【正文】 （大型夾雜） ? ? 鋼液注流保護(hù)澆鑄包括鋼包注流保護(hù)澆鑄和中間包注流保護(hù)澆鑄，通常有耐火材料保護(hù)套管、長水口及惰性氣體屏蔽等方法，生產(chǎn)高清潔度鋼時則可綜合采用上述方法。 ? 在中間包內(nèi)，夾雜物依然可以通過上浮由鋼液中排除。 ? 在流動的鋼液中，夾雜物顆粒容易碰撞而凝聚成大顆粒，液態(tài)的夾雜物凝并后成為較大液滴；顆粒的碰撞凝聚是夾雜物去除的重要形式。 ? 但是中間包吹氬最明顯的效果是去除夾雜物。受熱平衡的限制，中間包吹氬流量不能很大。 水口吹氬的缺點(diǎn) ? 吹氬還對減輕結(jié)晶器內(nèi)鋼液的二次氧化有利。 ? 1. 采用長水口或套管注入鋼液 ? 中間包保持正常液位時，鋼包敞開澆鑄，注流有極大的流速，產(chǎn)生的沖擊力引起液面強(qiáng)烈波動，沿鋼渣界面產(chǎn)生剪切力，把渣子卷入鋼液。 ? 過濾是將懸浮在液體中的固相顆粒有效地加以分離的常用方法，通過過濾操作以獲得純凈的液體，或獲得作為產(chǎn)品的固體顆粒。 ? (4)可改善金屬液的流動性，提高其可澆鑄性?？梢杂糜谶^濾尺寸小于網(wǎng)孔徑的細(xì)小夾雜。另外，鋼液澆鑄的時間長，生產(chǎn)規(guī)模大。 ? 泡沫式過濾器能去除 65％以上的 Al2O3夾雜物，然而其阻力大，容易引起堵塞，這種過濾器只能用于已去除大部分夾雜的較清潔鋼液，進(jìn)一步去除微型夾雜物。但氧化鈣的缺點(diǎn)是易水化，通常加入氧化鐵等穩(wěn)定劑來提高氧化鈣的穩(wěn)定性。 ? 濾餅作用：大于過濾器表面孔徑的夾雜物沉積在過濾器表面，逐漸形成了一層“濾餅”，使流通孔道進(jìn)一步變細(xì)，可濾掉更細(xì)小的夾雜物。 ? 與 CaO壁接觸的 Al2O3易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生產(chǎn)鈣鋁酸鹽，已經(jīng)在生產(chǎn)實(shí)踐中得到證實(shí)。2Al2O3 22 78 1750 2980 CaO減小耐火材料的密度可以降低包襯的蓄熱。國內(nèi)鋼廠根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，按照鋼種、鑄坯斷面及澆鑄條件不同設(shè)置不同。 ? 等離子弧有轉(zhuǎn)移型和非轉(zhuǎn)移型兩類。 ? 三角形 ：多用于小方坯，四流或六流水口沿底邊排，入口在頂角附近。當(dāng)中間包的基本尺寸確定后，在中間包內(nèi)設(shè)置擋墻和壩也同樣是增加 L。 ? 堿性耐火材料 ? 硅質(zhì)耐火材料屬酸性氧化物，不吸附鋼中夾雜物，特別是 Al2O3夾雜，當(dāng)澆鑄錳含量較高的鋼種和鋁鎮(zhèn)靜鋼時，易發(fā)生下列反應(yīng)，造成增 Si。 ? 以炭化稻殼為代表 ,此類中包覆蓋劑保溫效果特別好 ,因?yàn)槠鋲A度低 ,熔渣導(dǎo)熱系數(shù)小 。 ? 但是 ,堿性覆蓋劑的最大缺點(diǎn)是保溫性差 ,其導(dǎo)熱系數(shù)為酸性的 2 倍 。 ? 一般地 ,中包覆蓋劑由基料和炭質(zhì)材料組成。目前 ,在超低碳鋼連鑄生產(chǎn)中 ,結(jié)晶器保護(hù)渣、中間包覆蓋劑增碳是普遍現(xiàn)象 ,在連鑄過程中 ,武鋼汽車板鋼增碳 (5～ 20) 10 6 。這兩種渣堿度高 ,吸收夾雜應(yīng)該沒問題。 ? 一種純凈鋼用中間包覆蓋劑、高堿度中間包覆蓋劑 ,實(shí)際上都是用鋼包精煉渣鋁酸鈣噴霧造粒 ,形成中空顆粒渣 ,降低體積質(zhì)量提高保溫效果。 ? 與結(jié)晶器保護(hù)渣一樣 ,中包渣中的碳 ,絕大部分被空氣中的氧氣氧化生成 CO2 ,少量與渣中氧化物反應(yīng)生成CO。 ? 堿性中包覆蓋劑解決了吸附鋼水中夾雜的問題 ,但都不同程度的含有碳質(zhì)材料 ,不能用于超低碳鋼生產(chǎn)。 覆蓋劑常用原材料 類型 名稱 化學(xué)成分，％ CaO SiO2 Al2O3 CaF2 Na2O K2O C Fe2O3 S 基料 電廠灰 26 4045 1925 912 35 高爐渣 3739 3334 1012 硅灰石 3749 4353 珍珠巖 蛭石 13 3843 1518 323 碳化稻殼 43 熔劑 螢石 12 815 8590 純堿 95以上 長石 6070 1520 35 47 碳 土狀石墨 12 3545 1315 3545 磷狀石墨 13 56 15 7085 堿性中間包覆蓋劑 ? 現(xiàn)在一般鋼種都采用鋁脫氧 ,鋼水中存在 Al2O3夾雜和 Als ,使用酸性覆蓋劑會發(fā)生如下反應(yīng) : 3 (SiO2 ) + 4[Al ] = 2 (Al2O3 ) + 3[ Si ] （ 1） ? 使用堿性覆蓋劑會發(fā)生下列反應(yīng) : Al2O3 + CaO = CaO 目前大多數(shù)鋼廠、大多數(shù)鋼種使用的多為普通中包覆蓋劑。使用后的殘板容易破碎清除，修包勞動強(qiáng)度較小。 ? 增加注入鋼流到水口的水平距離 L，有利于夾雜物的去除。二水口的于板坯或方坯用于小方坯。 等離子加熱技術(shù) ? 等離子體被稱為物質(zhì)的第四態(tài)，是氣體在強(qiáng)電場作用下解離牛成正負(fù)離子數(shù)相等的物質(zhì)狀態(tài)。幾種具有代表性的計算方法如下： ? 過熱度 Δ T的確定，通常因鋼種而異。 ? 從測定結(jié)果可知，中間包內(nèi)上下層鋼液溫度相差 5－ 20℃ 間的變化 ? 為了保證連鑄工藝的順利進(jìn)行，對中間包內(nèi)鋼液溫度制度最重要的要求就是在連鑄整個過程中中間包鋼液過熱度盡量少波動，鋼液過熱度的大范圍波動帶來的害處如下： ? (1)鋼液溫降過大，開澆時造成水口凝鋼，甚至使開澆失敗； ? (2)中間包鋼液溫度不穩(wěn)定、加劇了結(jié)晶器坯殼生長的不均勻性，嚴(yán)重時會導(dǎo)致拉漏； ? (3)不利于拉速的穩(wěn)定，難以實(shí)現(xiàn)高速連鑄作業(yè)； ? (4)不利于中間包鋼液中夾雜物的上浮分離； ? (5)使結(jié)晶器保護(hù)渣殼厚度不足，損害鑄坯表面質(zhì)量。7Al2O3 48 52 1455 2830 CaO ? 化學(xué)反應(yīng)的作用：鋼液通過直通孔式過濾器時，被分成了眾多的管流，增大了鋼液中的夾雜物與 Ca0壁面接觸的機(jī)會。 ? 對微小夾雜物的吸附作用：介質(zhì)表面對夾雜物的潤濕性能好于鋼液，金屬液流經(jīng)泡沫型陶瓷過濾器被分成細(xì)小液流，夾雜物與過濾介質(zhì)的接觸面積和接觸機(jī)會增加，白發(fā)脫離鋼液的趨勢。 ? 此外氧化鋯中添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 35％的氧化鋁制成過濾器，具存極好的抗熱震性能和耐火度。 ? (5)安裝使用方便，成本較低。已研制成功多孔泡沫陶瓷過濾器，并在高溫合金和連鑄鋼液中試用，取得較好的效果。懸浮液中的夾雜物顆粒在通過多孔介質(zhì)時被截留，逐漸沉積于過濾介質(zhì)的表面而形成濾餅，而濾餅層成了有效的過濾介質(zhì)。 ? (3)采用網(wǎng)型過濾器可減少金屬中的氣體含量。 ? 早期的卷渣發(fā)生在注流中心，必須使用儀器檢測。 中間包內(nèi)鋼液卷渣及其控制 ? 在連鑄過程中為對鋼液起到保溫、防止二次氧化、吸收夾雜物等冶金作用，必須使用中間包覆蓋劑，但是在中間包澆鑄過程中，也常常發(fā)生鋼液卷渣現(xiàn)象，在鋼中形成大型夾雜物，因此有必要開展防止在澆鑄過程中發(fā)生卷渣現(xiàn)象的技術(shù)研究。也可以制成復(fù)合的長水口，將多孔材料或吹氣槽鑲嵌在水口中或滑板上，吹入的氬氣量為 － 。這和鋼包吹氬攪拌的目的是有區(qū)別的。 ? 最初在中間包中吹氬著眼于脫氫。 ? 只有對鋼液不潤濕的夾雜(稱為疏鐵性夾雜 )，能自動從鋼液中分離出來。氬氣管道和插座連接在鋼包底部。由此可得，對溢流孔進(jìn)行優(yōu)化是相當(dāng)必要，也是效果顯著的。由于具備了較長的最小停留時間和峰值時間，流體在中間包內(nèi)的運(yùn)動路線更長，更曲折，為夾雜物的充分上浮提供了條件。具體為，在原有單一壩的基礎(chǔ)上增加堰。 多水口中間包流動特性及改進(jìn)措施 ? 對于多流小方坯連鑄機(jī)，使用多水口中間包，一般容積較小，注流在個間包的中間，各水口和注流的水平距離相差甚大，所以各流的平均停留時間和停留時間分布也各不相同。 ? 增加熔池深度是擴(kuò)大容量的一種有效辦法。在連鑄操作中，產(chǎn)生溫度差的原因有： ? (1)換包時，鋼包內(nèi)鋼液與中間包內(nèi)鋼液液溫度不同； ? (2)中間包鋼液散熱損失降低； ? (3)中間包加熱。壩 (也可稱下?lián)鯄?)可以阻止鋼液沿包底的運(yùn)動，形成向上液流，有利于其中夾雜物的去除。 ? 連鑄壞及其制成品的夾雜物狀況和來源作系統(tǒng)的研究，找出改進(jìn)鋼質(zhì)量的途徑。高速攝影不僅能將瞬變、高速過程連續(xù)記錄下來，給人們以直觀形象和生動可靠的結(jié)果，并且能對研究對象的瞬時狀態(tài)、流場變化、運(yùn)動軌跡等進(jìn)行記錄，并運(yùn)用圖像分析儀等設(shè)備進(jìn)行定量計算。 ? 最常用的顯示方法是示蹤法。 ? 通過反應(yīng)器的全部流體分子可以看作為 1，即： ? 壽命低于 t1的流體所占分率為： ? 壽命高于 t1的流體所占的分率： ? E(t)的均值為： ? E(t)的方差（離散度）： 平均停留時間 ? 當(dāng)中間包鈉液的體積為 vR，由鑄速所決定的鋼液流出的體積流率為 Q時，由此可算出平均停留時間： ? 當(dāng)中間包內(nèi)鋼液流動沒有死區(qū)現(xiàn)象存在時，二者計算的平均停留時間應(yīng)當(dāng)一致。 ? 水模中常用的示蹤劑有：電解質(zhì)、發(fā)光或染色物質(zhì)作為示蹤劑，例如 KCl， NaCl，通常為脈沖式加入。 ? 非等溫流動的模擬。 ? 第二個目的是找出過程的某些主要參數(shù)的函數(shù)關(guān)系，而這些關(guān)系也可應(yīng)用于實(shí)際冶金過程。反應(yīng)工程學(xué)的原理得到更多更深入的運(yùn)用。 ? 爐外精煉后，鋼液溫度是均勻的，而當(dāng)鋼液流過中間包時其溫度又會再次改變?yōu)椴环€(wěn)定狀態(tài)。 ? 中間包容量一般取鋼包容量的 20％ ~40％，小容量鋼包取大值，大容量鋼包小值。中間包液面高度比鋼包低，變化幅度也小得多，因此可用來穩(wěn)定鋼液澆鑄過程，減小鋼流對結(jié)晶器凝固坯殼的沖刷。無論對于連鑄操作的順利進(jìn)行，還是對于保證鋼液品質(zhì)符合需要，中間包的作用是不可忽視的。 ? (2)連澆作用。 對中間包的要求 ? 滿足純凈鋼生產(chǎn)的要求：中間包是鋼液凝固之前所經(jīng)過的最后一個耐火材料容器，對鋼的質(zhì)量有著重要的影響。停留時間縮短