我国连铸保护渣技术现状及需求研究

唐强

【摘 要】连铸保护渣技术的应用对于提高我国钢铁铸造质量起到了重要技术支持作用。因此技术人员从当前我国连铸保护渣在连铸保护中应有的作用，技术应用与研究现状以及发展需求三个方面开展了相关技术研究。

【关键词】连铸保护渣；应用研究现状；发展需求

随着我国钢铁铸造产业的不断发展，钢铁连铸技术质量要求也在不断提升。因此提高钢铁连铸技术质量，提高连铸技术水平也成为了铸造技术研究的重要内容。在这一研究中，保护渣作为连铸中重要的辅助材料，其在我国连铸技术研究中占据着重要位置。因此我们以中国连铸保护渣应用作用为切入点，开展了保护渣应用现状与需求研究。

一、钢铁连铸中保护渣应用主要作用

在钢铁连铸作业中，保护渣的作用主要包括了以下几点。一是在铸造过程中，加入保护渣可以在钢液表面形成隔绝层，避免了铸造钢液与空气发生二次氧化反应。二是利用保护渣形成的固渣层起到保温作用，避免铸造钢液提前凝固问题的出现。三是利用保护渣中的硅酸盐成分有效的吸收和溶解钢铁中的非金属夹杂物。四是在铸造结晶器壁与铸造件坯壳之间形成润滑层，进而降低两者之间摩擦力。五是利用保护渣传热特征改善铸造件与结晶器传热性能，实现对传热性能的有效控制。

二、我国目前连铸保护渣应用与研究现状

在我国钢铁铸造技术发展中，连铸保护渣技术的应用是从上世纪60～70年代开始研究与应用。目前我国这一技术的应用水平已经能满足我国连铸生产的整体需求。但是在实际技术研究中，我国目前保护渣技术缺乏深入研究，因此对我国目前部分优质与特殊钢材连铸生产质量产生了不力影响。目前我国连铸保护渣生产与研究的应用现状包括了以下几点。

（一）中国连铸保护渣生产应用情况

在我国当前的连铸保护渣生产主要包括了国内企业与国外投资企业两种生产类型。首先是我国国内企业连铸保护渣生产过程中，由于研发意识薄弱问题，因此其技术研发过程一般都是根据经验积累和解剖分析开展，缺乏高新产品开发能力。这一问题导致了我国保护渣研发速度难以适应连铸技术发展水平。其次在国外投资企业保护渣生产中，其主要的配方、现场服务、生产与管理等主要来自于国际相关企业。因此其产品质量与服务较为稳定，且生产价格中也具有一定的优势。但是在实际生产中也存在一定的劣势，如铸造企业新产品、新工艺开发中，生产现场技术服务节奏较慢，进而影响了我国连铸工艺发展速度。

在我国目前钢铁铸造实践应用中，保护渣的应用基本可以满足钢铁连铸生产中满足浇筑中能浇钢、少漏钢的技术要求。但是在实际的生产中，依然存在一定的技术问题。这些问题主要主要包括了以下几点，一是连铸生产中无缺陷铸坯无法实现规模化稳定生产，影响了连铸生产的规模化；二是在除炼钢连铸工艺应用中依然需要开展相关的匹配优化研究；三是连铸保护渣原材料生产过程依然需要开展相关研究。其主要的研究包括了保护渣构成与生产工艺优化；相关生产设备技术研究；保护渣生产与使用中的检测与模拟研究等。

（二）当前我国连铸保护渣研究主要内容

为了提高我国连铸保护渣技术水平，技术人员结合国际先进理论与多年保护渣应用经验，开展了相关的技术研究。目前我国连铸保护渣研究的主要内容包括了以下几点。

1、铸造中钢水包晶反应以及凝固收缩特性预测研究

在连铸过程中，技术人员如果无法对钢水包晶反应以及凝固收缩特性进行准确预测，其制定结晶器锥度技术数据以及冷却制度就缺乏技术数据支持，进而影响了保护渣的选择。但是传统的预测技术，容易受到钢材中锰、钛、铝等元素影响，造成了预测数据的不准确。因此预测技术的研究就成为了我们技术研究的重要内容。在这一研究中技术人员以相图计算为基础，结合钢液凝固偏析数据以及其钢材形态的冷却速度，形成了铸造中钢水凝固收缩预测模型。目前这一预测模型在实际生产中已经可以准确预测部分钢材（主要包括了普通低合金钢以及大部分高合金钢）连铸中包晶凝固收缩情况。同时技术人员还根据这一模型提出了用于实际生产使用的钢材裂纹敏感指数（R v），用于不同钢材连铸中预测的微调与控制。

2、如何有效控制连铸保护渣与钢水反应性研究

如何做好保护渣与钢水反应性控制，避免特殊钢材（如高钛、高稀土含量钢）连铸中保护渣出现大量还原，进而影响连铸质量以及漏钢问题的出现，也是保护渣应用研究的重要内容。在这一研究中技术人员采用了计算分析技术方法。其计算的主要内容包括了保护渣各组元与钢水成分之间的反应自由能与铸造中各组分对熔渣结构的稳定性影响两个主要内容。在实际生产中研究者发现，这一技术对于实现保护渣与钢水反应的稳定性起到了重要的支持作用。

3、新技术解决吸收夹杂以及避免卷渣问题产生研究

在传统超低碳和低碳钢浇铸过程中，做好吸收夹杂技术以及避免生产中卷渣问题的产生，一直是技术研究的重要内容。为了解决这些技术问题，技术人员在连铸工艺上中应用了高洁净化生产技术、结晶器流场电磁控制技术等措施进行了技术应对研究。其主要的技术研究内容包括了以下几点。一是如何利用高洁净度技术替代传统的低黏度路线技术，做好钢铁铸造件的吸收夹杂。二是如何做好连铸中的流场因素控制工作，提高保护渣黏度连铸中的保护效果。三是利用提高钢水过热度、提高保护渣碱度、密排辊等主要技术，都是解决这些技术问题的主要方法。

4、如何实现结晶器内渣膜传热与润滑效果矛盾协调技术处理

在连铸保护渣应用中，结晶器内渣膜传热与润滑效果矛盾的协调也是技术研究的重要组成部分。经过技术研究，技术人员首先采用多组分熔渣选分结晶原理，有效的实现了连铸中减弱传热要求；其次利用化学措施控制析晶后残余液渣成分，可以很好的提高润滑效果。这一技术的应用有效的解决了两者间的技术矛盾，实现了协调技术要求。

（三）实践技术研究主要内容

1、保护渣基础理论与生产质量控制

在保护渣生产中，如何更好的配置熔渣成分，确保保护渣的结构稳定性的理论研究，以及保护渣生产中的质量控制，一直是连铸保护渣研究的重要内容。如在基础理论研究中，如何做好非硅酸盐类保护渣在高温熔融态以及降温凝固过程中，保护渣结构性能变化控制研究，就是这一研究的重要内容。而在生产质量控制研究中，其主要内容包括了提高保护渣质量控制机制；做好特殊保护渣创新开发；保护渣生产设备工艺技术研究等。

2、保护渣在连铸生产中的应用研究

连铸保护渣在生产中的应用研究主要包括了以下的三个主要内容。一是连铸生产工业化现场中，保护渣结晶与润滑特性相关的检测技术研究。其主要的研究内容是如何建立高效准确的保护渣功能。二是如何做好连铸保护渣成分性能监测，以及实现生产应用中效果评价方法规范化。三是做好连铸工艺与保护渣匹配技术研究。

三、我国未来连铸保护渣技术发展研究

在我国连铸保护渣技术发展中，其未来的研究方向主要包括了以下几点：一是如何在钢材与连铸技术发展基础上，建立和完善保护渣系列化体系，并建立相关的检测、评价标准以及使用管理制度。二是加大新型、特殊性能保护渣创新开发研究，为我国连铸技术发展提供技术支持。

【参考文献】

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[2]王謙，何生平，李玉刚，朱礼龙，吴婷，陈卓.中国连铸保护渣技术现状及发展需求[J].连铸，2014（05）.