上世纪中叶冶金工作者在生产中第一次采用电厂灰取代之前的植物油，随着保 护渣性能的不断优化，连铸坯质量呈现不断提高的态势。连铸结晶器保护渣在连铸 工艺中扮演着极其重要的角色，如图 2-1 所示。在每个关键环节中，保护渣都必须 发挥良好的物理性能，否则将影响铸坯的表面质量甚至造成粘结漏钢等重要事故。 

在连铸过程中，保护渣吸收钢液的高温热量从而迅速在结晶器中熔化升温并在 钢水液面形成液渣层，液渣层以上的保护渣没有达到熔化温度，被烧结成过渡层， 保护渣的最上层则是原渣层。一般来说形成原渣层、烧结层和液渣层的纵向层状结 构。 论文网

不锈钢连铸结晶器保护渣的冶金功能如下[6]：  (1)绝热保温，减少钢液热损失 保护渣的纵向多层结构可以有效降低钢液面的热量损失，降低浇注钢液的过热

度。向结晶器内高温钢液面上加入保护渣后，相比于裸露钢液面，散热量可减小 10 倍。根据钢种的需要，选择不同保温性能的保护渣，如不锈钢要选择保温性能好的 渣系，特别要注意提高弯月面温度避免产生渣圈生成或渣圈生长过度，维持渣流通 道，可以减少振痕，减少表面及皮下缺陷等。黑渣操作可以显著改善保护渣的绝热 保温性能。选择不同品种的碳质材料或者适当提高碳的加入份额均可提高保温性 能。保护渣按其性状可以分为发热型、熔融型和绝热型三种。现今的连铸工艺中多 数使用绝热型保护渣，其又分为粉状渣、颗粒渣、预熔渣等，在保护渣的使用系列 里粉状渣保温效果最好[7]，但有研究者提出，粉渣不宜用于裂纹敏感性强的钢种（如 中碳钢和不锈钢）。一般来说，粉状保护渣保温性能较好，但由于其贮藏、运输及 污染环境等诸多问题，已经逐渐被粒状保护渣所取代。目前，冶金连铸工艺生产中， 以喷雾空心颗粒保护渣为主流。 

(2)隔绝空气，防止钢液二次氧化 把保护渣加入结晶器后，初始保护渣以较大速率吸收热量熔化为液渣并均匀铺

展在钢液表面，其主要依靠液渣层来抑制钢液在结晶器弯月面的二次氧化。通常连 铸结晶器内液渣层的厚度大概在 15mm±5mm，并显著起到隔绝空气的作用。降低 保护渣与钢液之间的氧势，防止钢液与粉渣层的直接接触，可以提高保护渣的防氧

化能力，因此一般要求结晶器内 FeO 的质量分数小于 4％，有的要求小于 1％。有 专家指出，结晶器内液渣层的总厚度与结晶器振幅之比等于 1。3-1。5 时，可以有效防 止卷渣的发生 [8]。 

(3)润滑铸坯，减少铸坯粘结 将保护渣加入中间包后，保护渣流入结晶器壁和铸坯之间的缝隙中，形成

1-3mm 的渣膜，起到流体润滑的作用。渣膜结构如图 2-1 所示。 

图 2-1 结晶器保护渣的熔化模型示意图[9] 

Fig。2-1 Schematic representation of the various slag layers formed in the mold

采用结晶温度低的保护渣渣膜，有利于提高拉坯速度，减小拉坯过程中铸坯受 到的摩擦阻力，降低和阻止粘结漏钢事故的发生；而结晶温度高的渣膜，可避免凝 固冷却强度过高导致坯壳表面裂纹的出现，但这种结晶温度高的保护渣渣膜对坯壳 的摩擦阻力大，不利于拉坯速度的提高。如何协调铸坯传热与润滑的矛盾，是近年 来国内外连铸保护渣理论中尚待研究的重要课题。要改善保护渣的润滑性能，可以 通过扩大渣膜液相区或改善渣膜的性能来实现。有学者认为摩擦力小于 0。2kgf/cm² 时，可以防止粘结漏钢[10]。高速连铸中，通过加入适量的 MgO、B2O3 等成分，可 以降低保护渣的黏度及析晶温度，获得较佳的润滑，避免出现黏结漏钢并提高铸坯 表面质量。