中间包冶金[1]

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。

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。

简述中间包是个耐火材料容器，从钢包浇下来的钢水由中间包水口分配到各个结晶器中。

连铸具有提高金属收得率和降低能耗的优越性，使炼钢生产工序简化，流程缩短，生产效率显著提高。

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。

3、减压稳流作用。

盛钢桶内液面高度有5—6m，冲击力很大，在浇铸过程中变化幅度也很大。

中间包液面高度比盛钢桶低，变化幅度也小得多，因此可用来稳定钢液浇铸过程，减小钢流对结晶器凝固坯壳的冲刷。

4、保护作用。

通过中间包液面的覆盖剂，长水口以及其他保护装置，减少中间包中的钢液受外界的污染。

5、清楚杂质作用。

中间包作为钢液凝固之前所经过的最后一个耐火材料容器，对钢的质量有着重要的影响，应该尽可能使钢中非金属夹杂物的颗粒在处于液体状态时排除掉。

中间包工艺要求：1、散热好，面积小2、保温性能好，外形简单3、水口的大小与配置满足铸坯断面、流数和连铸机布置形式4、便于浇注、清包和砌砖5、长期高温下的结构稳定性。

中间包的总体结构连铸机上均采用底铸式中间包。

它由包体、包盖、塞棒和水口等几部分组成，有长圆形、椭圆形以及三角形等。

1.包体和包盖包体包括包壁和包底。

包壁有外壳和内衬组成。

外壳一般用12—20mm厚的钢板焊成，易于制造。

或用铸钢结构，刚性好但重量较大。

外壳上设有吊放罐用的吊钩（环）、安放对准用的支架和供烘烤罐时散发水蒸气用的排气孔。

内衬由耐火砖砌成，其内应有一定的倒锥度，以便清渣和砌砖牢固。

内衬主要包括：工作层，永久层为30~40mm左右，用粘土砖砌筑；工作层如用耐火砖（粘土质、高铝质等）砌筑时厚度在100mm以上，用绝热板砌筑时视绝热板的厚度而定，一般在30~40mm左右。

连续铸钢生产期末复习资料1、中间包有什么作用？什么是中间包冶金？中间包冶金有什么功能？如何实现？答：中间包的作用主要是贮钢、去渣、减压、稳流、分流。

中间包冶金是将钢包精炼的功能移植到中间包中进行的一种提高钢材质量的冶金手段。

中间包冶金功能有：（１）净化功能，主要通过增设挡墙加坝、吹氩、采用陶瓷过滤器等措施，大幅度地降低钢中非金属夹杂物含量；（２）调温功能，可通过向中间包加小块洁净废钢、喷吹铁粉以调节钢材温度；（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，提高了易氧化元素的收得率，又避免了水口堵塞；（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；（５）加热功能，在中间包内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2、结晶器电磁搅拌器有那些作用？答：提高铸坯急冷层致密度；减少表层非金属夹杂物；增加等轴晶区比率；减轻偏析、疏松；不产生“负偏析白亮带”。

冲洗凝固前沿，防止夹杂卷入造成皮下夹杂。

皮下夹杂易在产品表面产生条状裂纹。

加速过热度的消失，增加铸坯等轴晶区。

3、简述连铸坯的凝固特征？答：(1)连铸坯的冷却过程为强制冷却过程。

从结晶器到二次冷却区甚至冷床均为强制冷却，冷却强度大。

同时铸坯的冷却可控性强，通过改变冷却制度在一定程度上可以控制铸坯的结构。

(2)连铸坯边下行，边传热，边凝固，因而形成了具有很长的液相穴，板坯有的可达20多米(3)连铸坯的凝固是分阶段的凝固过程。

(4)由于连铸坯不断向下运动，所以铸坯的每一部分通过铸机时，外界条件完全相同，因此除头尾之外，铸坯长度方向上的结构较均匀一致。

4、铸坯在凝固及冷却过程中由于受3种应力的作用，常使铸坯产生裂纹缺陷，请简述这三种应力的产生原因及消除措施？答：铸坯在凝固及冷却过程中主要产生热应力、组织应力及机械应力的作用，当铸坯所承受的拉应力超过该部位钢的强度极限和塑性允许的范围时，就会产生裂纹。

优化中间包结构去除氧化物夹杂中间包作为连铸过程控制钢液清洁的关键环节，在现代炼钢生产中扮演着日益重要的角色。

中间包除了实施钢水分配、稳定注流和保证连浇的基本功能外，还可以作为钢水的精炼容器。

通过中间包冶金，可以防止钢水二次氧化和吸气、改善钢水流动状态、防止卷渣和促进夹杂物上浮、微调钢水成分、控制夹杂物形态和精确控制钢水过热度。

如果中间包结构设计不合理，就难以在中间包内去除夹杂物。

因此，为提高钢液质量，要求中间包具有消除大型外来夹杂物、避免内生夹杂物聚集长大及可在钢液传送过程中去除任何残余夹杂物等功能。

合理的中间包外形设计和内腔结构布置不仅是连浇过程中稳定连铸机和连续操作的关键因素，而且在去除钢液中夹杂物、提高铸坯质量、获得高附加值产品方面发挥着重要作用。

1中间包钢液氧化物夹杂的来源及去除机理中间包钢液中氧化物夹杂有外来夹杂和内生夹杂两种。

内生夹杂物主要是脱氧产物，是钢中的合金化元素与溶解在钢水中的氧以及硫、氮的反应产物。

内生夹杂物数量多，颗粒较小(一般小于10um)，分布较均匀，成分简单，对钢的质量危害较小。

外来夹杂物是指从炼钢到浇注的过程中，二次氧化产物和机械卷入钢中的各种氧化物。

外来夹杂物数量少，尺寸较大，多在30一300um，成分复杂，在钢中呈偶然分布，对钢质危害大。

去除中间包钢液夹杂物的方式主要有上浮、相互碰撞长大上浮和黏附包内耐火材料去除法等，这都与钢液的流动密切相关。

夹杂物上浮速度可粗略用Stockes公式表示V 1=gD12(Ps-P1)∕18u (1)式中，V1为夹杂物上浮速度,cm／min；D1为夹杂物的粒径，cm；Ps为钢液密度，7.0 g／cm3; P1为夹杂物密度，3.5g／cm3；u为钢液黏度，1600℃时为0.05 g／cm·s2；g为重力加速度，980 cm／s2。

夹杂物从中间包底部上浮到钢渣界面所需时间tft f =L/ V1(2)式中,L为中间包钢液的高度，cm。

题纲一、连铸系统流程二、转炉基础知识三、钢包基础知识四、中间包基础知识五、中间包永久层用耐火材料——浇注料及施工方法六、中间包工作层用耐火材料——干式料及施工方法七、冲击区——稳流器、冲击板和挡渣墙八、快换机构九、快换水口十、塞棒十一、浸入式水口一、连铸系统流程转炉出钢——大包吊运至回转台——回转台回转——大包开浇——中包开浇——连铸机出坯。

连铸系统工艺图二、转炉基础知识三、钢包基础知识大包烘烤大包回转台四、中间包基础知识中间包外形示意图中间包剖面示意图钢包浇注现场使用中的中间包1、中间包的作用：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。

其作用是：（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。

2、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。

为使浇注过程中中包前中后期钢水温度差小于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。

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℃。

3、中包内钢水流动特点（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。

冶金过程水模拟【实验性质】综合性实验；学时：41.1实验目的中间包是炼钢连铸生产流程的中间环节，是连接钢包和结晶器之间的过渡容器，是由间歇操作转向连续操作的衔接点，随着连铸技术水平的不断提高，中间包对于精炼和提高铸坯质量方面的作用越来越明显，已经由普通的过渡容器发展为多功能连铸反应器。

中间包现在的冶金作用不仅是储存和分配钢包钢水，而且还通过控流装置，调整钢液流动状态，从而达到均匀温度和促进非金属夹杂物上浮的效果。

中间包控流技术包括：增大中间包容量、挡墙挡坝及导流孔的应用、湍流抑制器、过滤装置、使用塞棒、中间包吹氩等。

本实验通过改变中间包挡墙和坝大高度或位置来改变钢液流动状态，促进钢液中夹杂物的上浮去除，延长钢液在包内的平均停留时间，提高铸坯的质量。

本实验要达到以下目的：（1）用KCl作示踪剂，采用“刺激—响应”的方法测得不同控流装置条件下水的RTD（Residence Time Distribution, 停留时间分布）曲线，通过分析该曲线，确定中包内控流装置的最佳配合，从而达到在实际生产中促进夹杂物上浮，均匀钢液温度的目的。

（2）用水模拟钢液，用墨水作示踪剂，直观地表现出钢液在中间包内的流动情况；1.2实验基本原理本实验中用水模拟钢液，用有机玻璃模型模拟实际中间包。

这是因为水易于操作且20℃水的运动粘度与1600℃钢液的运动粘度相当，其各自的物理性质如表1.1表1 20℃水和1600℃钢液的物性参数本实验以相似原理为理论基础，要保证模型与实型的相似，必须满足几何相似，动力相似，才能保证运动相似。

中间包内钢液的流动，是液体在重力作用下从大包水口流入中间包内，然后从中间包水口流出。

在这种情况下，可视为粘性不可压缩稳态等温流动。

中间包中的钢液流动主要受粘滞力、重力和惯性力的作用，为保证原型与模型的运动相似，需要采用雷诺数、弗鲁德数同时相等。

雷诺数 Re＝ρuL/μ，（1）弗鲁德数 Fr＝u2/ gL，（2）其中：ρ：密度；L：长度；u：流速；μ：粘性系数； g：重力加速度。

转炉炼钢名词解释答1．同素异构转变答案：固态金属在不同的温度和压力下具有不同的晶格的现象称为同素异构现象，具有同素异构现象的金属随温度的变化发生晶格形式的转变，称为同素异构转变。

2．韧性答案：是材料塑性变形和断裂全过程中吸收能量的能力，是材料强度和塑性的综合表现，可以用材料在塑性变形和断裂全过程中吸收能量的多少表示韧性。

3．双相钢答案：是指低碳钢和低碳低合金钢经临界区处理或控制轧制而得到的主要由铁素体4．固溶强化答案：采用添加溶质元素使固溶体强度升高的强化机制，是通过改变材料的化学成分来提高强度的方法，其强化的金属学根底是由于运动的位错与异质原子之间的相互作用的结果。

5．塑性〔重点〕答案：是指金属材料在静载荷的作用下产生永久变形而不破坏的能力。

6．什么叫钢的同素异构转变？答案：钢是铁与碳的合金。

铁在不同的温度围呈现不同的晶格形式，对碳有不同的溶解能力。

因此，钢在固态随温度发生变化，其晶格形式发生转变，其物理性质也不同，称这种现象为钢的同素异构转变。

7．什么叫完全退火？什么叫再结晶退火？答案：完全退火是将钢加热至Ac3以上20～30℃，经完全奥氏体化后进展缓慢冷却，以获得近于平衡组织的热处理工艺。

再结晶退火是把冷却变形后的金属加热到再结晶温度以上保持适当时间，使变形晶粒重新转变为均匀等轴晶粒而消除加工硬化的热处理工艺。

8．超声波探伤答案：是利用超声波的物理性质检验低倍组织缺陷，用这种方法可直接检查钢材的部缺陷，例如检验锅炉管，还可检查大锻件的部质量。

9．塑性变形〔重点〕答案：物体受外力作用而产生变形，当外力去除后，物体不能够恢复其原始形状和尺寸，遗留下了不可恢复的永久变形，这种变形称为塑性变形。

56．共析转变10．韧性〔重点〕答案：是材料塑性变形和断裂全过程中吸收能量的能力，它是强度和塑性的综合答案：一定成份的固溶体，在某一恒温下，同时析出两种固相的转变称为共析转11．再结晶答案：冷加工变形金属加热到一定温度(再结晶温度对纯金属而言一般认为T再≥0.4Tm)以后，在原来变形的金属中重新形成新的无畸变等轴晶，这一过程叫金属的再结晶。