保护渣是钢铁冶金连铸过程中不可或缺的冶金辅料,对于连铸坯的表面及皮下质量的提高起到至关重要的作用。随着连铸技术的不断发展,对连铸保护渣性能的要求越来越严格。其中,烧结性能的控制对连铸保护渣正常发挥冶金功能具有重要作用。保护渣的烧结性能过强容易引起保护渣的夹渣缺陷,并诱发渣圈的长大。可相对于保护渣的粘度、熔点等性能,对保护渣的烧结性能研究相对滞后,没有统一的标准,这阻碍了保护渣理论的深化。通常情况下,保护渣的烧结性能通过配入其中的炭质材料来控制。但是,炭质材料又直接影响着保护渣的熔化速度,协调保护渣的烧结性能和熔化速度成为了保护渣研究的重点和难点。针对保护渣使用过程中出现烧结严重的问题,采用管式炉实验装置,通过测定恒温烧结率来表征保护渣的烧结性能。实验研究了不同配碳模式对保护渣烧结率的影响,并指导了工业生产。在进一步的研究过程中,提出了升温烧结的方法并建立了单向加热实验装置。通过该方法测定了不同配碳对高碱度渣样烧结性能的影响。为了明确炭质材料对保护渣烧结性能的影响机理,运用X射线衍射对不同温度的保护渣烧结样进行了分析。同时,采用了熔滴法和熔化率法两种方法测定了不同保护渣的熔化速度。恒温烧结实验结果表明:在单一配碳模式下,增加保护渣的配碳量,可以抑制保护渣的烧结;在维持保护渣配碳量不变的条件下,增加炭质材料的比表面积,可以降低保护渣的烧结率。当比表面积超过150m2/g以后,继续增加炭质材料比表面积并不能更加有效地控制烧结。在复合配碳模式下,炭质材料最里层包裹对控制烧结效果最好。结合保护渣的熔化速度数据,发现配入2%炭Ⅱ的保护渣能够较好地协调烧结性能和熔化速度。升温烧结实验显示,实验室测定的烧结率与保护渣使用过程中的烧结性能比较吻合。在研究炭质材料对高碱度渣样烧结性能的过程中发现:缺少炭B渣样的烧结性能几乎得不到有效地控制。因此在对高碱度渣样的配碳过程中,应该尽量采用多层配碳方式,在提高保护渣整体配碳量的同时,高比表面积炭质材料的含量不能太低。X射线衍射的结果表明,增加炭质材料含量,可以提高保护渣固相反应的发生温度,抑制保护渣的烧结。