連鑄過(guò)程中要求保護(hù)渣在結(jié)晶器內(nèi)鋼液面上形成一個(gè)穩(wěn)定的熔融層狀結(jié)構(gòu)。合適的液渣層厚度可以保證存儲(chǔ)足夠液渣,便于熔渣均勻流入鑄坯與結(jié)晶器壁間間隙并發(fā)揮良好的潤(rùn)滑和控制傳熱的作用,否則形成不均勻的渣膜將導(dǎo)致傳熱不均造成鑄坯缺陷,甚至引發(fā)粘結(jié)漏鋼,同時(shí)連鑄過(guò)程中希望渣圈盡可能薄,因此燒結(jié)層不能太厚。通常通過(guò)配入的碳質(zhì)材料的類型和含量來(lái)控制結(jié)晶器鋼液面上的熔融結(jié)構(gòu)模型。通過(guò)試驗(yàn)得出在堿度為0.95的基渣中加入不同含量的中超炭黑與增碳劑時(shí)熔融結(jié)保護(hù)渣燒結(jié)層厚度隨碳含量的增加而逐漸減薄。中超炭黑的碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%時(shí),保護(hù)渣熔融結(jié)構(gòu)中包含半熔層,且每增加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的增碳劑,燒結(jié)層厚度平均減小約1mm,而半熔層的厚度平均增加約1mm;當(dāng)中超炭黑的碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%時(shí)則沒(méi)有半熔層出現(xiàn),粉渣層厚度迅速增加,平均每增加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的增碳劑,燒結(jié)層厚度減小約115mm。

中超炭黑的碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%時(shí),保護(hù)渣熔融結(jié)構(gòu)中包含半熔層,且每增加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的390石墨,燒結(jié)層厚度平均減小約2mm,而半熔層的厚度平均增加約5mm;當(dāng)中超炭黑的碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%時(shí)則沒(méi)有半熔層出現(xiàn),粉渣層厚度迅速增加,390石墨的質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均每增加1%,燒結(jié)層厚度減小約3mm。

有研究者認(rèn)為,不含半熔層的3層結(jié)構(gòu)較好,因其燒結(jié)層溫度接近液渣層的溫度,溫度升高時(shí)熔化較快,有利于維持一定厚度的熔渣層;另有研究者認(rèn)為,有半熔層的多層結(jié)構(gòu)更好,多層結(jié)構(gòu)中的燒結(jié)層比3層結(jié)構(gòu)中的薄,且半熔層的存在會(huì)增大熔化層提供液渣的能力,更能夠適應(yīng)澆注參數(shù)的變化。評(píng)價(jià)保護(hù)渣的熔融結(jié)構(gòu)模型,需結(jié)合具體澆注情況進(jìn)行判斷。如對(duì)于低碳鋼保護(hù)渣,因需要抑制過(guò)度發(fā)達(dá)的燒結(jié)層而盡量避免增碳,需將炭黑控制在2%以內(nèi);對(duì)方坯或圓坯保護(hù)渣,要求成渣速度快,配碳時(shí)也可采用炭黑含量小于2%的復(fù)合配碳方式,這樣出現(xiàn)的半熔層可保持較厚的熔渣層,以適應(yīng)拉速的變化;而對(duì)于高碳鋼,為了減緩鑄坯表面脫碳,應(yīng)盡可能增加保護(hù)渣中的配碳量,同時(shí)應(yīng)采用石墨型碳質(zhì)材料。