中間包冶金培訓(xùn)課件

第五章中間包冶金中間包冶金功能：A.冶金凈化功能：防止鋼液二次氧化；保溫和微調(diào)溫度；改善鋼液的流動(dòng)狀態(tài)；延長(zhǎng)鋼液在中間包內(nèi)停留時(shí)間，促進(jìn)夾雜物的上浮。B.精煉功能：采用附加冶金工藝，完成鋼液成分微調(diào)，改善夾雜物性態(tài)，對(duì)鋼液溫度、成分進(jìn)行精確控制。第五章中間包冶金中間包冶金功能：中間包冶金培訓(xùn)課件§5—1中間包鋼水流動(dòng)的控制一.中間包鋼液流動(dòng)概念描述流體流動(dòng)的基本參數(shù)是流動(dòng)速度、流動(dòng)軌跡和紊流強(qiáng)度。表征流動(dòng)性的關(guān)鍵準(zhǔn)數(shù)—雷諾數(shù)Re：

Re＝VL∕νV——流體速度；

L—容器長(zhǎng)度；

ν—?jiǎng)恿φ扯?。?dāng)Re≤2000時(shí)，為層流。即在特定位置的流速不隨時(shí)間變化；當(dāng)Re＞2000時(shí)，為紊流。即在特定位置的流速是波動(dòng)的?！?—1中間包鋼水流動(dòng)的控制一.中間包鋼液流動(dòng)概念若鋼包水口注流速度為3.2m∕s，則Re＝2.6×105，流動(dòng)為高度紊流；從中間包水口流出的注流的Re＝1.2×105，也是高度紊流。中間包內(nèi)液體流動(dòng)速度一般在1～23m∕s（中間包流動(dòng)速度等于體積流量與中間包垂直截面積之比），Re約是104數(shù)量級(jí)，也是屬于中等的紊流。若鋼包水口注流速度為3.2m∕s，則Re＝2.6×105，二.鋼包注流沖擊區(qū)二.鋼包注流沖擊區(qū)三.注流卷入空氣鋼包注流相當(dāng)于“噴射泵”的作用，把周圍空氣卷入到液體中，加重了二次氧化污染鋼水，卷入的空氣量決定于注流直徑、軸向速度、鋼水粘度和注流紊流強(qiáng)度。當(dāng)其它因素一定時(shí)，卷入的空氣量主要決定于注流的紊流程度。1.注流為光滑的層流，卷入空氣較少；2.注流為脈動(dòng)的紊流，卷入空氣較多；3.注流為高度的紊流，卷入的空氣很多；4.注流分散為液滴（散流），卷入空氣最大。注流分散為液滴卷入的空氣量比光滑圓流要大60倍以上。三.注流卷入空氣鋼包注流形態(tài)對(duì)中間包內(nèi)液體流動(dòng)有十分重要的影響，同時(shí)也會(huì)影響結(jié)晶器液體的流動(dòng)。如圖：鋼包注流形態(tài)對(duì)中間包內(nèi)液體流動(dòng)有十分重要的影響，同時(shí)也會(huì)影響四．漩渦1.危害：⑴把中間包渣卷入結(jié)晶器；⑵把空氣卷入到液體中；⑶使中間包注流不穩(wěn)定，攪亂結(jié)晶器鋼液流動(dòng)。2.防止：⑴控制合適的液面高度；⑵在適當(dāng)?shù)奈恢冒卜艙鯄蛪?。四．漩渦中間包漩渦形成：ａ—漩渦形成；ｂ—有漩渦時(shí)流動(dòng)形態(tài)中間包漩渦形成：五.流動(dòng)不穩(wěn)定性和波的形成1.液面升高或降低時(shí)，流速有較大的變化而引起流動(dòng)模式改變導(dǎo)致表面波的形成。2.入口和出口條件發(fā)生變化時(shí)，流動(dòng)不穩(wěn)定性會(huì)導(dǎo)致表面波。表面波的擴(kuò)散，引起中間包鋼渣界面的攪動(dòng)而卷入渣子，對(duì)鑄坯質(zhì)量有不利影響。五.流動(dòng)不穩(wěn)定性和波的形成§5—2中間包鋼水夾雜物的去除一.夾雜物上浮在靜止液體中質(zhì)點(diǎn)上浮速度可表示為：

V=2r2p（ρl－ρi）g∕9μ

計(jì)算結(jié)果說明中間包鋼水中大于70μm夾雜物基本上都可上浮，而小于70μm夾雜物上浮就困難了。由于中間包鋼水流動(dòng)的紊流作用，夾雜物相互碰撞聚合，加速了夾雜物上浮。§5—2中間包鋼水夾雜物的去除一.夾雜物上浮促使中間包內(nèi)夾雜物上浮的措施：1.增加鋼水在中間包平均停留時(shí)間，使夾雜物有足夠的時(shí)間上浮。為此，中間包向大容量方向發(fā)展；大容量中間包具有以下優(yōu)點(diǎn)：A.延長(zhǎng)鋼水在包內(nèi)停留時(shí)間，有利于夾雜物上浮提高鋼水的純凈度，利于生產(chǎn)潔凈鋼。B.鋼水的儲(chǔ)存量增多了，更換鋼包可以不減拉速，有利于保持連澆，并能改善換鋼包過渡鑄坯質(zhì)量。C.大容量中間包更適用于高拉速鑄機(jī)，能保持鋼水在包內(nèi)停留時(shí)間。中間包的最大容量現(xiàn)已達(dá)80t。促使中間包內(nèi)夾雜物上浮的措施：2.改善液體流動(dòng)軌跡。液體把夾雜物帶到中間包表面區(qū)，縮短了上浮距離。為此，在中間包加障礙物（如擋墻和壩）以改變流動(dòng)方向，消除中間包死區(qū)；

3.鋼包注流不應(yīng)把夾雜物帶入鋼包底部而是在某一定高度。為此，中間包液面高度由淺熔池（600～700mm）向深熔池（1.0～1.2m）方向發(fā)展。深熔池中間包的優(yōu)點(diǎn)：A.鋼水液面波動(dòng)較小，可減輕鋼水二次氧化；B.減小了液面流速和湍流強(qiáng)度，相應(yīng)降低了水口部位鋼水流速和湍流強(qiáng)度，利于注流穩(wěn)定；C.降低產(chǎn)生渦流的可能。2.改善液體流動(dòng)軌跡。液體把夾雜物帶到中間包表面區(qū)，縮短了上二.鋼水平均停留時(shí)間鋼水從中間包入口連續(xù)流到出口處所經(jīng)歷的時(shí)間叫理論平均停留時(shí)間。

T平均＝鋼水體積（m3）∕中間包鋼水流量（m3∕min）根據(jù)中間包容量大小不同，停留時(shí)間一般在3～10min。二.鋼水平均停留時(shí)間§5—3中間包流動(dòng)形態(tài)控制

敞開澆注雙流中間包流動(dòng)模式如圖：§5—3中間包流動(dòng)形態(tài)控制敞開澆注雙流中間包流動(dòng)模式如一.鋼液在中間包內(nèi)的流動(dòng)形態(tài)：A.擊穿流從鋼包注入中間包內(nèi)的鋼液，在中間包內(nèi)沒有停留而直接到達(dá)澆注水口流入結(jié)晶器。B.活塞流（層狀流）鋼液進(jìn)入中間包依次向前推進(jìn)。C.混返流鋼液進(jìn)入中間包后立刻與其它部分鋼液混合。D.死區(qū)（停滯區(qū)）鋼液流動(dòng)速度很低，與其它區(qū)域的鋼液的交混慢。一.鋼液在中間包內(nèi)的流動(dòng)形態(tài)：擊穿流：這股鋼流在中間包內(nèi)沒有凈化的可能，鋼液中夾雜物在中間包內(nèi)沒有上浮的機(jī)會(huì)。活塞流（層狀流）：鋼液中夾雜物隨鋼液進(jìn)入中間包，依次向前推進(jìn)而上浮?；旆盗鳎轰撘褐袏A雜物上浮的可能性與鋼液在中間包內(nèi)運(yùn)動(dòng)的路線與平均停留時(shí)間長(zhǎng)短有關(guān)。死區(qū)：進(jìn)入這區(qū)域的鋼液的夾雜物有可能上浮，但死區(qū)的存在相當(dāng)于縮小了中間包的有效容積，使鋼液在中間包內(nèi)的平均停留時(shí)間縮短，對(duì)夾雜物上浮不利。擊穿流：這股鋼流在中間包內(nèi)沒有凈化的可能，鋼液中夾雜物在中間二.中間包無控制流動(dòng)敞開澆注雙流中間包流動(dòng)模式如圖：二.中間包無控制流動(dòng)缺點(diǎn)：A.鋼包注流帶入大量空氣，“沸騰作用”使中間包表面呈波浪運(yùn)動(dòng)，加劇了二次氧化；B.中間包底存在鋼水停滯區(qū)，溫度不均勻；C.由于有死區(qū)存在，整個(gè)中間包容積未能充分利用，夾雜物不易上浮。缺點(diǎn)：三.中間包控制流動(dòng)1.擋墻；2.壩。作用：A.消除中間包底部區(qū)域的死區(qū)；B.改善改善流動(dòng)的軌跡，使流動(dòng)沿鋼渣界面流動(dòng)，縮短夾雜物上浮距離，有利于渣子吸收；C.封閉鋼包注流沖擊區(qū)的紊流，防止表面卷渣（擋墻）。擋墻和壩的位置和尺寸，應(yīng)結(jié)合實(shí)際中間包采用水模型試驗(yàn)來決定，然后在生產(chǎn)中應(yīng)用。三.中間包控制流動(dòng)擋墻和壩的流動(dòng)模型：擋墻和壩的流動(dòng)模型：中間包冶金培訓(xùn)課件四.中間包卷渣1.鋼包敞開澆注時(shí)中間包流動(dòng)特點(diǎn)⑴沿鋼渣界面有剪切力作用把渣子卷入內(nèi)部；⑵注流沖擊力引起液體表面波浪運(yùn)動(dòng)。尤其當(dāng)液位降低時(shí)（如200mm），這種剪切力和波浪造成的卷渣更為嚴(yán)重。2.鋼包采用長(zhǎng)水口時(shí)中間包流動(dòng)特點(diǎn)⑴鋼渣界面流動(dòng)剪切力減輕；⑵減輕了由注流引起的波浪運(yùn)動(dòng)。如果中間包加擋墻和壩聯(lián)合作用，則卷渣有明顯減少。四.中間包卷渣3.引起中間包卷渣的流動(dòng)因素：⑴鋼渣界面流動(dòng)的剪切力和表面波；⑵注流沖擊區(qū)的紊流；⑶低液位時(shí)水口上部形成的漩渦。4.防止卷渣的措施采用長(zhǎng)水口（鋼包）、大容量、深熔池、帶有擋墻和壩的中間包，保持穩(wěn)定澆注。3.引起中間包卷渣的流動(dòng)因素：

§5—4中間包精煉技術(shù)一.中間包雙層覆蓋渣一層：炭化稻殼。二層：保護(hù)渣（如CaO—CaF2—MgO系、CaO—SiO2—Al2O3系等）功能：1.絕熱保溫，防止散熱；2.吸收上浮的夾雜物；3.杜絕二次氧化，防止空氣中氧氣、氮?dú)膺M(jìn)入鋼水。§5—4中間包精煉技術(shù)一.中間包雙層覆蓋渣二.中間包吹氬1.作用⑴增加攪拌能，促進(jìn)夾雜物上??；⑵形成液面保護(hù)層；⑶改善流動(dòng)狀況。2.類型⑴中間包多孔透氣環(huán)；⑵旋轉(zhuǎn)透氣塞；⑶中間包塞棒吹氬。二.中間包吹氬中間包冶金培訓(xùn)課件三.夾雜物形態(tài)控制1.中間包鋼水成分微調(diào)（喂絲法）在中間包加入易氧化元素（如Ti、Al、Ca）或微量元素（如B、V），鋼水與污染源（如渣、包襯、空氣）接觸實(shí)間短，有利于提高元素的收得率。由于中間包熔池淺，鋼液停留時(shí)間有限，為確保元素能充分吸收，廣泛采用喂絲法。2.夾雜物形態(tài)控制在中間包內(nèi)喂入Ca絲、或CaSi、CaSiBa的包芯線，其目的是把高熔點(diǎn)的串簇狀的Al2O3轉(zhuǎn)變?yōu)榈腿埸c(diǎn)的球形鋁酸鈣（12CaO·7Al2O3），以改善鋼水流動(dòng)性，防止Al2O3堵水口。（在小方坯連鑄中間包中應(yīng)用）為增加包芯線穿越鋼液的停留時(shí)間，采用螺旋式喂線技術(shù)。螺旋直徑為250mm，螺距為100mm，用一臺(tái)輥式開卷機(jī)將包芯線送入導(dǎo)管進(jìn)入中間包，喂線速度可達(dá)20～30m∕min三.夾雜物形態(tài)控制中間包冶金培訓(xùn)課件

§5—5中間包過濾器的應(yīng)用一.過濾器原理是一種強(qiáng)制分離夾雜物的方式。夾雜物隨鋼水流經(jīng)多孔介質(zhì)時(shí)，夾雜物沉淀、滯留、黏附或燒結(jié)于過濾介質(zhì)微孔的表面上，鋼水可以自由流過，夾雜物得以分離，凈化了鋼水。方法：篩網(wǎng)過濾、濾餅過濾、深層或深床過濾?！?—5中間包過濾器的應(yīng)用一.過濾器原理二.過濾器材質(zhì)對(duì)過濾材質(zhì)的要求：A.耐高溫；B.高疏松度，既能吸附夾雜物，對(duì)鋼水流動(dòng)的阻力又??；C.能夠承受熱應(yīng)力和機(jī)械沖擊應(yīng)力的作用；D.抗鋼水與熔渣的侵蝕沖刷。過濾器的材料：莫來石、氧化鋁、穩(wěn)定氧化鋯、氧化鈣等。三.過濾器的應(yīng)用效果二.過濾器材質(zhì)中間包冶金培訓(xùn)課件用于中間包泡沫陶瓷過濾器：用于中間包泡沫陶瓷過濾器：§5—6中間包加熱技術(shù)在澆注過程中鋼水溫度、鋼水成分和鋼水流動(dòng)特性是控制連鑄機(jī)生產(chǎn)率和鑄坯質(zhì)量三個(gè)重要的變量，為把連鑄機(jī)產(chǎn)量和鑄坯質(zhì)量的矛盾統(tǒng)一起來，提出了澆注過程溫度穩(wěn)定控制的概念，其中重要的是中間包鋼水溫度穩(wěn)定性控制問題。§5—6中間包加熱技術(shù)在澆注過程中鋼水溫度、鋼水成分和鋼一.中間包鋼水溫度穩(wěn)定性控制對(duì)策1.最大能量損失原則：即每爐高溫出鋼→鋼包站調(diào)溫（如加廢鋼）→中間包目標(biāo)溫度值；2.優(yōu)化能量損失原則：即嚴(yán)格按溫度損失決定出鋼溫度，在鋼包站不降溫不加熱以達(dá)到中間包目標(biāo)溫度值；3.最小能量損失原則：按預(yù)定溫度出鋼，在鋼包或中間包補(bǔ)充能量以達(dá)到目標(biāo)溫度值。一.中間包鋼水溫度穩(wěn)定性控制對(duì)策二．中間包熱平衡分析

QCp（Ta－Te）＝Φ若補(bǔ)充到中間包鋼水溫度損失等于中間包散熱損失時(shí)，則中間包鋼水溫度趨于穩(wěn)定。Q—鋼包水口流量，t∕min；Cp—鋼水比熱，kJ∕kg·℃；Ta—鋼包鋼水溫度，℃；Te—中間包鋼水溫度，℃；Φ—中間包熱損失，kJ。二．中間包熱平衡分析1.中間包鋼水溫度變化（如圖）：1.中間包鋼水溫度變化（如圖）：a開澆期：由于中間包襯吸熱，鋼水溫度下降10～15℃；b正常澆注期：經(jīng)過10～15min，由于包襯吸熱達(dá)到飽和，同時(shí)向中間包不斷供給鋼水，液面保持穩(wěn)定，這時(shí)鋼水的溫降約為0.3～0.5℃∕min，進(jìn)入中間包鋼水散熱量大體與包襯散熱相等，鋼水穩(wěn)定在目標(biāo)溫度值。c連澆換鋼包；由于中間包液面下降，鋼水溫度降低約5～10℃。d正常澆注期：同be鋼包澆注結(jié)束：澆注中間包剩余鋼水時(shí)，鋼水溫度降低10～15℃。a開澆期：2.中間包鋼水溫度不穩(wěn)定的危害：⑴鋼水溫度降低過大，開澆時(shí)會(huì)造成水口凝鋼，甚至使開澆失敗。為順利開澆，又要相對(duì)提高中間包鋼水目標(biāo)溫度，這樣加重了高溫出鋼。⑵中間包鋼水溫度不穩(wěn)定，加重了結(jié)晶器坯殼生長(zhǎng)的不均勻性，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致拉漏；⑶會(huì)使結(jié)晶器保護(hù)渣液渣層厚度不足，導(dǎo)致鑄坯表面夾渣；⑷不利于中間包鋼水夾雜物上浮分離。2.中間包鋼水溫度不穩(wěn)定的危害：為此，在開澆初期、換鋼包、澆注末期采用中間包加熱，以補(bǔ)償鋼液溫度的降低，使鋼液溫度保持在目標(biāo)溫度附近。這有利于澆注操作的穩(wěn)定性，提高鑄坯質(zhì)量，同時(shí)在正常澆注期間，適當(dāng)加熱以補(bǔ)償鋼液自然溫降。為此，在開澆初期、換鋼包、澆注末期采用中間包加熱，以補(bǔ)償鋼液三.中間包加熱方法及效果1.電磁感應(yīng)加熱感應(yīng)加熱器安裝在中間包底部，既可加熱鋼水，也可借助于電磁力攪拌鋼水促進(jìn)夾雜物上浮。此法具有設(shè)備機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、加熱速度快、熱效率高、成本低、操作方便等優(yōu)點(diǎn)。三.中間包加熱方法及效果感應(yīng)加熱示意圖：1—感應(yīng)器；2—鐵芯；3—線圈；4—耐火材料；5—冷卻套；6—溝槽；7—鋼水；8—中間包；9—水口感應(yīng)加熱示意圖：2.等離子加熱在中間包采用專門的電弧發(fā)射器產(chǎn)生高溫等離子體來加熱鋼水。優(yōu)點(diǎn)：A.等離子體發(fā)射器可安裝在中間包上方，使用調(diào)節(jié)方便；B.在加熱過程中，可通過檢測(cè)鋼水溫度、液面高度、拉速等參數(shù)來調(diào)節(jié)輸入功率，精確控制鋼水溫度達(dá)到目標(biāo)溫度值；C.不污染環(huán)境。2.等離子加熱等離子槍加熱裝置1—鋼包；2—水冷壁；3—等離子槍；4—中間包；5—熔池液面；6—中間包車；7—電纜8—支柱9—電源；10—結(jié)晶器等離子槍加熱裝置樹立質(zhì)量法制觀念、提高全員質(zhì)量意識(shí)。12月-2212月-22Friday,December30,2022人生得意須盡歡，莫使金樽空對(duì)月。18:54:4418:54:4418:5412/30/20226:54:44PM安全象只弓，不拉它就松，要想保安全，常把弓弦繃。12月-2218:54:4418:54Dec-2230-Dec-22加強(qiáng)交通建設(shè)管理，確保工程建設(shè)質(zhì)量。18:54:4418:54:4418:54Friday,December30,2022安全在于心細(xì)，事故出在麻痹。12月-2212月-2218:54:4418:54:44December30,2022踏實(shí)肯干，努力奮斗。2022年12月30日6:54下午12月-2212月-22追求至善憑技術(shù)開拓市場(chǎng)，憑管理增創(chuàng)效益，憑服務(wù)樹立形象。30十二月20226:54:44下午18:54:4412月-22嚴(yán)格把控質(zhì)量關(guān)，讓生產(chǎn)更加有保障。十二月226:54下午12月-2218:54December30,2022作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)記得牢，駕輕就熟除煩惱。2022/12/3018:54:4418:54:4430December2022好的事情馬上就會(huì)到來，一切都是最好的安排。6:54:44下午6:54下午18:54:4412月-22一馬當(dāng)先，全員舉績(jī)，梅開二度，業(yè)績(jī)保底。12月-2212月-2218:5418:54:4418:54:44Dec-22牢記安全之責(zé)，善謀安全之策，力務(wù)安全之實(shí)。2022/12/3018:54:44Friday,December30,2022相信相信得力量。12月-222022/12/3018:54:4412月-22謝謝大家！樹立質(zhì)量法制觀念、提高全員質(zhì)量意識(shí)。12月-2212月-22每一次的加油，每一次的努力都是為了下一次更好的自己。12月-2212月-22Friday,December30,2022天生我材必有用，千金散盡還復(fù)來。18:54:4418:54:4418:5412/30/20226:54:44PM安全象只弓，不拉它就松，要想保安全，常把弓弦繃。12月-2218:54:4418:54Dec-2230-Dec-22得道多助失道寡助，掌控人心方位上。18:54:4418:54:4418:54Friday,December30,2022安全在于心細(xì)，事故出在麻痹。12月-2212月-2218:54:4418:54:44December30,2022加強(qiáng)自身建設(shè)，增強(qiáng)個(gè)人的休養(yǎng)。2022年12月30日6:54下午12月-2212月-22擴(kuò)展市場(chǎng)，開發(fā)未來，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)在。30十二月20226:54:44下午18:54:4412月-22做專業(yè)的企業(yè)，做專業(yè)的事情，讓自己專業(yè)起來。十二月226:54下午12月-2218:54December30,2022時(shí)間是人類發(fā)展的空間。2022/12/3018:54:4418:54:4430December2022科學(xué)，你是國(guó)力的靈魂；同時(shí)又是社會(huì)發(fā)展的標(biāo)志。6:54:44下午6:54下午18:54:4412月-22每天都是美好的一天，新的一天開啟。12月-2212月-2218:5418:54:4418:54:44Dec-22人生不是自發(fā)的自我發(fā)展，而是一長(zhǎng)串機(jī)緣。事件和決定，這些機(jī)緣、事件和決定在它們實(shí)現(xiàn)的當(dāng)時(shí)是取決于我們的意志的。2022/12/3018:54:44Friday,December30,2022感情上的親密，發(fā)展友誼；錢財(cái)上的親密，破壞友誼。12月-222022/12/3018:54:4412月-22謝謝大家！每一次的加油，每一次的努力都是為了下一次更好的自己。12月-

第五章中間包冶金中間包冶金功能：A.冶金凈化功能：防止鋼液二次氧化；保溫和微調(diào)溫度；改善鋼液的流動(dòng)狀態(tài)；延長(zhǎng)鋼液在中間包內(nèi)停留時(shí)間，促進(jìn)夾雜物的上浮。B.精煉功能：采用附加冶金工藝，完成鋼液成分微調(diào)，改善夾雜物性態(tài)，對(duì)鋼液溫度、成分進(jìn)行精確控制。第五章中間包冶金中間包冶金功能：中間包冶金培訓(xùn)課件§5—1中間包鋼水流動(dòng)的控制一.中間包鋼液流動(dòng)概念描述流體流動(dòng)的基本參數(shù)是流動(dòng)速度、流動(dòng)軌跡和紊流強(qiáng)度。表征流動(dòng)性的關(guān)鍵準(zhǔn)數(shù)—雷諾數(shù)Re：

Re＝VL∕νV——流體速度；

L—容器長(zhǎng)度；

ν—?jiǎng)恿φ扯?。?dāng)Re≤2000時(shí)，為層流。即在特定位置的流速不隨時(shí)間變化；當(dāng)Re＞2000時(shí)，為紊流。即在特定位置的流速是波動(dòng)的?！?—1中間包鋼水流動(dòng)的控制一.中間包鋼液流動(dòng)概念若鋼包水口注流速度為3.2m∕s，則Re＝2.6×105，流動(dòng)為高度紊流；從中間包水口流出的注流的Re＝1.2×105，也是高度紊流。中間包內(nèi)液體流動(dòng)速度一般在1～23m∕s（中間包流動(dòng)速度等于體積流量與中間包垂直截面積之比），Re約是104數(shù)量級(jí)，也是屬于中等的紊流。若鋼包水口注流速度為3.2m∕s，則Re＝2.6×105，二.鋼包注流沖擊區(qū)二.鋼包注流沖擊區(qū)三.注流卷入空氣鋼包注流相當(dāng)于“噴射泵”的作用，把周圍空氣卷入到液體中，加重了二次氧化污染鋼水，卷入的空氣量決定于注流直徑、軸向速度、鋼水粘度和注流紊流強(qiáng)度。當(dāng)其它因素一定時(shí)，卷入的空氣量主要決定于注流的紊流程度。1.注流為光滑的層流，卷入空氣較少；2.注流為脈動(dòng)的紊流，卷入空氣較多；3.注流為高度的紊流，卷入的空氣很多；4.注流分散為液滴（散流），卷入空氣最大。注流分散為液滴卷入的空氣量比光滑圓流要大60倍以上。三.注流卷入空氣鋼包注流形態(tài)對(duì)中間包內(nèi)液體流動(dòng)有十分重要的影響，同時(shí)也會(huì)影響結(jié)晶器液體的流動(dòng)。如圖：鋼包注流形態(tài)對(duì)中間包內(nèi)液體流動(dòng)有十分重要的影響，同時(shí)也會(huì)影響四．漩渦1.危害：⑴把中間包渣卷入結(jié)晶器；⑵把空氣卷入到液體中；⑶使中間包注流不穩(wěn)定，攪亂結(jié)晶器鋼液流動(dòng)。2.防止：⑴控制合適的液面高度；⑵在適當(dāng)?shù)奈恢冒卜艙鯄蛪?。四．漩渦中間包漩渦形成：ａ—漩渦形成；ｂ—有漩渦時(shí)流動(dòng)形態(tài)中間包漩渦形成：五.流動(dòng)不穩(wěn)定性和波的形成1.液面升高或降低時(shí)，流速有較大的變化而引起流動(dòng)模式改變導(dǎo)致表面波的形成。2.入口和出口條件發(fā)生變化時(shí)，流動(dòng)不穩(wěn)定性會(huì)導(dǎo)致表面波。表面波的擴(kuò)散，引起中間包鋼渣界面的攪動(dòng)而卷入渣子，對(duì)鑄坯質(zhì)量有不利影響。五.流動(dòng)不穩(wěn)定性和波的形成§5—2中間包鋼水夾雜物的去除一.夾雜物上浮在靜止液體中質(zhì)點(diǎn)上浮速度可表示為：

V=2r2p（ρl－ρi）g∕9μ

計(jì)算結(jié)果說明中間包鋼水中大于70μm夾雜物基本上都可上浮，而小于70μm夾雜物上浮就困難了。由于中間包鋼水流動(dòng)的紊流作用，夾雜物相互碰撞聚合，加速了夾雜物上浮?！?—2中間包鋼水夾雜物的去除一.夾雜物上浮促使中間包內(nèi)夾雜物上浮的措施：1.增加鋼水在中間包平均停留時(shí)間，使夾雜物有足夠的時(shí)間上浮。為此，中間包向大容量方向發(fā)展；大容量中間包具有以下優(yōu)點(diǎn)：A.延長(zhǎng)鋼水在包內(nèi)停留時(shí)間，有利于夾雜物上浮提高鋼水的純凈度，利于生產(chǎn)潔凈鋼。B.鋼水的儲(chǔ)存量增多了，更換鋼包可以不減拉速，有利于保持連澆，并能改善換鋼包過渡鑄坯質(zhì)量。C.大容量中間包更適用于高拉速鑄機(jī)，能保持鋼水在包內(nèi)停留時(shí)間。中間包的最大容量現(xiàn)已達(dá)80t。促使中間包內(nèi)夾雜物上浮的措施：2.改善液體流動(dòng)軌跡。液體把夾雜物帶到中間包表面區(qū)，縮短了上浮距離。為此，在中間包加障礙物（如擋墻和壩）以改變流動(dòng)方向，消除中間包死區(qū)；

3.鋼包注流不應(yīng)把夾雜物帶入鋼包底部而是在某一定高度。為此，中間包液面高度由淺熔池（600～700mm）向深熔池（1.0～1.2m）方向發(fā)展。深熔池中間包的優(yōu)點(diǎn)：A.鋼水液面波動(dòng)較小，可減輕鋼水二次氧化；B.減小了液面流速和湍流強(qiáng)度，相應(yīng)降低了水口部位鋼水流速和湍流強(qiáng)度，利于注流穩(wěn)定；C.降低產(chǎn)生渦流的可能。2.改善液體流動(dòng)軌跡。液體把夾雜物帶到中間包表面區(qū)，縮短了上二.鋼水平均停留時(shí)間鋼水從中間包入口連續(xù)流到出口處所經(jīng)歷的時(shí)間叫理論平均停留時(shí)間。

T平均＝鋼水體積（m3）∕中間包鋼水流量（m3∕min）根據(jù)中間包容量大小不同，停留時(shí)間一般在3～10min。二.鋼水平均停留時(shí)間§5—3中間包流動(dòng)形態(tài)控制

敞開澆注雙流中間包流動(dòng)模式如圖：§5—3中間包流動(dòng)形態(tài)控制敞開澆注雙流中間包流動(dòng)模式如一.鋼液在中間包內(nèi)的流動(dòng)形態(tài)：A.擊穿流從鋼包注入中間包內(nèi)的鋼液，在中間包內(nèi)沒有停留而直接到達(dá)澆注水口流入結(jié)晶器。B.活塞流（層狀流）鋼液進(jìn)入中間包依次向前推進(jìn)。C.混返流鋼液進(jìn)入中間包后立刻與其它部分鋼液混合。D.死區(qū)（停滯區(qū)）鋼液流動(dòng)速度很低，與其它區(qū)域的鋼液的交混慢。一.鋼液在中間包內(nèi)的流動(dòng)形態(tài)：擊穿流：這股鋼流在中間包內(nèi)沒有凈化的可能，鋼液中夾雜物在中間包內(nèi)沒有上浮的機(jī)會(huì)?；钊鳎▽訝盍鳎轰撘褐袏A雜物隨鋼液進(jìn)入中間包，依次向前推進(jìn)而上浮。混返流：鋼液中夾雜物上浮的可能性與鋼液在中間包內(nèi)運(yùn)動(dòng)的路線與平均停留時(shí)間長(zhǎng)短有關(guān)。死區(qū)：進(jìn)入這區(qū)域的鋼液的夾雜物有可能上浮，但死區(qū)的存在相當(dāng)于縮小了中間包的有效容積，使鋼液在中間包內(nèi)的平均停留時(shí)間縮短，對(duì)夾雜物上浮不利。擊穿流：這股鋼流在中間包內(nèi)沒有凈化的可能，鋼液中夾雜物在中間二.中間包無控制流動(dòng)敞開澆注雙流中間包流動(dòng)模式如圖：二.中間包無控制流動(dòng)缺點(diǎn)：A.鋼包注流帶入大量空氣，“沸騰作用”使中間包表面呈波浪運(yùn)動(dòng)，加劇了二次氧化；B.中間包底存在鋼水停滯區(qū)，溫度不均勻；C.由于有死區(qū)存在，整個(gè)中間包容積未能充分利用，夾雜物不易上浮。缺點(diǎn)：三.中間包控制流動(dòng)1.擋墻；2.壩。作用：A.消除中間包底部區(qū)域的死區(qū)；B.改善改善流動(dòng)的軌跡，使流動(dòng)沿鋼渣界面流動(dòng)，縮短夾雜物上浮距離，有利于渣子吸收；C.封閉鋼包注流沖擊區(qū)的紊流，防止表面卷渣（擋墻）。擋墻和壩的位置和尺寸，應(yīng)結(jié)合實(shí)際中間包采用水模型試驗(yàn)來決定，然后在生產(chǎn)中應(yīng)用。三.中間包控制流動(dòng)擋墻和壩的流動(dòng)模型：擋墻和壩的流動(dòng)模型：中間包冶金培訓(xùn)課件四.中間包卷渣1.鋼包敞開澆注時(shí)中間包流動(dòng)特點(diǎn)⑴沿鋼渣界面有剪切力作用把渣子卷入內(nèi)部；⑵注流沖擊力引起液體表面波浪運(yùn)動(dòng)。尤其當(dāng)液位降低時(shí)（如200mm），這種剪切力和波浪造成的卷渣更為嚴(yán)重。2.鋼包采用長(zhǎng)水口時(shí)中間包流動(dòng)特點(diǎn)⑴鋼渣界面流動(dòng)剪切力減輕；⑵減輕了由注流引起的波浪運(yùn)動(dòng)。如果中間包加擋墻和壩聯(lián)合作用，則卷渣有明顯減少。四.中間包卷渣3.引起中間包卷渣的流動(dòng)因素：⑴鋼渣界面流動(dòng)的剪切力和表面波；⑵注流沖擊區(qū)的紊流；⑶低液位時(shí)水口上部形成的漩渦。4.防止卷渣的措施采用長(zhǎng)水口（鋼包）、大容量、深熔池、帶有擋墻和壩的中間包，保持穩(wěn)定澆注。3.引起中間包卷渣的流動(dòng)因素：

§5—4中間包精煉技術(shù)一.中間包雙層覆蓋渣一層：炭化稻殼。二層：保護(hù)渣（如CaO—CaF2—MgO系、CaO—SiO2—Al2O3系等）功能：1.絕熱保溫，防止散熱；2.吸收上浮的夾雜物；3.杜絕二次氧化，防止空氣中氧氣、氮?dú)膺M(jìn)入鋼水?！?—4中間包精煉技術(shù)一.中間包雙層覆蓋渣二.中間包吹氬1.作用⑴增加攪拌能，促進(jìn)夾雜物上??；⑵形成液面保護(hù)層；⑶改善流動(dòng)狀況。2.類型⑴中間包多孔透氣環(huán)；⑵旋轉(zhuǎn)透氣塞；⑶中間包塞棒吹氬。二.中間包吹氬中間包冶金培訓(xùn)課件三.夾雜物形態(tài)控制1.中間包鋼水成分微調(diào)（喂絲法）在中間包加入易氧化元素（如Ti、Al、Ca）或微量元素（如B、V），鋼水與污染源（如渣、包襯、空氣）接觸實(shí)間短，有利于提高元素的收得率。由于中間包熔池淺，鋼液停留時(shí)間有限，為確保元素能充分吸收，廣泛采用喂絲法。2.夾雜物形態(tài)控制在中間包內(nèi)喂入Ca絲、或CaSi、CaSiBa的包芯線，其目的是把高熔點(diǎn)的串簇狀的Al2O3轉(zhuǎn)變?yōu)榈腿埸c(diǎn)的球形鋁酸鈣（12CaO·7Al2O3），以改善鋼水流動(dòng)性，防止Al2O3堵水口。（在小方坯連鑄中間包中應(yīng)用）為增加包芯線穿越鋼液的停留時(shí)間，采用螺旋式喂線技術(shù)。螺旋直徑為250mm，螺距為100mm，用一臺(tái)輥式開卷機(jī)將包芯線送入導(dǎo)管進(jìn)入中間包，喂線速度可達(dá)20～30m∕min三.夾雜物形態(tài)控制中間包冶金培訓(xùn)課件

§5—5中間包過濾器的應(yīng)用一.過濾器原理是一種強(qiáng)制分離夾雜物的方式。夾雜物隨鋼水流經(jīng)多孔介質(zhì)時(shí)，夾雜物沉淀、滯留、黏附或燒結(jié)于過濾介質(zhì)微孔的表面上，鋼水可以自由流過，夾雜物得以分離，凈化了鋼水。方法：篩網(wǎng)過濾、濾餅過濾、深層或深床過濾?！?—5中間包過濾器的應(yīng)用一.過濾器原理二.過濾器材質(zhì)對(duì)過濾材質(zhì)的要求：A.耐高溫；B.高疏松度，既能吸附夾雜物，對(duì)鋼水流動(dòng)的阻力又??；C.能夠承受熱應(yīng)力和機(jī)械沖擊應(yīng)力的作用；D.抗鋼水與熔渣的侵蝕沖刷。過濾器的材料：莫來石、氧化鋁、穩(wěn)定氧化鋯、氧化鈣等。三.過濾器的應(yīng)用效果二.過濾器材質(zhì)中間包冶金培訓(xùn)課件用于中間包泡沫陶瓷過濾器：用于中間包泡沫陶瓷過濾器：§5—6中間包加熱技術(shù)在澆注過程中鋼水溫度、鋼水成分和鋼水流動(dòng)特性是控制連鑄機(jī)生產(chǎn)率和鑄坯質(zhì)量三個(gè)重要的變量，為把連鑄機(jī)產(chǎn)量和鑄坯質(zhì)量的矛盾統(tǒng)一起來，提出了澆注過程溫度穩(wěn)定控制的概念，其中重要的是中間包鋼水溫度穩(wěn)定性控制問題?！?—6中間包加熱技術(shù)在澆注過程中鋼水溫度、鋼水成分和鋼一.中間包鋼水溫度穩(wěn)定性控制對(duì)策1.最大能量損失原則：即每爐高溫出鋼→鋼包站調(diào)溫（如加廢鋼）→中間包目標(biāo)溫度值；2.優(yōu)化能量損失原則：即嚴(yán)格按溫度損失決定出鋼溫度，在鋼包站不降溫不加熱以達(dá)到中間包目標(biāo)溫度值；3.最小能量損失原則：按預(yù)定溫度出鋼，在鋼包或中間包補(bǔ)充能量以達(dá)到目標(biāo)溫度值。一.中間包鋼水溫度穩(wěn)定性控制對(duì)策二．中間包熱平衡分析

QCp（Ta－Te）＝Φ若補(bǔ)充到中間包鋼水溫度損失等于中間包散熱損失時(shí)，則中間包鋼水溫度趨于穩(wěn)定。Q—鋼包水口流量，t∕min；Cp—鋼水比熱，kJ∕kg·℃；Ta—鋼包鋼水溫度，℃；Te—中間包鋼水溫度，℃；Φ—中間包熱損失，kJ。二．中間包熱平衡分析1.中間包鋼水溫度變化（如圖）：1.中間包鋼水溫度變化（如圖）：a開澆期：由于中間包襯吸熱，鋼水溫度下降10～15℃；b正常澆注期：經(jīng)過10～15min，由于包襯吸熱達(dá)到飽和，同時(shí)向中間包不斷供給鋼水，液面保持穩(wěn)定，這時(shí)鋼水的溫降約為0.3～0.5℃∕min，進(jìn)入中間包鋼水散熱量大體與包襯散熱相等，鋼水穩(wěn)定在目標(biāo)溫度值。c連澆換鋼包；由于中間包液面下降，鋼水溫度降低約5～10℃。d正常澆注期：同be鋼包澆注結(jié)束：澆注中間包剩余鋼水時(shí)，鋼水溫度降低10～15℃。a開澆期：2.中間包鋼水溫度不穩(wěn)定的危害：⑴鋼水溫度降低過大，開澆時(shí)會(huì)造成水口凝鋼，甚至使開澆失敗。為順利開澆，又要相對(duì)提高中間包鋼水目標(biāo)溫度，這樣加重了高溫出鋼。⑵中間包鋼水溫度不穩(wěn)定，加重了結(jié)晶器坯殼生長(zhǎng)的不均勻性，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致拉漏；⑶會(huì)使結(jié)晶器保護(hù)渣液渣層厚度不足，導(dǎo)致鑄坯表面夾渣；⑷不利于中間包鋼水夾雜物上浮分離。2.中間包鋼水溫度不穩(wěn)定的危害：為此，在開澆初期、換鋼包、澆注末期采用中間包加熱，以補(bǔ)償鋼液溫度的降低，使鋼液溫度保持在目標(biāo)溫度附近。這有利于澆注操作的穩(wěn)定性，提高鑄坯質(zhì)量，同時(shí)在正常澆注期間，適當(dāng)加熱以補(bǔ)償鋼液自然溫降。為此，在開澆初期、換鋼包、澆注末期采用中間包加熱，以補(bǔ)償鋼液三.中間包加熱方法及效果1.電磁感應(yīng)加熱感應(yīng)加熱器安裝在中間包底部，既可加熱鋼水，也可借助于電磁力攪拌鋼水促進(jìn)夾雜物上浮。此法具有設(shè)備機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、加熱速度快、熱效率高、成本低、操作方便等優(yōu)點(diǎn)。三.中間包加熱方法及效果感應(yīng)加熱示意圖：1—感應(yīng)器；2—鐵芯；3—線圈；4—耐火材料；5—冷卻套；6—溝槽；7—鋼水；8—中間包；9—水口感應(yīng)加熱示意圖：2.等離子加熱在中間包采用專門的電弧發(fā)射器產(chǎn)生高溫等離子體來加熱鋼水。優(yōu)點(diǎn)：A.等離子體發(fā)射器可安裝在中間包上方，使用調(diào)節(jié)方便；B.在加熱過程中，可通過檢測(cè)鋼水溫度、液面高度、拉速等參數(shù)來調(diào)節(jié)輸入功率，精確控制鋼水溫度達(dá)到目標(biāo)溫度值；C.不污染環(huán)境。2.等離子加熱等離子槍加熱裝置1—鋼包；2—水冷壁；3—等離子槍；4—中間包；5—熔池液面；6—中間包車；7—電纜8—支柱9—電源；10—結(jié)晶器等離子槍加熱裝置樹立質(zhì)量法制觀念、提高全員質(zhì)量意識(shí)。12月-2212月-22Friday,December30,2022人生得意須盡歡，莫使金樽空對(duì)月。18:54:4418:54:4418:5412/30/20226:54:44PM安全象只弓，不拉它就松，要想保安全，常把弓弦繃。12月-2218:54:4418:54Dec-2230-Dec-22加強(qiáng)交通建設(shè)管理，確保工程建設(shè)質(zhì)量。18:54:4418:5