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shrouded casting
简介
对连续铸钢过程中裸露于空气中的钢液采取保护，以避免钢液被空气二次氧化的一种重要的技术措施。钢液被二次氧化的区段包括盛钢桶注流、中间罐钢液面和注流、结晶器钢液面。对上述4个区段全面实施保护浇注，实质上即是在隔绝空气的条件下浇注，故又称无氧化浇注。连铸钢水的二次氧化，是钢中大型夹杂物的重要来源。特别是在连铸不锈钢和铝镇静钢等含有较高的易氧化元素的钢时，如不采取保护浇注措施都将导致严重的二次氧化，致使最终产品出现条痕、发纹、分层及冷轧板卷的开裂等缺陷，同时降低了合金元素，特别是铝的回收率。注流被空气二次氧化的程度，取决于注流下落的高度及下落速度、水口直径和紊流度。
保护浇注分为盛钢桶到中间罐和中间罐到结晶器两个部分。
盛钢桶到中间罐的保护 无论何种保护型式(见图1)，都有其固有的优缺点，但都有利于改善钢的洁净度，具有防止钢水飞溅、减少辐射热和改善劳动条件的作用。其中保护管式(长水口)与中间罐浸入式水口类似，由于它操作简便，费用较低，因而受到世界各国的普遍重视，应用甚广。为了克服高速注流产生的负压导致接缝吸气，可向保护管的连接处通入氩气密封(图lc)，使注流始终处于低氧含量的保护气氛之中。保护罩式虽然可以获得良好的效果，但要消耗大量的氩气(50～100m3/h)。保护管的材质主要有熔融石英和Al2O3-C质两种。材质的选择可根据浇注钢种和操作条件而定。保护效果主要依据保护气氛中的含氧量评定。一般含氧小于1.0%，其最大目标值为0.2%。其次，良好的保护应使钢中酸溶铝损失减少;含氧降低，并能防止钢液增氮。连铸钛稳定不锈钢时结晶器液面上漂浮的渣壳，主要与浇注过程中随钢液的二次氧化带入的氮气有关。
图1 盛钢桶钢流深护的各种型式
a、b、c—保护管式;d—保护罩式;e、f——气体保护式
1—盛钢桶;2一滑动水口滑板;3—保护管;4—中间罐覆盖剂;
5—中间罐;6—灼氧孔;7—保护罩
中间罐到结晶器的保护 应用最为广泛的是浸入式水口保护渣浇注(图2a)。对小断面铸坯由于使用浸入式水口的困难，可使用气体保护(图2b、c)。但使用密封罩后，对观察结晶器液面、捞取液面上的浮渣、处理钢流的各种异常现象等均感不便。20世纪70年代末期，康卡斯特(CONCAST)公司发明了用液氮保护的康斯帕尔法(c()NSPAL—Concast Surface ProtectionAir Liquide)，适合于多流及小方坯浇注，但因气流运动时有空气卷入，使保护气氛中含氧量偏高，故保护效果欠佳。上述各种保护型式可以根据具体情况加以适当组合应用。
图2 中间罐注流保护的各种型式
a—浸入式水口;b—密封管;c—保护罩;d—液态氪
1- — 中间罐;2—保护渣;3—结晶器;4—液氮环