模铸保护渣：优化铸钢质量的关键工艺辅料

在传统模铸工艺中，模铸保护渣扮演着至关重要的角色。它不仅是钢水与空气之间的物理屏障，更是影响铸坯表面质量、内部纯净度及工艺稳定性的核心要素。理解其作用原理与科学选型，对提升铸钢品质具有重要意义。

一、 模铸保护渣的核心功能与技术原理

1. 隔绝空气，防止氧化与二次氧化： 熔融的保护渣层覆盖于钢液表面，有效隔绝大气，显著减少钢水吸氧和氮，降低氧化夹杂物生成风险。

2. 保温隔热，稳定钢水温度： 保护渣形成的粉渣层和烧结层具有较低的热导率，减缓钢液面热量散失，有助于保持浇注过程温度均匀性，减少温度波动导致的缺陷。

3. 吸附与溶解非金属夹杂物： 液态渣层具有良好的界面化学特性，能够捕获并溶解从钢水中上浮的脱氧产物（如Al₂O₃）等非金属夹杂物，提升钢水纯净度。

4. 润滑铸坯与结晶器壁： 在凝固过程中，液态渣膜渗入铸坯初凝壳与结晶器铜壁之间，形成均匀润滑层，减少摩擦阻力，降低粘结漏钢风险，并有助于改善铸坯表面光洁度。

5. 控制传热速率： 保护渣凝固形成的渣膜结构直接影响结晶器向铸坯的传热效率，合理的渣膜结构有助于优化凝固壳生长均匀性。

二、 模铸保护渣的主要类型与适用场景

根据基础成分体系与特性，模铸保护渣常见分类如下：

1. 硅酸盐基保护渣： 以SiO₂-CaO-Al₂O₃为主要成分体系，应用广泛。根据碱度（CaO/SiO₂比值）、熔点、粘度等参数调整，适用于普碳钢、低合金钢等。

2. 含碳保护渣： 添加碳质材料（如炭黑、石墨）以控制熔化速度和渣层结构，适用于需要特定保温或润滑特性的钢种。

3. 预熔型保护渣： 原材料预先熔融成均质玻璃体再粉碎而成，成分均匀稳定，熔化性能一致性好，有利于工艺稳定性。

4. 无氟/低氟保护渣： 为适应环保要求及避免对设备或特定钢种（如含钛钢）的不利影响，开发了氟化物含量较低或完全不含氟的保护渣品种。

选型关键考量因素：

• 钢种特性： 钢种碳含量、合金元素（尤其是易氧化元素如Al、Ti）、对夹杂物敏感性等。

• 浇注工艺参数： 浇注温度、浇注速度、铸坯断面尺寸、结晶器振动参数等。

• 质量目标： 对铸坯表面质量（如振痕深度、裂纹敏感性）、内部纯净度、中心偏析控制等具体要求。

三、 科学应用模铸保护渣的要点

1. 精准匹配选型： 依据上述钢种、工艺和质量要求，选择理化性能（熔点、粘度、结晶温度、碱度等）相匹配的保护渣型号。

2. 规范操作控制：

   • 加渣操作： 保持合理的渣层厚度（通常包含粉渣层、烧结层、熔融层），遵循“勤加少添”原则，避免渣层过厚或裸露钢液面。

   • 熔化状态观察： 注意观察保护渣在结晶器内的熔化状态（如渣圈形态、液渣层活跃度），及时调整。

3. 关注工艺关联性： 保护渣性能的发挥与钢水过热度、拉速、结晶器冷却强度、振动参数等紧密相关，需系统优化整个浇注工艺。

4. 效果评估与调整： 定期分析铸坯质量（表面及低倍检验），结合工艺记录，评估保护渣使用效果，必要时进行优化调整。

四、 结语

模铸保护渣作为模铸工艺中不可或缺的功能性辅料，其科学选型与应用是保障铸钢产品质量稳定、提升生产效率的重要环节。深入了解其作用机理，根据具体工况条件精准匹配并规范操作，方能充分发挥其保护钢水、改善铸坯质量、优化工艺顺行的多重效能。

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