【文章內(nèi)容簡介】 物可以采取簡便的凈化措施 ,將其與鋼水分離 ,使大顆粒夾雜物上本論文由無憂論文網(wǎng) 整理提供浮排除。而過濾器是用來捕捉小顆粒夾雜物 ,以凈化鋼水。但過濾器因微孔容 易堵塞 ,鋼水通過過濾器的流量小且成本高 ,在應(yīng)用上受到限制。 2 . 5 . 3 中間包底部透氣磚在密閉的中間包中吹氬 ,可以使中間包內(nèi)的氣氛在開澆和澆注過程中處于惰性氣氛中 ,可以防止鋼水的二次氧化和吸入空氣。透氣磚被設(shè)置在中間包底部 ,位于鋼包注流區(qū)和中間包水口之間 ,底吹氣體一般為氬氣。當(dāng)通過透氣磚吹氬氣時 ,氣泡吸附夾雜物并與夾雜物一起上浮 ,從而提高鋼水的清潔度。這種技術(shù)的弊端是吸附夾雜物的氣泡有可能被卷入鑄坯 ,造成較嚴(yán)重的缺陷。 2 . 5 . 4 中間包湍流控制器湍流是由進(jìn)入中間包內(nèi)的 高速鋼水流引起的 ,不但能將中間包覆蓋劑卷入鋼水中 ,形成夾雜 ,或卷入空氣發(fā)生二次氧化 ,而且高速鋼水流沖擊中間包包底 ,侵蝕耐火材料 ,影響中間包壽命。湍流控制器能抑制鋼水流對中間包包底的沖擊。湍流控制器位于鋼包注流下方。鋼水從鋼包長水口高速流出 ,進(jìn)入到湍流控制器中 ,受湍流控制器的限制 ,再從湍流控制器的上口反向流出。 湍流控制器的作用如下 :? 對鋼包注流的沖擊起緩沖和限制作用 。? 改善中間包鋼水的流動特性 ,延長停留時間 ,有利于鋼水中的夾雜物上浮分離 。? 鋼包開澆和更換時 ,減輕鋼包注流沖擊中間包 鋼水造成的鋼水飛濺 ,減少中間包襯的侵蝕 。? 增加中間包鋼水流動的活塞流體積 ,降低死區(qū)體積。研究專家對安裝了不同控流裝置的中間包流場和溫度場進(jìn)行水模和數(shù)模實驗后得出了結(jié)論 :與裝有堰和導(dǎo)流隔墻但無控流裝置的中間包相比 ,裝有湍流控制器和擋墻的中間包活塞流區(qū)更大 ,能更有效地消除鋼水表面的湍流和擾動現(xiàn)象 ,有利于降低吸氣量 ,促進(jìn)夾雜物上浮 。同時減緩出口流速 ,從而降低注入流溫度波動對中間包冶金效果的影響。還有 ,湍流控制裝置的幾何結(jié)構(gòu)對中間包鋼水流動特性有明顯影響[ 7 ]。方形無頂緣和圓形無頂緣的湍流控制 裝置對抑制鋼包注流動能的作用不大 ,而方形帶頂緣和圓形帶頂緣的湍流控制裝置能夠較好地改善中間包內(nèi)流體的流動特性。但是 ,實際生產(chǎn)中曾出現(xiàn)過不盡人意的結(jié)果。加防湍流墊后 ,在澆注后期 ,由于湍流控制器經(jīng)受不住高速鋼水流的連續(xù)沖擊 ,不斷被侵蝕而熔解本論文由無憂論文網(wǎng) 整理提供到鋼水中 ,反而污染鋼水。美國多家鋼廠采用了新型防渦流墊 [ 8 ]。如 LT V 鋼公司將其與堰、 壩一起使用 ,表明防渦流墊對中間包鋼水流動狀態(tài)有明顯改善。穩(wěn)定澆注時 ,結(jié)晶器內(nèi)鋼水總氧質(zhì)量分?jǐn)?shù)下降了 20%。更 換鋼包時下降了 30%。由于鋼水中夾雜物的減少 ,中間包水口堵塞現(xiàn)象減少了 57%。中間包控流裝置的根本目的 ,是有效地延長鋼水在中間包內(nèi)的平均停留時間 ,最大程度地減小滯留區(qū)的鋼水體積。 使用上述多種控流裝置能顯著提高鋼水的潔凈度 ,但是考慮到耐火材料是中間包內(nèi)夾雜物的來源之一 ,以及耐火材料的消耗 ,因此應(yīng)在保證鋼水質(zhì)量的前提下 ,盡量減少各種控流裝置的使用。 3 防止中間包澆注過程的二次污染日本住友金屬鹿島廠的實驗結(jié)果表明 ,從冶煉設(shè)備經(jīng)鋼包和中間包出鋼 ,如不加以保護(hù) ,鋼水中將有約 70%的夾雜 (內(nèi)在夾雜和外來夾雜 )來自于中間包。這些夾雜在中間包內(nèi)如不加以分離 ,本論文由無憂論文網(wǎng) 整理提供將對鑄坯質(zhì)量和冶金工藝產(chǎn)生嚴(yán)重危害。過去 ,為了去除中間包內(nèi)夾雜物 ,采用的技術(shù)主要是防止鋼水再污染 :換包時盡量減少鋼包渣的卷入、 鋼包到中間包采用長水口澆注、 防止鋼水與包襯耐火材料發(fā)生反應(yīng)、 中間包加蓋等保護(hù)技術(shù)。近年來 ,為進(jìn)一步滿足市場對高質(zhì)量產(chǎn)品的需求 ,當(dāng)今國內(nèi)外圍繞中間包開發(fā)了一系列提高澆注鋼水質(zhì)量的相關(guān)技術(shù)。 3 . 1 控制中間包開澆的二次污染頭坯中含 N、 全氧質(zhì)量分?jǐn)?shù) (wT . O )、 MA (重要缺陷 )、 M I(次要缺陷 )數(shù)量均比穩(wěn)態(tài)澆注時高得多 ,見表 2。 為了提高頭坯的潔凈度 ,采用中間包密封吹氬操作。有試驗研究指出 ,開澆時在中間包吹氬 ,二次氧化大大減少。與中間包不吹氬相比 ,鋼中 wAls 損失由 80 10 6 減少到 10 10 6。吸氮由 25 10 6 減少到 3 10 6。 wT . O 增加量由 22 10 6 減少到 12 10 6。國外不少工廠采用中間包密封吹氬操作 [ 9 ]。其中克魯斯公司生 產(chǎn) IF 鋼時 , 68 t 中間包 ,吹氬量 10～ 20 m3/min,中間包氣氛中氧含量質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于 1%,減輕了水口堵塞 ,鑄坯缺陷率降低 38%。迪林根公司 , 50 t 中間包 ,吹氬 6 . 5 m3/min,中間包氣氛中氧質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于 1%,氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于 5%。在浦項 ,中間包吹氬時 ,氣氛中氧質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于 1% ,夾雜物明顯減少。中間包密封吹氬技術(shù)在歐洲板坯生產(chǎn)中占 6% ,大方坯生產(chǎn)中占 9% ,北美很少使用 ,日本采用較多。 3 . 2 控制中間包內(nèi)鋼水卷渣中間包包襯材料中含有的 Si O2 會被鋼水中的 Al 還原成 Al 2O3 ,使鋼水潔凈度降低。因此要求包襯耐火材料中 Si O2 低于 2% ,也就是使用堿性材質(zhì)包襯。對開澆、 換包和異鋼種連澆等非穩(wěn)態(tài)澆注下的中間包來說 ,鋼水卷渣仍然是影響鋼水質(zhì)量的嚴(yán)重問題 ,因此必須對其加以抑制。鋼水卷渣的原因與防止措施見表 3[ 10 ]。 北京鋼鐵研究總院的水模研究 ,通過減小中間包水口直徑、 使用塞棒和適當(dāng)降低拉速等 ,對中間包的結(jié)構(gòu)參數(shù)和操作工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化 ,在一定程度上減輕了匯流旋渦的影響 ,同時成功研制了匯流旋渦抑制器。某鋼廠在無控流條件中間包和現(xiàn)行條件中間包 (即具有上、 下?lián)鯄εc塞棒的中間包 )中使用匯流旋渦抑制器的效果如表 4 所示 (其中各高度值為原型的 1 /4)。 表 4 中 ,旋渦產(chǎn)生高度、 開始卷渣高度本論文由無憂論文網(wǎng) 整理提供和旋渦全通高度分別是中間包中產(chǎn)生旋渦、 旋渦開始貫通和旋渦全部貫通時對應(yīng)的中間包鋼水臨界液面深度。采用匯流旋渦抑制器可使現(xiàn)在普通使用的具有上、 下?lián)鯄Φ闹虚g包中旋渦的各特征高度減小 1 倍以上 ,這樣既增大了鋼水的收得率 ,又提高了鋼水質(zhì)量。 3 . 3 采用堿性包襯 采用 BOF RH 大方坯工藝生產(chǎn)軸承鋼時 ,中間包采用不同材質(zhì)對鋼水中的氧含量進(jìn)行分析 ,結(jié)果如表 5 所示。 在生產(chǎn)鋁鎮(zhèn)靜鋼時 ,中間包采用不同材質(zhì)對鋼水中氧的影響的研