渣膜在结晶器壁与坯壳表面起润滑作用,就象马达轴转动时加了润滑油一样。同时,渣膜充填了坯壳与铜壁之间气隙,减少了热阻,改善了结晶的传热。
 
    随着拉坯的进行,emc易倍bet液面上的液渣不断消耗掉,而烧结层下降到emc易倍bet液面熔化成液渣层,粉渣层变成烧结层,再往结晶器添加新的渣粉,使其保持为三层结构,如此循环,保护渣粉不断消耗。
 
    3.如何实现使结晶器保护渣粉形成所谓“三层结构”?
 
    要发挥保护渣5个方面功能,就必须使添加到结晶器渣粉形成“三层结构”。要形成“三层结构”关键是要控制保护渣粉的熔化速度,也就是说,加入到emc易倍bet液面的渣粉不要一下子都熔化成液体,而是逐步熔化。为此,一般都是在保护渣中加入碳粒子作为熔速的调节剂。
 
    碳粒子控制熔速的快慢决定于加入碳粒子种类和数量。碳是耐高温材料,极细的碳粉吸附在渣粒周围,使渣粒之间互相分隔开来阻碍了渣料之间的接触、融合,使熔化速度变缓。如果加入碳粉不足,渣层温度尚未达到渣料开始烧结温度,碳粒子就已烧尽,则烧结层发达,熔速过快,液渣层过厚。如果加入碳粉过多,渣料全熔化后尚有部分碳粒子存在,则会使烧结层萎缩,烧结层厚度过薄。加入碳粉数量适中时,在烧结层中有部分碳粒子烧尽,其余部分渣料尚受碳粒子的有效控制,这样就会得到合适厚度的烧结层和液渣层。
 
    配碳材料有石墨和碳黑两种。石墨颗粒粗大,粒度为60~80μm,其分隔和阻滞作用较差,但开始氧化温度较高(约560℃),氧化速度较慢,在高温区控制熔速能力较强。碳黑为无定型结构,颗粒很细(0.06~0.10μm),分隔和阻滞作用强,开始氧化温度较低(500℃),氧化速度快,所以碳黑在渣层温度较低区,控制熔速能力强,在高温区控制效率较低,即使增加配入量,其改善效果也是有限的。
 
    一般配入的碳粉量为4~7%。
 
    4.影响保护渣吸收emc易倍bet水中夹杂物有哪些因素?
 
    浸入式水口注流在结晶器内引起emc易倍bet水对流运动,上浮到结晶器emc易倍bet渣界面上的夹杂物,由于结晶器液面的波动,可能会被卷入到凝固壳,造成铸坯皮下夹杂或表面夹渣,影响表面质量。因此,希望上浮到emc易倍bet渣界面的夹杂物很快被液渣层吸收、溶解。
 
    要使上浮到emc易倍bet渣界面的夹杂物,迅速转移到液渣中去,这个过程决定于:
 
    (1)emc易倍bet渣界面接触面积;
 
    (2)液体渣的粘度;
 
    (3)渣子溶解夹杂物的能力。
 
    也就是说,渣子流动性越好,emc易倍bet渣接触面积越大,夹杂物就越易进入渣中。只要夹杂物一进入渣中,渣子能迅速吸收溶解,而渣子溶解夹杂物的能力主要决楚、于渣子化学成分,也就是CaO和SiO2含量,(CaO%/ SiO2%称为碱度)以及渣中原始Al2O3含量。
 
    生产试验指出,碱度增加,渣子溶解Al2O3夹杂物能力增大,当碱度大于1.1,则溶解Al2O3能力下降;渣中原始Al2O3含量大于10%,则渣子溶解Al2O3迅速下降。因此配制保护渣时,应使渣子CaO%与SiO2%之比在0.9~1.0,原始的Al2O3含量尽可能低,一般应小于10%。
 
    结晶器emc易倍bet水面上液渣层对Al2O3夹杂溶解能力究竟有多大?研究指出:当CaO%/ SiO2%=0.9~1.0时,渣中Al2O3含量大于20%,就有高熔点的化合物析出,使渣子熔点升高,粘度增大,也就不能再吸收上浮的夹杂物。
 
    然而,在浇注过程中,结晶器保护渣不断消耗,也不断吸收上浮夹杂物,而使渣子被Al2O3富集。为了保持渣子具有良好的吸收Al2O3能力,而又不改变渣子性能,可采取以下措施:
 
    (1)配制渣粉时,选择合适原料,应尽可能降低原始渣中的Al2O3含量;
 
    (2)适当增加渣粉消耗,冲稀渣中Al2O3含量;
 
    (3)浇注过程中随渣中Al2O3富集,可采用结晶器换渣操作。
 
    5 结晶器液渣层厚度的作用及其测定方法有哪些?
 
    保护渣要达到良好的使用效果,必须有合乎实际需要的液渣层厚度。液渣层过厚或过薄都会使板坯产生表面纵裂纹。如板坯拉速为1.2~1.5m/min,液渣层厚度小于5mm,板坯纵裂纹明显增加(由50mm/m增加到200mm/m),液渣层厚度6~15mm,纵裂纹几乎消失,液渣层大于20mm,纵裂纹又有所增加。
 
    液渣层厚度小于某一值,沿结晶器周边形成的渣圈,会使弯月面液渣流入坯壳与铜壁之间的通道堵死,致使液渣不能顺利流入坯壳表面而形成均匀的渣膜,则可能在相应的铸坯表面上产生纵裂纹。那么液渣通过弯月面下流的通道不被堵死所需的液渣厚度是多少呢?根据理论计算指出,拉速小于lm/min,液渣层厚度为5~7mm,拉速大于lm/min,液渣层厚度为7~15mm。这与生产实践所测的临界液渣层厚度是一致的。
 
    在生产中测定液渣层厚度的方法:把一根emc易倍bet丝和一根铜丝(或铝丝)绑在一起,插入结晶器渣层中,由于液渣温度比铜的熔点高,所以铜丝熔化,量出铜丝熔化的长度即为液渣层厚度。由于板坯结晶器断面各点emc易倍bet水温度是不一样的(如浸入式水口区域和结晶器边部),液渣层厚度也不相同,因此可测定不同位置的液渣层厚度。
 
    6 保护渣是如何起润滑作用的?
 
    浇注过程中结晶器上下振动,铸坯向下运动,在凝固壳表面与铜壁之间产生了摩擦,使坯壳与铜壁粘结,使拉坯阻力增大,轻者导致坯壳产生裂纹,重者会使坯壳拉裂。因此在坯壳与铜壁之间必须要进行润滑,这个作用只有靠保护渣来实现。
 
    要保证良好的润滑,在凝固壳与铜壁之间必须有一层性状合适、厚度均匀的液态渣膜。结晶器emc易倍bet液面上的液渣层是不断供给液渣膜的源泉。为此要保证结晶器弯月面附近液渣流入坯壳与铜壁之间的通道畅通,不受铜壁周围的渣圈堵塞。
 
    那么润滑渣膜是如何形成的呢?当把emc易倍bet水浇满结晶器就形成了初生坯壳,向液面添加保护渣粉,则渣粉熔化形成了一层液渣层,靠近铜壁四周的液渣冷却形成了渣圈,随着结晶器向下运动,渣子逐渐被挤入到坯壳与铜壁之间以致完全为渣子充填。铜壁温度低,靠近铜壁一侧的渣壳保持为固体渣皮,而凝壳表面温度高,靠近坯壳一侧渣子是液态渣膜,具有流动性。这样结晶器铜壁与坯壳之间靠液态渣膜来滑润,它随铸坯拉出而消耗掉,而附着在铜壁上的固体渣皮随结晶器振动而基本上不消耗。在渣膜不断消耗的同时,emc易倍bet液面液渣经弯月面通道不断向下补充,形成了稳定液态渣膜。
 
    渣膜的厚度与渣子粘度、拉速、结晶器振动等因素有关。知渣子粘度一定,拉速增加,渣膜厚度增加;而拉速一定,粘度增加,则渣膜厚度减少。一般渣膜厚度50~200μm,渣子消耗为0.4~0.6kg/t。,因此,要使渣膜对凝固坯壳的润滑处于最佳状态,则渣膜厚度,渣子消耗、渣子粘度三者要配合适中。当结晶器振动一定的情况下,粘度(η)和拉速(V)应配合适当,低粘度与低拉速,或高粘度与高拉速搭配均不可取,以两者的乘积η·V作为指标来评价润滑状况,η·V值过小或过大,均表示渣膜厚度和消耗不适当,润滑状况不良
 
    7 保护渣成分的设计原则是什么?
 
    要实现保护渣的五个功能,关键是配制合适成分的保护渣。
 
    现在普遍应用于连铸的保护渣渣料是以CaO-SiO2-Al203三元化合物组成的渣系为基础的。并含有适量的Na2O、CaF2、K20等化合物。这种渣料熔化后呈弱酸性或中性的液渣,对emc易倍bet水的润湿性好,渣子粘度随温度变化平缓。连铸保护渣基本由三种物料组成:
 
    (1)基础渣料。含CaO、SiO2、Al203基本渣料。按CaO-SiO2-Al203三元相图,这三种化合物成分范围是:Ca0 10~38%,Si0240~60%,Al203小于l0%。熔点高于1300℃以上。
 
    (2)助熔剂。如Na2O、CaF2能降低渣子熔点和粘度。根据资源情况,也可选用LiO2、K20、BaO、NaF、B2O3等作助熔剂,加入量的多少视其渣子熔点而定。
 
    (3)调节剂。碳粒子为熔速调节剂。加入量为5~7%。
 
    根据emc易倍bet种的要求,通过实验把保护渣合适的各化合物含量确定下来。
 
    8 配制保护渣所用的主要原料是什么?
 
    作为配制保护渣的原料有:天然矿物、工业废物和工业产品。已作为基础渣料的原料有:水泥、水泥熟料、硅灰石、长石、石英、电厂烟道灰、高炉渣、电炉白渣等。作为助熔剂辅助材料有:烧碱、萤石、重晶石、冰晶石、硼砂、碳酸锂等。熔速调节剂有天然石墨、碳黑、灯黑等。
 
    9 保护渣对连铸坯质量有何影响?
 
    保护渣是加入到结晶器emc易倍bet水面上,保护渣的好坏主要是影响铸坯的表面质量:
 
    (1)铸坯表面纵裂纹:纵裂纹是来源于结晶器弯月面区初生坯壳厚度的不均匀性。emc易倍bet水面上液渣不能均匀流入分布到铸坯四周,导致凝固壳厚薄不均,在坯壳较薄之处容易产生应力集中,当应力超过凝壳的高温强度时就产生了裂纹。
 
    研究指出,结晶器emc易倍bet液面上的液渣层保持5~15㎜,可以显著减少板坯表面纵裂纹。纵裂还与渣子粘度(η)、熔化速度(tf)和拉速(V)有关。有人指出:η/tf比值愈大,纵裂指数愈小。如渣子温度1300℃,η/tf=1,纵裂指数为6,η/tf=2,纵裂指数为0。有人认为:对连铸板坯η·V控制在2~3.5。方坯η·V控制在5,可使渣膜均匀,传热稳定,润滑良好,可显著减少裂纹。
 
    (2)夹渣:铸坯夹渣可分为表面夹渣和皮下夹渣。夹渣尺寸大小不等。由几毫米到十几毫米,夹渣在表面深浅也不一样。夹渣严重危害产品表面质量,因此在热加工之前必须予以清除。
 
    结晶器坯壳卷入渣子,是夹渣的重要来源。如坯壳表面形成了渣斑,此处导热性差、凝壳薄,形成了一个高温“热点”,是造成出结晶器坯壳漏emc易倍bet原因之一。
 
    铸坯表面夹渣物组成主要是钙长石和钙黄长石,这两个化合物中A12O3均大于20%,它们熔点分别为1550℃和1590℃,容易使渣子结团。在结晶器液面波动太大,浸入式水口插入太浅,液面翻动会把渣子卷入。
 
    炼emc易倍bet连铸火焰切割高效节能技术”被国家科技部列入重点科技成果推广项目。本技术产品在数家炼emc易倍bet企业成功应用,扭转了过去emc易倍bet坯切割燃气消耗多、切割割缝大、切割断面粗糙、氧气压力高、工场粉尘多、燥音大、环境污染重、割具损坏多、工人劳动强度大等状况,显示出巨大的节能降耗威力和卓越的环境保护效果。该技术具有以下特点:
 
    1、工艺先进:切割中火焰集中,切割速度快;切割断面光洁,上缘不塌边,下缘挂渣少,成材率高;可实现自动化,切割与连铸拉速相匹配。
 
    2、节省emc易倍bet材:切割方坯和板坯割缝可保持在3mm左右,每吨emc易倍bet材可减少0.5公斤以上割损。
 
    3、节约能源:节能连铸割嘴的燃气压力是其它割嘴的1/2至1/3,氧气压力是其它割嘴的1/2,可节省燃气50%以上,节省氧气40-50%,切割中可实现自动断火与点火。
 
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