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      滑动水口:长水口的工艺操作与保护浇注的关系

      点击次数:   更新时间:20/12/11 13:48:12     来源:关闭分    享:
      长水口的工艺操作也与保护浇注的效果紧密相关,主要体现在长水口在中包熔池的浸入深度和水口的对中(倾斜)问题。
      1、长水口的浸入深度
      使用喇叭型长水口开浇时,通常将其浸入中包熔池一个较浅的液位,然后打开滑板实现浸入式开浇。稳态浇注时,长水口的浸入深度由中包熔池深度、长水口长度和钢包的位置共同决定。从流体力学的角度考虑,长水口的浸入深度主要决定长水口射流湍动能的耗散位置。具体来讲,长水口的射流速度大于中包熔池内任意区域的流速,射流冲击到中包后与熔池内钢液混合,湍动能得到耗散和减小。当浸入深度较浅时,射流耗散的位置接近熔池表面,会引起中包液面的波动,甚至将覆盖剂卷入中包熔池内。当长水口浸入深度较深时,湍动能耗散的位置偏下,对中包底部耐材的冲刷会加重,同时向上返流的速度也会加大,可能将覆盖剂渣面排开,形成较大的渣层裸露。此外,长水口的浸入深度还影响着整个中间包的熔池混匀情况;随着长水口浸入深度的增加,中间包死区和活塞区体积呈减小的趋势,而混合区体积呈增加的趋势。
      2、长水口的偏斜问题
      理想状况下是希望长水口能够垂直对中,且与钢包下水口的连接能够密封紧实。然而,实际生产中,钢包、回转台和中间包等都属于重型机械,其绝对的水平定位控制有一定难度,下水口的频繁更换和水平移动以及长水口碗部的损耗等因素都容易导致长水口的偏斜。长水口偏斜程度会因工况而不同,但偏斜发生的比例较高,可达90%以上,是连铸生产中一个不可忽略的问题。
      长水口偏斜的危害主要体现在四个方面:
      第一,碗部连接处容易密封不佳会导致空气吸入或局部应力过大而损坏长水口;
      第二,可能导致长水口的局部冲刷侵蚀和热应力过大;
      第三,长水口出口射流偏斜会增加对中包液面的切应力,从而增加卷渣和渣层裸露的风险;
      第四,严重的长水口偏斜可能将射流冲击到中间包的无湍流抑制器区域,造成严重的中包底部冲刷侵蚀和短路流的形成。
      为了改善长水口的偏斜问题,首先可以从机械结构的设计入手,替换双板式为三板式滑动水口结构,这一设计可以避免下水口水平移动导致的偏斜问题。然而,三板式的结构成本稍高,在浸入式水口中的应用更为广泛。从连铸操作工艺角度,可以通过尽可能地减少钢包更换的时间或者在上一炉浇注结束时将中间包液位提升,从而缓解低液位时长水口偏斜带来的严重污染。另外,自动化和智能化识别技术是解决该偏斜问题的一个有效手段,其结构在一定程度上可以缓解长水口的偏移问题。


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