中間包冶金研究從70年代開(kāi)始，進(jìn)入80年代日本等國(guó)家針對(duì)中間包進(jìn)行了大量的水模擬實(shí)驗(yàn)。在此期間，中間包冶金技術(shù)取得了迅速的發(fā)展，我國(guó)亦從80年代中期開(kāi)始了中間包冶金方面的研究，涌現(xiàn)了許多中間包冶金新技術(shù)。包括：優(yōu)化中間包及大包長(zhǎng)水口結(jié)構(gòu)，得到合理的中間包流場(chǎng)；中間包內(nèi)吹氬對(duì)鋼水進(jìn)行攪拌，以均勻溫度并使夾雜物上浮；中間包內(nèi)采用等離子等方法加熱鋼水；采用電磁法改變中間包內(nèi)鋼水的流動(dòng)狀態(tài)，使鋼水能夠進(jìn)一步去除夾雜物等技術(shù)。
a) 真空澆注技術(shù)
傳統(tǒng)澆注中，由于中間包和結(jié)晶器存在較大的液位差，鋼液高速進(jìn)入結(jié)晶器時(shí)，可能引起結(jié)晶器液面波動(dòng)，帶來(lái)連鑄坯質(zhì)量問(wèn)題。為了避免結(jié)晶器液面卷渣，生產(chǎn)表面質(zhì)量良好的連鑄坯，英鋼聯(lián)開(kāi)發(fā)了真空中間包澆注技術(shù)。中間包真空澆注技術(shù)是將澆注水口上端部分中間包進(jìn)行密封，建立真空室以減少鋼水進(jìn)入結(jié)晶器的驅(qū)動(dòng)壓力，中間包進(jìn)入真空室的鋼水流量用塞棒進(jìn)行控制。通過(guò)對(duì)塞棒和真空度的控制來(lái)穩(wěn)定中間包和結(jié)晶器液位。此技術(shù)不但可以改善鑄坯質(zhì)量，而且能夠保持連坯產(chǎn)品的一致性、提高澆注工藝的操作水平和適應(yīng)性。連鑄過(guò)程中對(duì)中間包進(jìn)行真空處理的另外一個(gè)目的是脫氣。
b) 長(zhǎng)水口及長(zhǎng)水口吹氬保護(hù)澆注技術(shù)
提高連鑄坯的清潔度的主要任務(wù)就是去除鋼中內(nèi)生夾雜物和防止鋼水污染，二次氧化和鋼液卷渣是污染鋼液的兩個(gè)重要原因，其中鋼水從鋼包流到中間包時(shí)產(chǎn)生的注入流、液—液射流是引起鋼水吸氧和卷渣的主要原因。防止卷吸空氣和渣的重要措施是實(shí)行保護(hù)澆鑄，通常采用長(zhǎng)水口及惰性氣體屏蔽等方法。同時(shí)，通過(guò)注流保護(hù)澆鑄，既可防止注流的二次氧化，又可避免澆注沖擊液面使鋼液裸露而造成的二次氧化，生產(chǎn)高清潔度鋼時(shí)則可綜合采用上述方法。
對(duì)于長(zhǎng)水口保護(hù)澆注進(jìn)行了很多研究，蔡開(kāi)科在中間包渣中加入Ce2O3示蹤劑，第一爐采用長(zhǎng)水口保護(hù)澆注，結(jié)晶器渣中沒(méi)有Ce2O3；在換鋼包時(shí)改用敞開(kāi)澆注，結(jié)晶器渣中Ce2O3含量突然升高，隨著第二爐又采用長(zhǎng)水口保護(hù)澆注，結(jié)晶器渣中Ce2O3含量逐漸減少。
注流卷吸空氣是鋼水二次氧化的主要來(lái)源，生產(chǎn)高潔凈度鋼時(shí)通常采用長(zhǎng)水口吹氬保護(hù)澆注，該技術(shù)成熟，在國(guó)內(nèi)外已經(jīng)取得了相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。
c) 中間包漩渦控制技術(shù)
中間包中存在著一個(gè)重要的流動(dòng)現(xiàn)象，就是在水口處鋼液流出時(shí)產(chǎn)生的匯流旋渦。由經(jīng)驗(yàn)可知，液體由垂直出口向下流動(dòng)時(shí)，當(dāng)液面低于某一臨界高度時(shí)，在水口上方會(huì)形成漏斗形旋渦，這就是匯流旋渦。中間包鋼液流出時(shí)形成的匯流旋渦，能把液面上的渣卷入鋼液內(nèi)部，甚至卷入空氣，增加二次氧化，嚴(yán)重惡化鋼的質(zhì)量。在連鑄更換鋼包時(shí)，經(jīng)常發(fā)生前后鋼包連接區(qū)的鋼坯中的夾雜物指標(biāo)上升，這和匯流旋渦渣卷入鋼液及二次氧化有密切相關(guān)。
英國(guó)鋼鐵聯(lián)合公司于1988年研制成功一種叫做旋轉(zhuǎn)閥（Rotary Valve）中間包鋼流控制體系，它由兩個(gè)耐火材料構(gòu)件和一套操縱機(jī)構(gòu)組成，其特點(diǎn)是下部圓形水口固定，而通過(guò)旋轉(zhuǎn)塞棒控制鋼液流量大小，出鋼口開(kāi)在旋轉(zhuǎn)塞棒的側(cè)面。
實(shí)驗(yàn)證明，使用中間包旋轉(zhuǎn)閥技術(shù)后，不但提高了鋼水收得率，而且鑄坯氧化物含量相對(duì)于定徑水口降低了45％，鋼中非金屬夾夾物含量指數(shù)由90減少到38，減少了水口堵塞，改善了澆注穩(wěn)定性，冶金效果非常明顯。
——本文摘自文獻(xiàn)綜述
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