a) 中间包控流装置
中间包控流装置通常包括挡墙、挡坝、湍流控制器等,材质可以是高铝质、刚玉质、镁质等,从提高钢水洁净度的角度考虑,镁质材料比较好。中间包挡墙、挡坝、湍流控制器要求产品强度高,抗冲刷性及抗渗透性强,抗爆裂性能良好。
挡墙、挡坝对流场有较大影响,中间包内钢液的流动以挡墙为界被分割成两大区域:在长水口附近,挡墙之间,由于钢包注流的冲击,形成了速度高、卷吸严重的区域;在挡墙之外,中间包水口区域,钢液流动相对平静、缓慢。注流区钢液从长水口下落直冲包底,在包底受到阻挡,液流迅速沿包底呈放射状散开,散开的钢液碰到侧墙、挡墙、挡坝后转而向上流动,形成回流。一部分钢水受挡坝的影响沿挡墙、挡坝之间的空隙向上、向侧上方向流动,部分回流钢水冲击挡墙外侧。在挡墙外侧相对平静的流场区域,钢液流速较低,并在渣-钢界面流过较长的距离,有利于钢液中夹杂物上浮。
湍流控制器形状和大小对流场有较大影响,带有缩口的湍流控制器,钢液从长水口达到湍流控制器后,大部分钢流沿水平侧上方向向四周散开,形成一个比较大的回流,减轻了注流区的涡流强度,增长了钢水在中间包内的行程长度,有利于夹杂物上浮。
b) 超声波去除夹杂技术
超声波在介质中传播时具有很强的穿透性且可以产生空化冲击波,在液体介质中传播时可传递很强的能量,能够产生强烈的冲击和空化作用,这些作用可以有效的去除钢液中气体、均匀钢液的成分和温度,并有利于夹杂物的去除。柯留盖和鲁曼里等人最早用超声去除玻璃和有色金属的气体,取得了较好效果; 近年来,随着新型磁致伸缩材料的研制成功,Kuznetsov B.G等人将超声振动应用于方坯和板坯连铸,得到很平滑的铸坯表面,具有细化晶粒和防止偏析作用,但增加了板坯振痕深度;近几年人们对超声波处理溶液中夹杂物的行为进行了研究,通过对超声波进行方向控制达到去除夹杂物的效果。
c) 电磁搅拌(EMS)和电磁制动(EMB)技术
近些年来的研究表明,电磁搅拌在降低钢中非金属夹杂物,特别是粒径小于20µm的非金属夹杂物方面有显著的优越性。电磁制动对结晶器弯月面区域液态金属的运动起到抑制作用,不但可以改善铸坯表面质量,而且有利于夹杂物上浮,缩短夹杂物在结晶器内的运动路径。因而,电磁搅拌和电磁制动技术作为一项冶金新技术,也具有较好的发展前景。
——本文摘自文献综述