[01662534]连铸中间包新型控流装置优化研究与工业实践

连铸中间包控流装置对改善钢水运动路线和夹杂物去除具有重要影响，系统研究控流装置的作用是洁净钢生产中的重要课题。湍流控制器和气幕挡墙是近年来兴起的新型控流装置，其工业化应用还未能得到有力推广。鉴于此，该项目联合本溪（钢铁）集团有限责任公司炼钢厂，通过实验室物理模拟和工业试验，在国内首次实现了在大板坯连铸中间包内同时应用湍流控制器、气幕挡墙、和导流孔隔墙技术。实验室基础研究表明，中间包采用结构和尺寸合理的湍流控制器，最小停留时间可增加50﹪，峰值时间增加70﹪，活塞流体积分率扩大65﹪，死区体积分率减小45﹪左右，且水模实验获得的夹杂物去除率约为21～25﹪。使用湍流控制器还可以起到改善钢水流动状态，防止注流喷溅和吸气的作用，对于连铸非稳态浇注至关重要；气幕挡墙技术是通过在中间包底部安装弥散透气砖吹氩，以实现小气泡去除夹杂物的目标。在双挡墙基础上增设气幕挡墙，最小停留时间变化不大，但峰值时间可延长70﹪以上，死区体积分率可降低2/3左右，避免了中间包温度和成分不均的现象。工业实践表明，使用优化后湍流控制器+双挡墙+气幕挡墙组合，吹氩并未导致中间包钢水温度的明显改变，吹氩一侧铸坯中全氧和氮、氢含量明显低于不吹氩一侧；夹杂物电解和金相观察发现，使用气幕挡墙，钢中小于20μm的小颗粒夹杂物降低了约50﹪，大于30μm的大颗粒夹杂物基本消除，夹杂物控制水平达到国际先进水平。工业实践证明，湍流控制器与气幕挡墙技术是有效可行的，技术较为成熟，安全性良好，不会对钢水产生二次污染，特别使用于高级别钢种（如高级别石油管线钢、深冲IF钢、硅钢等）的浇注，该技术的使用对于提高钢水洁净度具有重要意义。该项目实施以来共为本钢炼钢厂带来累计7，164.3万元的经济效益，具有较大的推广价值。项目于2006年1月通过辽宁省科技厅鉴定，并分别获得中国金属学会、中国钢铁工业协会科技进步三等奖、辽宁省科技进步三等奖、本溪市科技进步二等奖多项奖项。