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中间包结构对钢水清洁度的影响

编辑:耐火浇注料   时间:2020-01-10    浏览:   
中间包是钢水进入结晶器之前最后一个耐火材料容器,其主要功能是盛装钢水。中间包内流体的流动行为、衬层 及影响流体流动的耐火材料对钢的清洁度、夹杂物粒度及含量有较大的影响。

钢的质量与钢水在中间包内的流动形式有一定关系。钢水在自然状态下流动时的夹杂物上浮与控制状态下的不 同。它主要表现为,自然状态下包内所产生的湍流一方面会冲破渣层而将钢渣卷入钢水内,并使钢液暴露在空气中被 二次氧化;另一方面,湍流还会严重冲刷内衬耐火材料,并将耐火材料卷入钢液内而形成夹杂。而中间包在控流状态下 操作时,可以防止钢水二次氧化,减少涡流形成,除去包内夹杂。因此,钢水在包内停留的时间越长,流体越平稳, 夹杂物就越易上浮。

中间包内设计有挡墙、坝及稳流器的组合结构,其主要作用就是控制钢水流动的状态,使钢水流 动的轨迹平稳,促使夹杂物上浮并被有效地去除。通过对钢水自然流动与控制流动的流体分析发现:自然流动状态下, 钢水从浇注区由包底直接流向水口到结晶器中,钢水的平均流动时间短,不利于夹杂物的上浮;而对于控制状态下的流 动,即设置了挡渣墙、坝及稳流器之后,钢水在稳流器处形成强烈湍流,在墙及坝的另一侧钢流趋于平稳,此流动方 式有利于夹杂物上浮。 在本试验中,采用砌筑挡墙、坝及稳流器的控流浇铸中间包与没有砌筑挡墙、坝及稳流器的自然浇铸的中间包, 在其他情况基本相同的状态下,分别对钢坯内部夹杂进行检测分析,测定结果见表1。检测时,利用英国剑桥S250M3 型扫描电镜对夹杂物进行电子探针分析,其放大倍数为10万~20万倍,分辨率为5nm,定量金相和夹杂成分,均为面 扫描。


表1控流浇铸与自然浇铸两种情况下的夹杂量

 
从表1看出:对于≤25μm的夹杂,控流浇铸与自然浇铸两种情况下没有明显区别;对于50~100μm的夹杂,控流浇 铸有明显的上浮效果;对于≥150μm的夹杂,在这两种试验情况下都可以上浮。两种情况下的试验结果对比表明:在其 他控制条件基本相同的状态下,对一个70μm左右的夹杂来说,实施控流浇铸后,其上浮的机率要提高10%~20%, 平均为13.8%。

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