【正文】 傳統(tǒng)鋼包覆蓋保溫劑傳統(tǒng)的覆蓋保溫劑使用的是碳化稻殼，炭化稻殼是采用稻米加工過程中產(chǎn)生的稻殼作為原料，經(jīng)過充分碳化處理后的產(chǎn)物。超聲波在鋼渣的檢測(cè)中可以有兩種方案。同時(shí)，澆注工通過鋼水的顏色特征來區(qū)分鋼和鋼渣，由于出鋼時(shí)的濃煙和強(qiáng)光，發(fā)現(xiàn)鋼渣是一件困難的事情。 引流砂的填充狀態(tài)填充料的充填狀態(tài)包括填充料的裝入量，填充料在鋼包滑動(dòng)水口內(nèi)的堆積形狀等。當(dāng)上、下滑板的澆鑄孔錯(cuò)開時(shí)，則澆鑄孔關(guān)閉，澆注作業(yè)停止。 鋼包滑動(dòng)水口 鋼包滑動(dòng)水口機(jī)構(gòu)的構(gòu)成鋼包滑動(dòng)水口機(jī)構(gòu)是安裝在鋼包底部的裝置，一千多度的鋼水，就是經(jīng)過它進(jìn)入中間包或激振器內(nèi)，滑動(dòng)水口可以隨時(shí)開閉，起到控制鋼溫、調(diào)節(jié)鋼流的作用，保護(hù)著鋼包下面的設(shè)備和操作人員的安全。連鑄機(jī)的流數(shù)是由煉鋼爐爐容量、澆注時(shí)間、澆注斷面及拉速所確定的。2．完善的煉鋼工藝連鑄和模鑄比較對(duì)鋼水的質(zhì)量（溫度、化學(xué)成分等）有更為嚴(yán)格的要求，要定時(shí)、定量、定質(zhì)量的向連鑄平臺(tái)提供鋼水。板坯連鑄機(jī)的澆注速度一般為1~，薄板坯為4~，120mml20mm方坯為3~4m/min，150mm150mm方坯為2~3m/min。本設(shè)計(jì)說明書對(duì)連鑄工藝流程中的各個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)流場(chǎng)產(chǎn)生的影響做一個(gè)比較全面的介紹和闡述，目的在于對(duì)其進(jìn)行全面認(rèn)識(shí)和了解，為今后在學(xué)習(xí)和工作中解決遇到的問題打下基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞： 連鑄；流場(chǎng)；鋼包；中間包；結(jié)晶器ABSTRACTContinuous casting technology development and application of metallurgical production areas is a significant technological revolution, its steel industry, changes in production processes, product quality improvement and structural optimization has played a revolutionary role. The process of its low investment, low cost, low power consumption, short production cycle, the advantages of high rate of finished product, has achieved significant development in recent years, so that the steel production process had a major change. With the rapid development of steel technology, expanding the application field of steel, on the increasing performance requirements of steel, iron and steel industrial structure optimization are the product specifications and quality requirements of a higher, rational science to improve the casting process of continuous casting billet quality is important, the importance attached by the researchers. Continuous casting process in a reasonable flow field, the second to prevent oxidation of molten steel, molten steel in the middle of the bag extended stay, and promote inclusion removal of floating and so has an important role. Therefore, even the casting ladle, tundish, mold flow pattern of molten steel in research and analysis, to ensure a reasonable state of molten steel flow of considerable theoretical and practical significance. Keywords： Continuous casting，F(xiàn)low field，Ladle，Tundish，Mold目　　錄引 言 11 文獻(xiàn)綜述 2 鋼的連鑄技術(shù)發(fā)展 2 連鑄技術(shù)概述 2 連鑄技術(shù)的發(fā)展 2 連鑄工藝的優(yōu)點(diǎn) 3 連鑄生產(chǎn)正?；枰臈l件 3 方坯連鑄概述 42 研究?jī)?nèi)容及方案 6 研究背景 6 研究目的 6 研究?jī)?nèi)容 63 鋼包內(nèi)部流場(chǎng)研究 7 鋼包在連鑄過程中的重要性 7 鋼包滑動(dòng)水口 7 鋼包滑動(dòng)水口機(jī)構(gòu)的構(gòu)成 7 滑動(dòng)水口的原理 8 滑動(dòng)水口機(jī)構(gòu)的常見問題 9 引流砂 9 引流砂的工作原理 9 引流砂對(duì)鋼包開澆率的影響 9 引流砂的填充狀態(tài) 10 鋼包下渣系統(tǒng) 10 下渣系統(tǒng)概述 10 現(xiàn)有下渣檢測(cè)方法介紹 11 鋼包覆蓋劑 13 傳統(tǒng)鋼包覆蓋保溫劑 13 新型鋼包覆蓋保溫劑 134 中間包內(nèi)部流場(chǎng)研究 15 中間包概述 15 中間包冶金技術(shù) 15 中間包的作用及冶金功能 15 中間包冶金技術(shù)的現(xiàn)狀 16 高效連鑄對(duì)中間包冶金技術(shù)的要求 17 中間包各因素對(duì)鋼水流場(chǎng)的影響 18 中間包內(nèi)部形狀、注流對(duì)多流澆注的影響 18 中間包容量對(duì)流場(chǎng)的影響 18 控流裝置對(duì)流場(chǎng)的影響 19 中間包目前普遍存在的問題及改進(jìn)措施 22 中間包存在的問題 22 中間包的改進(jìn)措施 235 結(jié)晶器內(nèi)部流場(chǎng)研究 25 結(jié)晶器概述 25 結(jié)晶器浸入式水口 25 結(jié)晶器內(nèi)鋼液流場(chǎng)的影響因素 26 浸入式水口結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)流場(chǎng)的影響 26 浸入式水口浸入深度對(duì)流場(chǎng)的影響[32] 29 浸入式水口安裝角度ɑ 29 結(jié)晶器寬度對(duì)流場(chǎng)的影響 29 拉速對(duì)流場(chǎng)的影響 30 結(jié)晶器電磁攪拌(即M—EMS)強(qiáng)度E對(duì)流場(chǎng)的影響[33] 30 結(jié)晶器內(nèi)鋼液連鑄電磁攪拌技術(shù) 32 電磁攪拌器的工作原理 32 電磁攪拌技術(shù)的類型[35] 32 結(jié)晶器電磁攪拌的冶金機(jī)理及效果[36] 34 連鑄電磁制動(dòng)技術(shù) 34 電磁制動(dòng)技術(shù)研發(fā)背景與工作原理 34 電磁制動(dòng)技術(shù)在冶金應(yīng)用上的效果 36結(jié) 論 37參考文獻(xiàn) 38致 謝 41注 釋 42附 錄 43引 言連續(xù)鑄鋼技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用是鋼鐵冶金生產(chǎn)領(lǐng)域繼氧氣轉(zhuǎn)爐之后又一次意義重大的技術(shù)革命，它對(duì)鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)流程的變革、產(chǎn)品質(zhì)量的提高和結(jié)構(gòu)優(yōu)化等方面起了革命性的作用。與我國(guó)鋼鐵工業(yè)在世界上的地位一樣，我國(guó)是一個(gè)連鑄生產(chǎn)大國(guó)，但不是一個(gè)連鑄技術(shù)大國(guó)。2. 提高了金屬收得率, 一方面大幅度減少了鋼坯的切頭切尾損失。而鋼鐵企業(yè)又是消耗能源的主要部門，如果采用模注——開坯工藝生產(chǎn)生產(chǎn)小型材，能源消耗很大；若采用小方坯連鑄工藝，不僅節(jié)省了開坯工序，還可實(shí)現(xiàn)一火成材，這就大大節(jié)約了能源。 研究?jī)?nèi)容鋼水從大包開澆到鑄坯成型各個(gè)環(huán)節(jié)，包括鋼包、滑動(dòng)水口、中間包、浸入式水口、結(jié)晶器以及現(xiàn)在廣泛使用的各種新技術(shù)等的基礎(chǔ)介紹，同時(shí)介紹其工作原理，國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行簡(jiǎn)要概括，同時(shí)分析其對(duì)鋼液流場(chǎng)在不同情況下的影響，改進(jìn)各個(gè)環(huán)節(jié)內(nèi)不合理設(shè)計(jì)。冷卻機(jī)構(gòu)：由風(fēng)冷管道組成,通過冷風(fēng)降低機(jī)構(gòu)的溫度,對(duì)彈簧進(jìn)行冷卻,防止變形。 引流砂的工作原理鋼包鋼水自動(dòng)開澆是指盛鋼水的鋼包在將其滑板打開后，鋼水能自動(dòng)從鋼包中流出，順利地澆注到中間包內(nèi)。鋼包中隨鋼流進(jìn)入中間包的鋼渣量，將導(dǎo)致中間包中渣層厚度的不斷增加。2．電磁檢測(cè)方法[22]該檢測(cè)系統(tǒng)的關(guān)鍵部件是傳感器，傳感器的安裝位置見圖4。第二種方法是在鋼包的側(cè)壁上裝上超聲波探頭。覆蓋劑的成渣性能包括適宜的成渣速度和成渣溫度。如鋼包精煉技術(shù)一樣，中間包已成為煉鋼生產(chǎn)流程中一個(gè)獨(dú)立的冶金反應(yīng)器。7．離心流中間包的應(yīng)用。圖8 中間包內(nèi)部結(jié)構(gòu) 中間包容量對(duì)流場(chǎng)的影響增大中間包容量可以使鋼液在包內(nèi)有較長(zhǎng)的停留時(shí)間，以利于夾雜物上浮，提高鋼液的潔凈度。比較鋼液在裝有下?lián)鯄蛳聯(lián)鯄εc上擋墻和未設(shè)控流裝置的中間包內(nèi)的最短停留時(shí)間。2) 穩(wěn)定操作狀態(tài)。大包落點(diǎn)處容積太小，造成該處鋼渣混卷嚴(yán)重和內(nèi)襯沖刷嚴(yán)重，影響中間包壽命，并污染了鋼液。為了改善中大型鑄機(jī)中間包內(nèi)四個(gè)角部死區(qū)較大和多流鑄機(jī)中間包內(nèi)鋼流到達(dá)兩邊時(shí)溫度損失較大，容易產(chǎn)生水口堵塞的缺陷，有不少廠家采用了矩形中間包的改進(jìn)形式。振動(dòng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：1. 防止鋼液與結(jié)晶器內(nèi)壁粘結(jié)；2. 改善潤(rùn)滑條件，減少摩擦力；3. 當(dāng)發(fā)生粘結(jié)時(shí)，強(qiáng)制脫模；4. 當(dāng)坯殼拉裂時(shí)，愈合裂紋。在相同條件下，大內(nèi)徑的水口射流出口后的噴射角比小內(nèi)徑的水口大。同時(shí)，熱中心上移，利于保護(hù)渣的熔化和結(jié)晶器下部凝固坯殼的生長(zhǎng)。但是，跑道形出孔的孔與孔之間的距離較大，因此，水口強(qiáng)度也較大。ɑ不同，結(jié)晶器內(nèi)的流場(chǎng)不同。攪拌強(qiáng)度太小(或指磁感應(yīng)強(qiáng)度太小)，鑄坯液芯攪動(dòng)不起來，或者不能穩(wěn)定地控制柱狀晶向等軸晶的轉(zhuǎn)變，達(dá)不到電磁攪拌所預(yù)想的目的。圖21為方坯連鑄結(jié)晶器電磁攪拌的示意圖。能夠通過攪動(dòng)凝固末端的粘稠區(qū)域，打斷生長(zhǎng)過快的柱狀晶之間產(chǎn)生的“搭橋”，消除因選分結(jié)晶造成的鋼液中各成分濃度不均勻現(xiàn)象，進(jìn)一步減輕中心偏析、中心疏松和V型偏析的有效措施。另外，鋼液從水口處出來以后，形成上、下兩個(gè)回流區(qū)，其中，在上回流區(qū)彎月面處速度較大的鋼液夾帶著保護(hù)渣，易造成卷渣事故，下回流區(qū)較大，穿透深度大，導(dǎo)致大量非金屬夾雜物隨著鋼液的流動(dòng)輸運(yùn)至板坯內(nèi)部而不易上浮，形成內(nèi)部缺陷，隨著拉速的增大，更有惡化的趨勢(shì)。結(jié) 論本文通過對(duì)整個(gè)方坯連鑄流程各個(gè)環(huán)節(jié)流場(chǎng)的研究，最終得到了如下結(jié)論：從大包開澆打開滑動(dòng)水口，鋼液進(jìn)入中間包，隨著鋼液面下降，大包內(nèi)鋼液變得不穩(wěn)定產(chǎn)生漩渦，可能會(huì)將大包內(nèi)的鋼包覆蓋劑卷入中間包，從而降低鋼液純凈度，通過鋼包下渣系統(tǒng)可有效減少大包下渣，提高鋼液純凈度。4．提高彎月面下鋼水溫度，使保護(hù)渣熔融充分，增加保護(hù)渣的流動(dòng)性。圖22 M—EMS的冶金機(jī)理和效果示意圖 連鑄電磁制動(dòng)技術(shù) 電磁制動(dòng)技術(shù)研發(fā)背景與工作原理在連鑄過程中，鋼坯的缺陷與結(jié)晶器中鋼液的流動(dòng)有很大關(guān)系。由于攪拌是在凝固前沿的兩相區(qū)進(jìn)行，在鑄坯攪拌部位易出現(xiàn)負(fù)偏析帶，即白亮帶。因此，開啟電磁攪拌后，相當(dāng)于減少了SEN出孔與液面之間的距離，即減少了SEN的插入深度。此外，電磁攪拌引起的鋼液流動(dòng)可以將易于被鑄坯表面和亞表層下捕捉的非金屬夾雜物和氣泡排除掉，并使與上部鋼液面接觸的保護(hù)渣不斷得到更新。相反，插入深度太淺，則容易產(chǎn)生縱裂，甚至可能發(fā)生卷渣。有人研究了跑道形出孔和圓形出孔的情況。浸入式水口的底部形狀大致可分為平底型、凹型、凸型三種，如圖17所示。對(duì)于典型的雙側(cè)孔浸入式水口，其主要結(jié)構(gòu)參數(shù)有：浸入式水口的內(nèi)徑、出口面積、側(cè)孔傾角以及水口的底部結(jié)構(gòu)等[29]。結(jié)晶器的尺寸不僅決定了鑄坯的斷面形狀及坯殼的厚度，而且有統(tǒng)計(jì)表明近80%的表面缺陷起源于結(jié)晶器[28]?，F(xiàn)代中間包應(yīng)適應(yīng)高拉速下恒速澆注和中間包通鋼量強(qiáng)度大，中間包內(nèi)攪動(dòng)劇烈的條件下，并起到凈化鋼液和排除夾雜物的作用。如果這些中間包不進(jìn)行改造，即使轉(zhuǎn)爐提供高質(zhì)量的鋼水也不能澆出好的鑄坯。在中間包內(nèi)注入口的正下方設(shè)置緩沖器可抑制湍流，可緩解注流的沖擊。擋墻安裝在中間包的上部，鋼液從它的下部流出，對(duì)于所有寬度的中間包，各種尺寸的擋渣墻單獨(dú)使用都會(huì)制造短路流。認(rèn)為墻壁傾角大，不利于溫度均勻，但利于夾雜物上浮。5．中間包加熱技術(shù)的研究。3．相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，如下渣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、液面控制系統(tǒng)、加熱設(shè)備、合金微調(diào)、夾雜物形態(tài)控制等等。2．提高覆蓋劑的發(fā)熱值。但是，它只有在鑰渣流到中間包以后才能檢測(cè)出來。 現(xiàn)有下渣檢測(cè)方法介紹1．紅外技術(shù)實(shí)現(xiàn)鋼渣檢測(cè)[22]該方法是一種基于非接觸式的鋼渣檢測(cè)系統(tǒng)的概念：它的中心部件是一架照相機(jī)，用于采集紅外線波長(zhǎng)范圍的輻射能。圖3 滑動(dòng)水口內(nèi)填充料的堆積狀態(tài) 鋼包下渣系統(tǒng) 下渣系統(tǒng)概述在連鑄中，鋼水從鋼包出水口出流到中間包，再從中間包出水口進(jìn)入結(jié)晶器。 3．操作方面的原因。開閉框架：連接固定框架,托起滑動(dòng)框架,施加面壓,安裝下水口磚。由于大方坯連鑄機(jī)在澆注優(yōu)質(zhì)特種鋼和不銹鋼時(shí)，可在降低澆注速度、減少鑄坯非金屬夾雜和中心疏松、提高鑄坯質(zhì)量的前提下，不降低生產(chǎn)能力，并在產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)合理性方面具有一定的優(yōu)勢(shì)，從而逐步取代模鑄成為優(yōu)質(zhì)特種鋼的主要鑄造工藝。小方坯連鑄具有設(shè)備簡(jiǎn)單，其建投資省，生產(chǎn)率高，生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)，所以小方坯連鑄發(fā)展較快。許多連鑄新技術(shù)的研究開發(fā)是在緊跟國(guó)際上的發(fā)展。 連鑄技術(shù)概述連續(xù)鑄鋼技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用是鋼鐵冶金生產(chǎn)領(lǐng)域繼氧氣轉(zhuǎn)爐之后又一次意義重大的技術(shù)革命，它