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中間包結構對鋼水清潔度的影響

編輯:耐火澆注料   時間:2020-01-10    瀏覽:   
中間包是鋼水進入結晶器之前最后一個耐火材料容器,其主要功能是盛裝鋼水。中間包內流體的流動行為、襯層 及影響流體流動的耐火材料對鋼的清潔度、夾雜物粒度及含量有較大的影響。

鋼的質量與鋼水在中間包內的流動形式有一定關系。鋼水在自然狀態下流動時的夾雜物上浮與控制狀態下的不 同。它主要表現為,自然狀態下包內所產生的湍流一方面會沖破渣層而將鋼渣卷入鋼水內,并使鋼液暴露在空氣中被 二次氧化;另一方面,湍流還會嚴重沖刷內襯耐火材料,并將耐火材料卷入鋼液內而形成夾雜。而中間包在控流狀態下 操作時,可以防止鋼水二次氧化,減少渦流形成,除去包內夾雜。因此,鋼水在包內停留的時間越長,流體越平穩, 夾雜物就越易上浮。

中間包內設計有擋墻、壩及穩流器的組合結構,其主要作用就是控制鋼水流動的狀態,使鋼水流 動的軌跡平穩,促使夾雜物上浮并被有效地去除。通過對鋼水自然流動與控制流動的流體分析發現:自然流動狀態下, 鋼水從澆注區由包底直接流向水口到結晶器中,鋼水的平均流動時間短,不利于夾雜物的上浮;而對于控制狀態下的流 動,即設置了擋渣墻、壩及穩流器之后,鋼水在穩流器處形成強烈湍流,在墻及壩的另一側鋼流趨于平穩,此流動方 式有利于夾雜物上浮。 在本試驗中,采用砌筑擋墻、壩及穩流器的控流澆鑄中間包與沒有砌筑擋墻、壩及穩流器的自然澆鑄的中間包, 在其他情況基本相同的狀態下,分別對鋼坯內部夾雜進行檢測分析,測定結果見表1。檢測時,利用英國劍橋S250M3 型掃描電鏡對夾雜物進行電子探針分析,其放大倍數為10萬~20萬倍,分辨率為5nm,定量金相和夾雜成分,均為面 掃描。


表1控流澆鑄與自然澆鑄兩種情況下的夾雜量

 
從表1看出:對于≤25μm的夾雜,控流澆鑄與自然澆鑄兩種情況下沒有明顯區別;對于50~100μm的夾雜,控流澆 鑄有明顯的上浮效果;對于≥150μm的夾雜,在這兩種試驗情況下都可以上浮。兩種情況下的試驗結果對比表明:在其 他控制條件基本相同的狀態下,對一個70μm左右的夾雜來說,實施控流澆鑄后,其上浮的機率要提高10%~20%, 平均為13.8%。

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