中间包冶金[1]
连铸工艺之中间包
❖ 中间包长度主要取决于中间包的 水口位置距离，单流连铸机的中 间包长度取决于钢包水口位置与 中间包水口位置之间的距离，多 流连铸机则与连铸机的流数、水 口间距有关。
❖ 中间包的高： ❖ 中间包高度主要取决于钢水在
包内的深度要求，一般中间包 内钢水的深度为 600~1200mm。在多炉连注 时中间包内的最低钢水液面深 度不能小于300mm，以免钢 水产生漩涡，并卷入渣液；另 外，钢水液面至中间包上口之 间应留100~200mm的距离。 ❖ 经验公式： ❖ V中间包=20%~40%V钢包 ❖ 夹杂物上浮时间为8~10分钟
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中间包的结构
❖中间包本体：
❖ 1.中间包壳体是由钢板焊 接而成的箱型结构件
❖ 2.中间包耐火衬由工作层 、永久层和绝热层等组成
❖ 3.中间包包盖的作用是保 温、防止中间包内的钢水 飞溅，减少临近设备受到 罐内钢水高温辐射、烘烤 的影响。
连铸工艺流程简图
连铸中间包
1.中间包的发展史 2.中间包的作用 3.中间的重要参数及构造 4.中间包的使用以及注意事项
中间包的发展史
❖中间包冶金是一项特殊的炉外精炼技术，是从 钢的熔炼和精炼到制成固态连铸坯这个生产流 程中保证获得优良钢质量的关键一环。在连铸 过程中起到重要的作用。已经成为高效连铸必 不可少的重要技术。它对扩大连铸品种﹑增大 连铸比﹑提高铸机作业率﹑掌握浇铸过程的中 间包钢水温度的变化规律﹑优化生产作业﹑顺 利进行多炉连浇﹑改善钢坯质量等均起到重要 作用。
❖ 中间包容量应与存贮钢液 量相匹配，计算公式如下 ：
❖ Q=γDB（t1+t2+t3）vc
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中间包的长、宽、高
中间包冶金技术发展趋势
中间包冶金技术发展趋势随着钢铁行业的发展，中间包冶金技术作为钢铁生产的关键环节之一，也在不断发展与完善。
作为一种优化钢铁生产工艺的技术，中间包冶金技术在提高钢铁质量、降低生产成本、提高生产效率等方面发挥着重要作用。
本文将从技术发展、应用前景、市场需求等方面分析中间包冶金技术的发展趋势。
一、技术发展中间包冶金技术的发展可以分为三个阶段：初期阶段、发展阶段和成熟阶段。
在初期阶段，中间包冶金技术主要是在高炉冶炼和转炉冶炼之间的一个过渡阶段。
在这个阶段，中间包主要是用来除去高炉铁液中的杂质和氧化物，提高铁液的纯度和质量。
发展阶段，中间包冶金技术逐渐成为钢铁生产中的一种重要技术。
随着钢铁生产的发展，中间包的作用也逐渐扩大，不仅可以除去杂质和氧化物，还可以调整铁液的成分和温度，以满足不同钢种的生产需求。
在成熟阶段，中间包冶金技术已经成为钢铁生产的不可或缺的一部分。
随着技术的不断发展，中间包的体积、结构和材料等方面都得到了不断改进和完善，使得中间包的效率和质量得到了极大提高。
二、应用前景随着钢铁生产技术的不断发展，中间包冶金技术也将不断完善和发展。
未来，中间包冶金技术将在以下几个方面得到广泛应用。
1.提高钢铁质量中间包冶金技术可以有效地除去铁液中的杂质和氧化物，从而提高钢铁质量。
随着市场对高品质钢材的需求越来越高，中间包冶金技术将得到更广泛的应用。
2.降低生产成本中间包冶金技术可以通过调整铁液的成分和温度，使得钢铁生产过程更加节能和环保。
同时，中间包冶金技术还可以减少钢铁生产过程中的能源消耗和原材料浪费，从而降低生产成本。
3.提高生产效率中间包冶金技术可以有效地加快钢铁生产的速度和效率，从而提高生产效率。
这对于钢铁企业来说，不仅可以提高生产能力，还可以提高企业的竞争力。
三、市场需求随着市场对高品质钢材的需求越来越高，中间包冶金技术的市场需求也在不断增加。
未来，中间包冶金技术将在以下几个方面得到更广泛的应用。
1.钢铁生产中间包冶金技术是钢铁生产过程中的一个关键环节，未来钢铁生产将更加依赖中间包冶金技术来提高钢铁质量和生产效率。
连铸工艺之中间包
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中间包水口
中间包滑动水口： 中间包采用滑动水口，虽然 有安全可靠，利用实现自动 控制的优点 • 中间包浸入式水口
• 1.中间包滑动水口的认识： • 中间包浸入式水口就是把中间包水口
加长，插入到结晶器钢液面以下一定 的深度，把浇注流密度封起来。 • 2.中间包浸入式水的作用： • 中间包浸入式水口隔绝了注流与空气 的接触，防止注流冲击到钢液面引起 飞飞溅，杜绝二次氧化。
氩，防止水口堵塞 • 3.可以多次使用，减少耐火材
料消耗。
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中间包的烘烤
• 中间包的作用： • 对中间包进行烘烤，可
提高中间包内的耐火衬 温度；去除其中的水分， 可减少中间包内钢水的 温降和热损耗。 • 中间包的烘烤介质： • 燃料介质：燃油类和燃 气类。 • 助燃介质：压缩空气、 鼓风气和氧气等。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1.中间包的作用
• 稳定钢流，减少钢流对结晶 器中初生坯壳的冲刷。
• 储存钢水，并保证钢水温度 均匀。
• 使非金属夹杂物和钢液分离， 上浮。
• 在多流连铸机上，中间包把 钢水分配给各个结晶器，起 到分流作用。
• 在更换钢包时能起间接作用， 从而保证多炉连铸的正常进 行。
2.中间的重要参数及构造
• 重要参数
• 中间包的长：
至中间包上口之间应留 100~200mm的距离。
• 中间包长度主要取决于中间包的水 口位置距离，单流连铸机的中间包
• 经验公式： • V中间包=20%~40%V钢包
长度取决于钢包水口位置与中间包 • 夹杂物上浮时间为8~10分钟
水口位置之间的距离，多流连铸机
则与连铸机的流数、水口间距有关。
• 宿舍长：许文昆
中间包冶金1
● 钢液温度过高，一方面必然使出钢温度提高，使钢质量变差及耐 火材料损耗严重，另一方面限制了连铸机拉速的提高，增加了拉 漏危险等。
● 中间包采用加热技术，使中间包钢液温度 稳定和均匀化，为添加合金，在中间包中 精炼钢水创造了条件，也为稳定铸温、铸 速，有利进行等温、高速、低过热度浇铸 以及实现多炉连浇创造条件，同时为炼钢 炉低温出钢，减少冶炼时间带来了好处。 ● 近十几年来，日本及西方一些国家相继开 发了各种中间包钢水加热技术，主要加热 方法有感应加热和等离子加热两种。
可见，要控制中间包内钢液的二次污染很大 程度上是要控制中间包内的流场。
中间包内基本流动现象
注入流
射流区 汇流漩涡 驻流区
水口出流
改进中间包钢液流动的传统措施
增大中间包容量 挡墙（堰）、坝和导流隔墙
导流隔墙 注流冲击点设置缓冲器
钢液过滤技术
5.中间包夹杂物来源
生产优质钢要求钢液必须洁净，因此中间包中的 夹杂物需要尽量去除。夹杂物的来源如下：
中间包冶金：
● 各种钢包精炼技术的出现，其目的就是提 高钢的纯净度，让钢水净化“干净”些。 而中间包是连铸钢包与结晶器间的一个耐 火材料容器。经过炉外精炼的钢水可以说 是“干净”了，但浇到中间包又可能再污 染，于是，将钢包精炼中采用的措施移植 到中间包，以进一步净化钢液的思想，最 终演化为『中间包冶金』的概念 。
● 等离子加热则是根据了气体被加热到一定 温度后会变成离子状态的原理，利用等离 子体的中心温度(可高达 3000℃) 来加热钢 液。通过使用等离子射流，各个流股的注 入与钢液速度相对应，从而能控制温度， 使得能量集中，加热温度高，且由于采用 惰性气体作为工作气体(屏蔽)不会污染钢水。
采用长水口或套管注入钢液 旋涡控制装置
中间包简介
中间包冶金随着对钢的质量要求日益提高，开发了各种钢包精炼技术，其目的就是提高洁净度，把钢水搞“干净”些。
经过炉外精炼的钢水可以说是“干净”了，但浇到中间包后又可能再污染。
因此，不能把中间包看着是一个简单的钢水过渡容器，而应把它看着是一个连续的冶金反应器，钢包精炼中采用的措施可以移植到中间包，以进一步净化钢液。
为此提出了中间包冶金的概念，受到了人们的重视。
2中间包冶金的功能中间包冶金[1]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，且在生产上去的显著的成效；2、调温功能。
为使浇注过程中中间包前、中、后期钢水温降小，最好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微调，既提高了易氧化元素的收得率，有可避免水口堵塞；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，控制钢水浇注温度在-8℃到+8℃之间。
为了精炼后的钢液由钢包运送到连铸机的结晶器中，在钢包与结晶器之间采用了一个被称为中间包的中间容器。
中间包是上大下小，耐火材料做内衬的矩形容器，其顶部也有一个用耐火材料做内衬的盖。
中间包底部有一个或几个水口，并装有控制钢流量的滑板或塞棒。
中间包通常被划分为两个区域：入口区，常常有一注流箱，钢包中的钢液流入到此区域；出口区，将钢液注入到结晶器。
坝、堰（挡渣墙）和带孔的夹板等各种控流装置安置在中间包的长度方向。
从中间包入口到出口的的路径越长越有利于延长钢液在中间包内停留的时间，促进宏观夹杂的上浮。
采用中间包的目的是将钢液以设计的流量和温度、无夹杂引发的污染、平稳的运输给结晶器。
通过维持中间包内钢液的深度来保持注入结晶器内钢流量的恒定。
中间包——精选推荐
中间包是短流程炼钢中用到的一个耐火材料容器，首先接受从钢包浇下来的钢水，然后再由中间包水口分配到各个结晶器中去。
钢铁作为一种重要的基础原材料，在世界各国的经济发展中发挥着举足轻重的作用。
自18世纪50年代以来，随着贝赛麦转炉和平炉的出现以及大规模的钢铁制造业的兴起，人类社会的文明进步明显加快。
尤其是20世纪以来，钢铁行业的蓬勃发展，成为全球经济和社会文明进步的重要物质基础。
在可以预见的时间范围内，钢铁仍然是世界上非常重要的材料，钢铁材料的综合优异性能使其在主要基础工业和基础设施中仍是不可替代的材料。
钢铁以其成本的竞争力和原料的高储备量、易开采、易加工以及良好的再生利用性，仍将作为全球性的主要基础原材料。
在钢铁工业的发展进程中，其基本原理并没有出现根本性的变化，但钢铁生产工艺流程中各工序的技术形成以及工程的组成内涵则发生了巨大的变化，从而使钢厂结构模式及制造流程发生了深刻变化。
20世纪50年代，作为钢铁工业革命标志的连铸技术发展起来，其特点是过程速度快，投资集中，技术日趋完善。
1970年全世界连铸比仅为5.6%，而到1990年全世界连铸比已达到62.4%，一些工业发达国家的连铸比超过了95%。
近年来世界上许多炼钢厂相继以全连铸生产取代了模铸生产，到1994年实现全连铸的国家已达24个。
通传统的模铸相比，连铸具有提高金属收得率和降低能量消耗的优越性，而减少金属资源和能量的消耗是符合可持续发展要求的。
全连铸的实现使炼钢生产工序简化，流程缩短，生产效率显著提高。
中间包是炼钢生产流程的中间环节，而且是由间歇操作转向连续操作的衔接点。
中间包作为冶金反应器是提高钢产量和质量的重要一环。
无论对于连铸操作的顺利进行，还是对于保证钢液品质符合需要，中间包的作用是不可忽视的。
通常认为中间包起以下作用：1、分流作用。
对于多流连铸机，由多水口中间包对钢液进行分流。
2、连浇作用。
在多炉连浇时，中间包存储的钢液在换盛钢桶时起到衔接的作用。
中间包冶金
• 3）减轻大包开浇和更换时大包注流冲击中间
包钢水造成的钢水飞溅，减少中间包衬的侵蚀
。
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湍流控制器结构
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湍流控器结构简图
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2.4 中间包吹氩
• 在中间包一定的位置吹入微小的氩气泡 ，在该位置上形成气幕隔墙，既可以改 善中间包流体的流动特性，气幕又可以 对夹杂物起到隔离作用，阻止夹杂物流 到中间包水口侧。与小气泡碰撞的大、 小夹杂物，将被气泡带到钢液面上，进 入到覆盖渣中，有利于钢水中的夹杂物 上浮分离，提高中间包的夹杂物去除能 力。
• 3）使流过坝的钢水产生指向钢液表面的流动 ，缩短夹杂物的上浮距离，有利于夹杂物上浮 去除和顶渣捕获夹杂物。
• 在中间包中，坝精选和可编堰辑pp常t 常是一起使用， 以获得 15
2.3 中间包采用导流隔墙及过滤 器
• 导流隔墙是在中间包将上下游完全隔开的挡墙 ，并在上面设置若干个不同尺寸和倾角的导流 孔。钢液根据需要的方向流过导流孔，其通过 导流隔墙后的流速和方向由孔的大小和倾角决 定。
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2.2 中间包采用堰和坝
• 在中间包中安置堰和 坝，可以有效改变钢 液流向，延长钢水停 留时间，有利于夹杂 物的上浮。中间包采 用典型的堰、坝结构 如图。
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• 堰，又称挡渣堰或上挡墙。横跨整个中间包宽 度，从钢液面上部延伸至距中间包底部一定距 离，钢水可从其下方流过。其在中间包的作用 是：
• 大的最小停留时间；
• 小的死区体积；
• 大的活塞流体积与死区体积之比和较 大的活塞流体积与混合流体积之比；
• 有指向表面的流动；
• 平静的渣层；
文献综述_中间包主要结构概述
：中间包主要结构概述摘要:随着炼钢技术的不断发展，对连铸钢的清洁度和铸坯质量的要求也越来越高。
中间包内钢液的流动状态，对延长钢水在中间包内的停留时间，减少卷渣和改善夹杂物的上浮去除有着重要的作用，直接影响着连铸坯的质量。
包内钢液的流动状态，对延长钢水在中间包内的停留时间，减少卷渣和改善的上关键词:中间包；物理模拟；数学模拟；控流装置; 结构1 概述中间包是钢水连铸工艺中一个不可缺少的重要容器，也是炼钢工艺中的最后一个容器，主要起稳定钢水流量、去夹杂、分流和保证钢水连续浇铸不断流的作用。
其是短流程炼钢中用到的一个耐火材料容器，首先接受从钢包浇下来的钢水，然后再由中间包水口分配到各个结晶器中去。
按照中间包功能结构可分三个部分：一是衬体部分，它包括中间包的容器底部和侧壁用耐火材料，通常由保温层、永久衬、工作衬和冲击垫组成，这部分是中间包用耐火材料中用量最大的；二是滤渣部分，包括挡渣墙、挡渣堰、稳流器、气幕、陶瓷过滤器等，主要功能为去渣，净化钢水，提高钢材质量；三是控流部分，由塞棒、定径水口、浸入式水口和滑动水口组成等，是中间包的功能部件，控制钢水浇铸速度，以满足生产需求。
近二十年来，随着连铸工艺的改进，连铸比的提高，钢包的大型化和炼钢效率的提高等，中间包用耐火材料有了很大的发展。
2 中间包的作用通传统的模铸相比，连铸具有提高金属收得率和降低能量消耗的优越性，而减少金属资源和能量的消耗是符合可持续发展要求的。
全连铸的实现使炼钢生产工序简化，流程缩短，生产效率显著提高。
中间包是炼钢生产流程的中间环节，而且是由间歇操作转向连续操作的衔接点。
中间包作为冶金反应器是提高钢产量和质量的重要一环。
无论对于连铸操作的顺利进行，还是对于保证钢液品质符合需要，中间包的作用是不可忽视的。
通常认为中间包起以下作用：2.1 分流作用对于多流连铸机，由多水口中间包对钢液进行分流。
2.2 连浇作用在多炉连浇时，中间包存储的钢液在换盛钢桶时起到衔接的作用。
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中间包冶金[1]
坝，又称导流坝或下挡墙。横跨整个中间包宽度，从中 间包底部向上延伸至距钢液面之下一定距离，钢水从 其上流过。它具有以下的作用：
1）可以防止中间包短路流的形成，延长钢水在中间包内 的流动距离，增加钢水在中间包的停留时间。
2）可以将钢包注流的冲击限制在冲击区内，降低钢水的 水平流动速度。
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中间包冶金[1]
堰，又称挡渣堰或上挡墙。横跨整个中间包宽度，从钢液面上部延 伸至距中间包底部一定距离，钢水可从其下方流过。其在中间包 的作用是：
1）可以控制钢包注流冲击区的大小，控制钢包注流对中间包钢水 的搅拌强度，促进夹杂物碰撞和粘结成大颗粒，以便使小颗粒夹 杂物聚合成大颗粒上浮去除。
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中间包冶金[1]
2） 促进夹杂物去除技术
增大中间包容量; 中间包内的控流装置; 中间包气体吹洗—吹氩技术; 中间包使用合适的覆盖剂;
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中间包冶金[1]
3 ）相关技术的发展
中间包喂丝技术; 中间包加热技术; 连续测温技术;
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中间包冶金[1]
中间包控流装置演变的历史可划分为 4 个时期：
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中间包冶金[1]
中间包容量对钢水清洁度的影响
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中间包冶金[1]
2.2 中间包采用堰和坝
中间包内采用堰(weir)和 坝(dam)作为控流装置是 最普遍的应用技术措施之 一，是最简便而有效的净 化钢液的方法。在中间包 中安置堰和坝，可以有效 改变钢液流向，延长钢水 停留时间，有利于夹杂物 的上浮。中间包采用典型 的堰、坝结构如图。
3）使流过坝的钢水产生指向钢液表面的流动，缩短夹杂 物的上浮距离，有利于夹杂物上浮去除和顶渣捕获夹 杂物。
在中间包中，坝和堰常常是一起使用， 以获得理想的中 间包钢水的流动和冶金效果。
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中间包冶金[1]
2.3 中间包采用导流隔墙及过滤器
导流隔墙(baffle)是一个在中间包将上下游完全隔开的 挡墙，并在上面设置若干个不同尺寸和倾角的导流孔。 钢液根据需要的方向流过导流孔，其通过导流隔墙后 的流速和方向由孔的大小和倾角决定。
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中间包冶金[1]
中间包的作用
减小钢水静压力，使中间包的注流稳定——稳流作用； 在两流以上的多流连铸机中，中间包起到分配器的作用——分流作
用； 在多炉连浇中，储存一定量的钢水，保证换包时不至于停浇——连
浇作用。 此外，中间包还是一个半连续的钢水精炼容器，具有以下的精炼功
能： 防止钢水二次氧化和吸气； 改善钢水流动状态，防止卷渣，促进钢水的夹杂物上浮； 钢水成分微调； 夹杂物形态控制； 精确控制钢水过热度。
2）可以将随钢包注流进入中间包的炉渣挡在注流钢包注流冲击区 内，防止从钢包卷入到中间包的渣子流入到中间包水口侧，减少 钢水因钢包卷渣造成的二次污染。
3）可以将大包注流冲击引起的中间包钢水表面波动限制在堰的上 游，稳定堰的下游中间包钢水液面，有利于减少因表面卷渣、二 次氧化和机械冲刷所产生的夹杂量。
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(1) 20 世纪 70 年代，开始在中间包内安置堰 和坝；
(2) 20 世纪 80 年代，中间包开始使用导流隔 墙、过滤器；
(3) 20 世纪 90 年代中期，中间包开始使用湍 流控制器；
(4) 近年来，在中间包内开始研究和应用气幕隔 墙技术。
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中间包冶金[1]
为了有效地去除中间包钢水中的非金属夹杂物， 中间包内的钢水流动应具有以下的流动特征： 大的最小停留时间；
小的死区体积；
大的活塞流体积与死区体积之比和较大的活塞 流体积与混合流体积之比；
有指向表面的流动；
平静的渣层； 有限的混合区。
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中间包冶金[1]ห้องสมุดไป่ตู้
2.1大容量中间包
中间包容量影响到中间包液面高度和中间包钢水 在包内的停留时间。大容量中间包可以保证换 钢包时中间包钢水处于相对稳定状态，防止卷 渣，这对生产表面质量和内部质量要求高的产 品如深冲钢和汽车板尤为重要。为了不发生卷 渣，中间包钢水必须在最小深度以上操作。北 美 20 世纪 80 年代以后投产使用的中间包容 量均为 45t 以上，其中最大的中间包容量为 70t。日本的中间包容量均在 60t 以上，最 大的中间包容量达 84t。
中间包冶金
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2020/11/7
中间包冶金[1]
1中间包冶金发展的概况 2中间包冶金技术 3中间包结构物理模拟方法 4中间包吹氩气体净化技术
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中间包冶金[1]
1中间包冶金发展的概况
“中间包冶金” 概念是在 20 世纪 80 年代初期被提出来 的，中间包冶金是一项特殊的炉外精炼技术，是从钢 的熔炼和精炼到制成固态连铸坯这个生产流程中保证 获得优良钢质量的关键一环。在连铸过程中起到重要 的作用。随着高效连铸的推进，中间包冶金技术已经 成为高效连铸必不可少的重要技术。它对扩大连铸品 种﹑增大连铸比﹑提高铸机作业率﹑掌握浇铸过程的 中间包钢水温度的变化规律﹑优化生产作业﹑顺利进 行多炉连浇﹑改善钢坯质量等均起到重要作用。
导流隔墙的作用是，当钢水通过导流隔墙时，将中间包 的湍动流动限制在一定的范围内，可产生指向钢液表 面的流动，以促进夹杂物与顶渣接触的机会，有利于 去除夹杂。导流隔墙在中间包中可以起到堰坝组合相 同的或优于堰坝组合的作用。
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中间包冶金[1]
过滤器(filter)为带有微孔结构材料的隔墙，它横跨整个 中间包宽度，从钢液面上方一直延伸到中间包底部， 钢水从微孔流过。其作用有，在中间包的钢水中，直 径大于 50μm 的大颗粒夹杂物可以采取简便的净化 措施将它们与钢水分离从而使它们上浮排除。但直径 小于 50μm 的夹杂物因其上浮速度很小而难以去除。 过滤器就是用来捕捉这些小颗粒夹杂物，以净化钢水。 但过滤器因微孔容易堵塞，钢水通过过滤器的流量小 和成本高，在应用上受到限制。
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中间包冶金[1]
2中间包冶金技术
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1.长水口 Ar 封 2.密封盖 3.内衬耐火材料 4.挡墙和坝 5.过滤器 6.Ar 气吹洗装置 7.覆盖剂 8.钢包下渣监测系统 9.加热装置 10.塞棒吹氩
中间包冶金[1]
1 ）防止钢水再污染技术
钢包到中间包水口保护浇注; 防止钢包到中间包卷渣技术; 防止钢水与内衬耐火材料反应; 中间包加盖密封技术;