中间包基础知识及在炼钢中的作用

中间包基础知识及在炼钢中的作用

中间包在整个炼钢过程中作用接受从钢包浇下来的钢水，在由中间包水口分配到各个结晶器中。其中也会说道，中间包的冶金功能、中间包容量增大原因、中间包页面临界高度，中间包页面临界高度，中间包内钢水流动特点等，下边给大家一一详细说明。

一、中间包作用是：

(1)降低钢水静压力，保持中间包稳定的钢水液面，平稳地把钢水注入结晶器;

(2)促使钢水中的夹杂物进一步上浮，以净化钢液;

(3)分流钢水。对多流连铸机，通过中间包将钢水分配到各个结晶器;

(4)贮存钢水。在多炉连浇更换钢包时不减拉速，为多炉连浇创造条件。可见，中间包的作用主要是减压、稳流、去夹杂、贮存和分流钢水。

二、中间包的冶金功能

① 净化功能。为生产高纯净度的钢，在中间包采用挡墙加坝、吹氩、陶瓷过滤器等措施，可大幅度降低钢中非金属夹杂物含量，且在生产上已取得了明显的效果。

② 调温功能。为使浇注过程中中间包前、中、后期钢水温度小于5℃，接近液相线温度浇注，扩大铸坯等轴晶区，减少中心偏析，可采取向中间包加小块废钢、喷吹铁粉等措施以调节钢水温度。

③ 成分微调。由中间包塞杆中心孔向结晶器喂入铝、钛、硼等包芯线，实现钢中微合金成分的微调，既提高了易氧化元素的收得率，又可避免水口堵塞。

④ 精炼功能。在中间包钢水表面加入双层渣吸收钢中上浮的夹杂物，或者在中间包喂钙线改变Al2O3夹杂形态，防止水口堵塞。

⑤ 加热功能。在中间包采用感应加热和等离子加热等措施，准确控制钢水浇注温度在3~+5℃。钢水在中间包内的理论停留时间国内钢包注流进入中间包到流入结晶器路程中，钢水在中间包所经历的时间。它的定义是：t =V/Q 式中t-钢水在中间包的停留时间，min;V-中间包钢水容积或钢水重量，m3或t;Q-中间包钢水流量，t /min。如中间包钢水重量为15吨，浇注板坯200×1200mm，拉速V为1.5m/min，则钢水流量Q：Q=0.2×1.2×1.5×7.0= 2.52 t /min 所以t =15 /2.52 = 6min也就是说钢水在中间包停留时间为6min。如果在中间包内钢水很快的从水口流到结晶器内，则夹杂物就来不及上浮。总的原则是：在中间包内钢水停留时间越长，则夹杂物就有充分时间上浮，钢水就越干净。为增加钢水停留时间，有效的办法就是采用大容量、深熔池的中间包。60年代中间包容量一般为6吨，现在最大为80吨。应根据钢包容量，尽可能把中间包容量选大一些，采用大容量，深熔池中间包是当前发展的趋势。

三、中包容量增大的原因

(1)延长钢水在中间包内的停留时间，有利于夹杂物上浮;

(2)换钢包时不减拉速，保持中间包浇注稳定，防止液面低于临界值产生旋涡，卷入渣子到结晶器;

(3)整个浇注过程中，钢液面稳定，有利于操作顺行;

(4)中间包容量增大有利于减少金属损失，降低操作费用。所以，用大型中间包浇注比小中间包有明显优点，更能生产清洁钢，产品表面和内部质量好，避免了小中间包钢水不稳定状态时产生的缺陷。

四、中包液面临界高度

从生活经验可知，在一个容器中放满水后，水从底部孔流出，当液面降到一定高度后，在出水孔上方产生了旋涡。这种现象在中间包也同样存在。临界高度有两种情况：一是开浇前中间包钢水充满到多高而开浇;二是到浇注末期钢液面降到多高时停止浇注。两者都存在一个临界高度，如果低于临界高度，钢水面就会产生旋涡把渣子卷入结晶器，使钢中夹杂物增加，以致使产品报废。临界液面高度可通过水模型试验观察来决定。根据中间包容量不同，钢液面下降临界高度一般为200~300mm。

五、中包内钢水流动特点

一般用流动速度、流动轨迹和紊流强度来描述流体流动特征。

中间包流动特点：

(1)钢包注流相当于一个“喷射泵”的作用，把周围空气卷入到中间包钢液中而破裂为很小的气泡，形成附加环流，加重了钢水的二次氧化;

(2)钢包注流进入中间包的冲击区，是一个高度紊流的区域，容易造成卷渣;

(3)形成旋涡。浇注末期，中间包液面降到临界高度时，在水口上方形成旋涡，把渣子卷入结晶器，同时，中间包注流不稳定，搅动了结晶器钢液的流动;

(4)表面波形成。在开浇、换钢包和浇注末期中间包钢液面不稳定时，容易产生表面波而导致把渣子卷入钢水内部。