中间包的作用

中间包的作用
一中间包的作用是什么？
中间包是一个耐火材料容器，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。

它的作用是：
（1）降低钢水静压力，保持中间包稳定的钢水液面，平衡地将钢水注入结晶器；
（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。

二所谓“中间包冶金”的含义是什么？
随着对钢的质量要求日益提高，开发了各种钢包精炼技术，其目的就是提高纯净度，把钢水净化“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。

因此，不应把中间包看作是简单的钢水过渡容器，而应把它看成为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。

中间包冶金的功能是：
（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、后期钢水温差小于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。

）成分微调。

由中间包塞杆中心孔向结晶器喂入铝、钛、硼等3（．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℃。

中间包钢水停留时间的定义及其意义是什么？
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叫停留时间。

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18t，浇注方坯150×150mm2，拉速v为2.6m/min,则钢水流量Q：
Q = 0.15×0.15×2.6×7.0×4 = 1.638t/min
所以t=18/1.638≈11min
也就是说钢水在中间包停留时间为11min。

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。

中间包加挡墙和坝的目的何在？
由中间包容量与中间包钢水量求出的钢水停留时间称为理论停留时间，然而实际生产中，中间包内钢水流动是不均匀的，有的地方快，有的地方慢，尤其是中间包底部区域存在有不活跃的钢水停滞区，夹杂物上浮困难。

钢水在中间包的实际平均停留时间要比理论的平均停留时间要短些。

为了充分有效的利用中间包容积，促进夹杂物上浮，采取的措施是在中间包加挡墙和坝，其目的：
——消除中间包底部的死区。

——改善钢水流动的轨迹，使流动沿钢渣界面流动，缩短夹杂物上浮距离，有利于渣子吸收。

挡墙的作用还能将钢包注流冲击所引起的强烈涡流限制在局部区
域，防止紊流扩散引起表面波动把渣子卷入钢水内部。

挡墙和坝的位置和尺寸，应结合实际中间包采用水模型试验来决定，然后在生产中应用。

某钢厂3#和4#连铸机10t中间包使用挡墙后，在其他工艺条件不变的条件下，可使中间包钢水夹杂物降低约30%，
铸坯中夹杂减少30～40%。

有的试验指出；中间包使用挡墙和坝以后，提高了钢清洁度水平。

不用挡墙板坯表面铝酸盐夹杂为2.9%，加挡墙为2.1%，使用挡墙和坝，板坯表面夹杂由2.1%减到0.3%。

2中间包什么叫中间包钢水临界液面高度？
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。

中间包液面到了一个临界高度就停止浇注，中间包就有残钢损失，使钢水收得率降低。

如40t中间包连浇4炉后，留下10t钢水，收得率损失0.86%；留下12.5t钢水，收得率损失1.08%。

连浇炉数增加，浇到最低液面而达到最佳收得率，又不卷渣而得到良好的铸坯质量，这是最佳的选择。

钢水收得率损失与铸坯质量两者之间的矛盾处理主要决定于产品质量。

如果产品质量对夹杂物要求很严格，则宁可损失点钢水；如果对质量要求不那么严格，对临界液面高度也就不那么苛刻了。

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。

根据理论临界液面高度，结合所使用中包结构及生产节奏控制情况，可制定中包浇注最低控制液面如本厂：600mm。

中间包钢水流动有哪些特点？
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。

因此，由中间包内钢水流动产生的不稳定状态，会使二次氧化加剧；把渣子卷入钢水内部，严重影响钢的清洁度，为此，应设法减轻由流动带来的害处，采用以下措施：
（1）使用大容量，深熔池的中间包。

（2）钢包到中间包使用长水口，既可保护钢流不受二次氧化，也可减轻钢流冲击区的紊流，防止了卷渣。

（3）设置挡墙和坝来控制流动轨迹，防止冲击区紊流的扩散。

（4）连浇换钢包时，应设法不使液面波动过大。

敞开浇注和长水口浇注对中间包钢水流动有何影响？
中间包保持正常液位，钢包注流为敞开浇注，中间包钢水流动特点是：1）注流冲击区的紊流引起钢水表面波浪运动，容易造成卷渣。

2）
沿钢渣界面有剪切力作用，把渣子卷入内部。

中间包保持正常液位，采用长水口浇注，中间包钢水流动特点是：1）钢渣界面流动剪切力减轻。

2）减轻了注流引起的紊流和波浪运动。

如果中间包加挡墙和坝联合使用，则卷渣有明显的减少。

不管中间包结构如何，引起中间包卷渣的流动是：注流冲击区紊流、钢渣界面的表面波和旋涡流动。

因此，采用长水口浇注、深熔池中间包、加挡墙和坝等是防止卷渣的有效措施。

中间包覆盖剂的作用是什么？
中间包覆盖剂的功能是：1）绝热保温防止散热；2）吸收上浮的夹
杂物（如Al2O3、钙铝酸盐）；3）隔绝空气，防止空气中的氧进入
钢水，杜绝二次氧化。

在中间包加炭化稻壳，可完成上述第1和第3两个作用。

而稻壳个作用。

2灰不能在钢液面形成液渣层，故不能完成第
然而，对于产品质量要求严格的钢种，必须降低钢中非金属夹杂物含量，尤其是Al2O3夹杂，以防止产品出现裂纹、黑线等缺陷。

为此
中间包衬采用碱性耐火材料（镁质绝热板或镁质涂层），中间包采用
双层覆盖渣，即钢水面上熔融保护渣子发挥吸收Al2O3等夹杂的作用，再加稻壳灰起绝热保温作用。

中间包保护渣与结晶器保护渣组成上有所不同，因为中间包衬为碱性，为防止包衬侵蚀太快，保护渣必须有较高的碱度，有良好的吸收夹杂
物能力。

国内某厂中间包用镁质绝热板，中间包保护渣成分为：CaO 39.58%，SiO219.26% ，Al2O313.33%，BaO10.5%，
Caf25.0%，C5.0%。

渣子软化温度1280℃。

浇注过程中，渣子熔化均匀，渣中SiO2 、Al2O3含量有一定的增加，具有良好的吸收夹杂物的能力。

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