文獻(xiàn)綜述_中間包主要結(jié)構(gòu)概述

1、：中間包主要結(jié)構(gòu)概述摘要: 隨著煉鋼技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)連鑄鋼的清潔度和鑄坯質(zhì)量的要求也越來(lái)越高。中間包內(nèi)鋼液的流動(dòng)狀態(tài)，對(duì)延長(zhǎng)鋼水在中間包內(nèi)的停留時(shí)間，減少卷渣和改善夾雜物的上浮去除有著重要的作用，直接影響著連鑄坯的質(zhì)量。包內(nèi)鋼液的流動(dòng)狀態(tài)，對(duì)延長(zhǎng)鋼水在中間包內(nèi)的停留時(shí)間，減少卷渣和改善的上 關(guān)鍵詞: 中間包；物理模擬；數(shù)學(xué)模擬；控流裝置; 結(jié)構(gòu)1 概述中間包是鋼水連鑄工藝中一個(gè)不可缺少的重要容器，也是煉鋼工藝中的最后一個(gè)容器，主要起穩(wěn)定鋼水流量、去夾雜、分流和保證鋼水連續(xù)澆鑄不斷流的作用。其是短流程煉鋼中用到的一個(gè)耐火材料容器，首先接受從鋼包澆下來(lái)的鋼水，然后再由中間包水口分配到各個(gè)結(jié)晶器中

2、去。按照中間包功能結(jié)構(gòu)可分三個(gè)部分：一是襯體部分，它包括中間包的容器底部和側(cè)壁用耐火材料，通常由保溫層、永久襯、工作襯和沖擊墊組成，這部分是中間包用耐火材料中用量最大的；二是濾渣部分，包括擋渣墻、擋渣堰、穩(wěn)流器、氣幕、陶瓷過(guò)濾器等，主要功能為去渣，凈化鋼水，提高鋼材質(zhì)量；三是控流部分，由塞棒、定徑水口、浸入式水口和滑動(dòng)水口組成等，是中間包的功能部件，控制鋼水澆鑄速度，以滿足生產(chǎn)需求。近二十年來(lái)，隨著連鑄工藝的改進(jìn)，連鑄比的提高，鋼包的大型化和煉鋼效率的提高等，中間包用耐火材料有了很大的發(fā)展。2 中間包的作用 通傳統(tǒng)的模鑄相比，連鑄具有提高金屬收得率和降低能量消耗的優(yōu)越性，而減少金屬資源和能量的

3、消耗是符合可持續(xù)發(fā)展要求的。全連鑄的實(shí)現(xiàn)使煉鋼生產(chǎn)工序簡(jiǎn)化，流程縮短，生產(chǎn)效率顯著提高。中間包是煉鋼生產(chǎn)流程的中間環(huán)節(jié)，而且是由間歇操作轉(zhuǎn)向連續(xù)操作的銜接點(diǎn)。中間包作為冶金反應(yīng)器是提高鋼產(chǎn)量和質(zhì)量的重要一環(huán)。無(wú)論對(duì)于連鑄操作的順利進(jìn)行，還是對(duì)于保證鋼液品質(zhì)符合需要，中間包的作用是不可忽視的。通常認(rèn)為中間包起以下作用：2.1 分流作用 對(duì)于多流連鑄機(jī)，由多水口中間包對(duì)鋼液進(jìn)行分流。2.2 連澆作用 在多爐連澆時(shí)，中間包存儲(chǔ)的鋼液在換盛鋼桶時(shí)起到銜接的作用。2.3 減壓作用 盛鋼桶內(nèi)液面高度有56m，沖擊力很大，在澆鑄過(guò)程中變化幅度也很大。中間包液面高度比盛鋼桶低，變化幅度也小得多，因此可用來(lái)穩(wěn)定

4、鋼液澆鑄過(guò)程，減小鋼流對(duì)結(jié)晶器凝固坯殼的沖刷。2.4 保護(hù)作用 通過(guò)中間包液面的覆蓋劑，長(zhǎng)水口以及其他保護(hù)裝置，減少中間包中的鋼液受外界的污染。2.5 清楚雜質(zhì)作用 中間包作為鋼液凝固之前所經(jīng)過(guò)的最后一個(gè)耐火材料容器，對(duì)鋼的質(zhì)量有著重要的影響，應(yīng)該盡可能使鋼中非金屬夾雜物的顆粒在處于液體狀態(tài)時(shí)排除掉。 3 中間包的主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 在設(shè)計(jì)中間罐時(shí)，應(yīng)滿足：在易于制造的前提下，力求散熱而面積小，保溫性能好，外形簡(jiǎn)單；其水口的大小與配置應(yīng)滿足鑄坯斷面、流數(shù)和連鑄機(jī)布置形式的要求；便于澆注操作、清灌和砌磚；應(yīng)具有在長(zhǎng)期高溫作用下的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。3.1 中間罐的總體結(jié)構(gòu) 目前，絕大多數(shù)連鑄機(jī)上均采用底鑄式中

5、間罐。它由罐體、灌蓋、塞棒和水口等幾部分組成。常用的中間罐有長(zhǎng)圓形、橢圓形以及三角形等，如圖1。 圖13.1.1罐體和灌蓋 罐體包括罐壁和罐底。罐壁又外殼和內(nèi)襯組成。外殼一般用1220mm厚的鋼板焊成，易于制造?；蛴描T鋼結(jié)構(gòu)，剛性好但重量較大。外殼上設(shè)有吊放罐用的吊鉤（環(huán)）、安放對(duì)準(zhǔn)用的支架和供烘烤罐時(shí)散發(fā)水蒸氣用的排氣孔。內(nèi)襯由耐火磚砌成，其內(nèi)應(yīng)有一定的倒錐度，以便清渣和砌磚牢固。內(nèi)襯主要包括：工作層，永久層為3040mm左右，用粘土磚砌筑；工作層如用耐火磚（粘土質(zhì)、高鋁質(zhì)等）砌筑時(shí)厚度在100mm以上，用絕熱板砌筑時(shí)視絕熱板的厚度而定，一般在3040mm左右。在方坯連鑄機(jī)上，近年來(lái)普遍采用

6、了“冷”中間罐，它的工作層是用絕熱板（酸性或堿性）和膠泥砌成。絕熱板的大小按已砌好永久層的內(nèi)型制作。絕熱板一般壁厚取為30mm，底部為40mm。這種罐的特性是除水口外都不用烘烤，節(jié)省能耗，減少溫降與殘鋼，裝砌方便，可節(jié)省人力約為70%。中間罐應(yīng)設(shè)有灌蓋，一是為了保溫，二是用以保護(hù)盛鋼桶的桶底不致過(guò)分受熱而變形，中間罐的壽命主要取決于耐火磚和砌筑的質(zhì)量。3.1.2中間罐的水口與塞棒在澆筑板坯和大方坯時(shí)，常用塞棒來(lái)調(diào)節(jié)水口的流量。澆鑄小方坯時(shí)則多用定徑水口?；瑒?dòng)水口也常應(yīng)用在中間罐上。塞棒與盛鋼桶上的塞棒一樣，它是由鋼聯(lián)桿及多節(jié)袖磚組成的，近來(lái)正為等靜壓成形的整體塞棒代替。塞棒長(zhǎng)時(shí)間在高溫鋼水中浸

7、泡，容易融化，變形甚至斷裂。為提高使用壽命，除采用高質(zhì)量的耐火磚外，一般都在塞棒中通入壓縮空氣或氬氣進(jìn)行冷卻。水口在中間罐上，水口是不可缺少的。一般情況下，多由含三氧化二鋁7075%的莫米面制作。依澆鑄鋼種不同，也有用氧化鎂、氧化鋯，還有用高鋁石墨質(zhì)或氧化鋯質(zhì)制作的。水口是中間罐的薄弱環(huán)節(jié)，壽命最短。自應(yīng)用滑動(dòng)水口以來(lái) 圖2壽命大大提高了。依活動(dòng)滑板工作方式不同，主要有插入式滑動(dòng)水口和往復(fù)式滑動(dòng)水口，近年來(lái)又出現(xiàn)了旋轉(zhuǎn)式滑動(dòng)水口。如圖2 。 當(dāng)鋼水從中間罐鑄入結(jié)晶器時(shí)，無(wú)論是普通的塞棒式水口還是滑動(dòng)式水口都不能消除鋼水的氧化、飛濺和熱量的散失等原因?qū)﹁T坯質(zhì)量的影響。近年來(lái)開(kāi)始廣泛使用侵入式水口

8、。國(guó)內(nèi)外的實(shí)踐證明，侵入式水口的保護(hù)渣結(jié)合使用效果顯著。因工作條件決定，要求侵入式水口應(yīng)采用耐急冷急熱，耐腐蝕并具有一定機(jī)械強(qiáng)度的耐火材料制成，通常用高鋁石墨，熔融石英或高氧化鋁陶瓷等。3.2 中間罐主要參數(shù)確定 3.2.1中間罐的容量。中間罐的容量要選擇適當(dāng)，尤其在多爐連澆時(shí)，在不降低拉速又要保證罐內(nèi)必須的剛水量。容量過(guò)大鋼水在罐內(nèi)停留時(shí)間長(zhǎng)，應(yīng)使罐的容量大于更換盛鋼桶期間連鑄機(jī)所必須的剛水量。容量過(guò)大鋼水也多。容量過(guò)小不能滿足工藝要求。為此，中間罐的容量主要應(yīng)根據(jù)盛鋼桶容量、鑄坯斷面大小和澆鑄的速度與流數(shù)來(lái)確定。若鑄坯斷面面積為S（m²），平均拉速為V（m/min），更換盛鋼桶的

9、時(shí)間為t（min），流數(shù)為n，鋼水密度為r（t/m³）時(shí)，則中間罐的容量G應(yīng)為： G=1.3SVrtn （t） 目前多數(shù)工廠，中間罐的容量按盛鋼桶的容量確定。當(dāng)盛鋼桶容量較小時(shí)，中間罐容量可取較大值。反之取較小值。3.2.2 中間罐的高度與罐壁斜度。中間罐的高度取決于鋼水在罐內(nèi)的深度。據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，鋼水深度一般不應(yīng)小于400450mm。近年來(lái)由于侵入式水口的應(yīng)用，鋼水深度可加大到500600mm以上，最大的可達(dá)1000mm。罐內(nèi)鋼液面到中間罐上口應(yīng)保留有200mm左右的高度。罐壁以有1020%的倒錐度為宜。3.2.3 水口參數(shù) 水口之境應(yīng)該根據(jù)最大澆鑄速度來(lái)確定，要保證連鑄機(jī)在最大拉速

10、時(shí)所需的鋼流量。水口全開(kāi)時(shí)鋼流要圓滑而密室，不產(chǎn)生飛濺或渦流。澆鑄時(shí)必須經(jīng)?？刂扑陂_(kāi)度，如用塞棒式水口，水口過(guò)大，則塞頭易沖蝕，鋼流易散發(fā)。若澆小斷面鑄坯時(shí)，結(jié)晶器還容易溢鋼。而水口過(guò)小又會(huì)限制拉速，水口也易“凍結(jié)”。若中間罐內(nèi)鋼液深度為h（m），最大拉速時(shí)的剛流量為G（t/min）時(shí)，則中間罐的水口直徑d（m）可按公式(1)計(jì)算： D= （m） (1) 式中 g-重力加速度（m/s²）； r-鋼液密度（t/m³）。 圖3當(dāng)連鑄機(jī)澆鑄大方坯或板坯時(shí)，水口直徑也可以按澆鑄速度、中間罐內(nèi)鋼液深度等數(shù)據(jù)由圖查得。澆鑄小方坯時(shí)，可根據(jù)鑄坯斷面，拉速及中間罐內(nèi)液面高度由圖查出定徑水

11、口直徑（mm）。水口個(gè)數(shù)和間距。當(dāng)鑄坯寬度小于500mm時(shí)，一流只用一個(gè)水口。在這種情況下，水口的個(gè)數(shù)和所澆鑄的鑄坯流數(shù)一樣，水口間的距離即為結(jié)晶器的中心距，也是流間距，為便于操作其值應(yīng)大于600800mm。當(dāng)鑄坯寬度大于700mm時(shí)，依具體尺寸適當(dāng)增加水口個(gè)數(shù)，如圖3。 4 總結(jié)中間包作為重要的冶金容器，在連鑄生產(chǎn)中除了有穩(wěn)定鋼流、均勻鋼水成分和溫度、促使脫氧產(chǎn)物和非金屬夾雜物上浮、多爐連澆換爐時(shí)起緩沖作用、在多流連鑄機(jī)上起分配鋼流的作用外，還可以通過(guò)中間包冶金實(shí)現(xiàn)防止二次氧化和吸氣、改善鋼水流動(dòng)狀態(tài)、防止卷渣和精確控制鋼水過(guò)熱度的功能。大量的實(shí)踐研究表明，鋼水在中間包內(nèi)合理流動(dòng)可以均勻鋼水成分和溫度、促進(jìn)夾雜物上浮、改善鋼水質(zhì)量。為使鋼水在鋼包內(nèi)合理流動(dòng)，就應(yīng)該優(yōu)化鋼包的內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，獲得質(zhì)量?jī)?yōu)良的不銹鋼鑄坯。參考文獻(xiàn)： 1 王雅貞、張巖.新編連續(xù)鑄鋼工藝及設(shè)備（第2版）.北京：冶金工業(yè)出版 社，2009，5670 2 李楠.耐火材料與鋼鐵的反應(yīng)及對(duì)鋼質(zhì)量的影響.北京：冶金工業(yè)出版社. 3 高淑榮.中間包耐火材料的選擇J.生產(chǎn)技術(shù)與工藝管理，2003.3，第15卷