连铸过程中要求保护渣在结晶器内钢液面上形成一个稳定的熔融层状结构。合适的液渣层厚度可以保证存储足够液渣,便于熔渣均匀流进铸坯与结晶器壁间间隙并发挥良好的润滑和控制传热的作用,否则形成不均匀的渣膜将导致传热不均造成铸坯缺陷,甚至引发粘结漏钢,同时连铸过程中希看渣圈尽可能薄,因此烧结层不能太厚。通常通过配进的碳质材料的类型和含量来控制结晶器钢液面上的熔融结构模型。通过试验得出在碱度为0.95的基渣中加进不同含量的中超炭黑与增碳剂时熔融结保护渣烧结层厚度随碳含量的增加而逐渐减薄。中超炭黑的碳的质量分数为1%时,保护渣熔融结构中包含半熔层,且每增加质量分数为1%的增碳剂,烧结层厚度均匀减小约1mm,而半熔层的厚度均匀增加约1mm;当中超炭黑的碳的质量分数为2%时则没有半熔层出现,粉渣层厚度迅速增加,均匀每增加质量分数为1%的增碳剂,烧结层厚度减小约115mm。
中超炭黑的碳的质量分数为1%时,保护渣熔融结构中包含半熔层,且每增加质量分数为1%的390石墨,烧结层厚度均匀减小约2mm,而半熔层的厚度均匀增加约5mm;当中超炭黑的碳的质量分数为2%时则没有半熔层出现,粉渣层厚度迅速增加,390石墨的质量分数均匀每增加1%,烧结层厚度减小约3mm。
有研究者以为,不含半熔层的3层结构较好,因其烧结层温度接近液渣层的温度,温度升高时熔化较快,有利于维持一定厚度的熔渣层;另有研究者以为,有半熔层的多层结构更好,多层结构中的烧结层比3层结构中的薄,且半熔层的存在会增大熔化层提供液渣的能力,更能够适应浇注参数的变化。评价保护渣的熔融结构模型,需结合具体浇注情况进行判定。如对于低碳钢保护渣,因需要抑制过度发达的烧结层而尽量避免增碳,需将炭黑控制在2%以内;对方坯或圆坯保护渣,要求成渣速度快,配碳时也可采用炭黑含量小于2%的复合配碳方式,这样出现的半熔层可保持较厚的熔渣层,以适应拉速的变化;而对于高碳钢,为了减缓铸坯表面脱碳,应尽可能增加保护渣中的配碳量,同时应采用石墨型碳质材料。
(来源:钢铁研究学报)