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合金钢由于其特殊的组成和凝固特性,连铸保护渣的选择较普碳钢有很多不同之处,选择和使用合适的合金钢连铸保护渣是获得良好铸坯质量和使连铸工艺顺行的重要保证。石家庄钢铁集团有限公司(石钢)目前生产中铸坯表面质量问题突出,铸坯修磨量大、修磨率高,严重影响了公司的正常生产。因此,本文针对20CrMnTi、42CrMo、GCr15三个典型钢种铸坯质量问题进行研究。2008年1～7月通过对20CrMnTi、42CrMo、GCr15三个典型钢种的现场调研发现,铸坯主要表面质量缺陷为表面凹陷、微裂纹、表面和皮下裂纹、结疤。本文通过对上述三种典型钢种铸坯质量产生的原因进行分析,并在实验室研究了保护渣渣系CaO-SiO2-Na2O-CaF2-Al2O3-MgO-MnO-BaO的组成与性能的关系,实验用保护渣的主要组成范围为:CaO/SiO2=0.6-1.1、CaF2=5-15%、Na2O=2-10%、MgO=0-8%、MnO=0-8%和BaO=0-12%其中Al2O3=3%。根据铸坯质量分析和保护渣的组分与性能的关系设计保护渣,并且结合工厂连铸工艺条件的改善,进行了工业性试验,确定了石钢合金钢连铸保护渣理化性能范围。研究得到以下主要结论:①实验室研究的渣系中各主要组分及含量与熔化温度、粘度和转折温度的关系:1)连铸保护渣的粘度随着渣中CaO/SiO2(0.6~1.1)、CaF2含量(5%~15%)、Na2O含量(2%~10%)的增加而减小,随着渣中MgO(0～5%)、MnO(0～5%)、BaO(0～7%)含量的增加而减少,在MgO(5%～8%)、MnO(5%～8%)、BaO(7%～12%)范围内,连铸保护渣的粘度基本不变。2)连铸保护渣的熔化温度随着渣中CaO/SiO2(0.6～0.85)、MnO含量、Na2O含量BaO含量和CaF2含量的增加而减小。随着CaO/SiO2(0.85～1.1)、MgO含量的增加而增加。3)连铸保护渣的转折温度随着渣中CaF2(5%～12%)、MnO含量(0~8%)、MgO(0～5%)、Na2O含量(2%~10%)和BaO含量(0~12%)的增加而减小。随着CaO/SiO2(0.6~1.1)、CaF2(12%～15%)、MgO(5%～8%)含量的增加而提高。②在石钢现有工艺条件下,适合合金钢生产的保护渣性能如下:1)20CrMnTi钢连铸保护渣的合适性能范围为:Tm=1150±30℃,η1300℃=0.60±0.15Pa·s,CaO/ SiO2=0.85±0.10,吨钢保护渣消耗量0.52~0.56Kg/T;2)42CrMo钢连铸保护渣的合适性能范围为: Tm=1060±30℃,η1300℃=0.45±0.15Pa·s,CaO/ SiO2=0.7±0.10,吨钢保护渣消耗量0.40～0.48Kg/T;3)GCr15钢连铸保护渣的合适性能范围为: Tm=1040±30℃,η1300℃=0.40±0.15Pa·s,CaO/ SiO2=0.7±0.10,吨钢保护渣消耗量0.20~0.23 Kg/T。③通过对保护渣的优化和相关连铸工艺的改进,石钢上述钢种铸坯质量有了大幅度提高,20CrMnTi齿轮钢修磨率由84.52%降到2.99%;42CrMo钢修磨率由34.72%降到1.53%;GCr15钢修磨率由1.25%降到0.326%。