連鑄用耐火材料

1、連鑄用耐火材料 1。概論連續(xù)鑄鋼是20世紀(jì)60年代發(fā)展起來(lái)的一種新型鑄鋼技術(shù)，它省掉了初軋工序，從鋼水直接鑄成鋼坯，提高了金屬收得率，降低生產(chǎn)成本，節(jié)約能源，鑄坯質(zhì)量好，機(jī)械化和自動(dòng)化程度高。連鑄技術(shù)得到推廣的一個(gè)重要標(biāo)志是滑動(dòng)水口的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，滑動(dòng)水口的采用使連鑄操作實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。我國(guó)自80年代開(kāi)始推廣應(yīng)用滑動(dòng)水口，到2000年底，我國(guó)連鑄鋼產(chǎn)量已達(dá)到80，有十余家鋼廠(chǎng)已實(shí)現(xiàn)全連鑄。連鑄技術(shù)的迅速發(fā)展使其相關(guān)的耐火材料在品種和質(zhì)量上都得到相應(yīng)的發(fā)展和提高，連鑄用耐火材料的發(fā)展又對(duì)連鑄生產(chǎn)和連鑄鋼坯質(zhì)量產(chǎn)生重大影響。特別是寶鋼的建成投產(chǎn)對(duì)國(guó)內(nèi)耐火材料的技術(shù)進(jìn)步起到了巨大的推動(dòng)作用，連鑄

2、用耐火材料無(wú)論從品種還是質(zhì)量都取得了巨大的發(fā)展。連鑄用耐火材料是連鑄機(jī)組中的重要部位，除具有一般耐火材料的特性外，還要求有凈化化鋼水、改善鋼的質(zhì)量、穩(wěn)定鋼水的溫度和成分、控制和調(diào)節(jié)鋼水流量等功能，因而被稱(chēng)為功能耐火材料。連鑄系統(tǒng)用耐火材料品種包括：（1）鋼包耐火材料鋼包襯、永久襯、透氣組件等；（2）中間包耐火材料永久襯、涂料、絕熱板、包蓋等；（3）功能耐火材料無(wú)氧化澆注用長(zhǎng)水口、浸入式水口、整體塞棒、滑動(dòng)水口；（4）鋼水凈化用陶瓷凈化器、擋渣堰、堿性涂料和水平連鑄用分離環(huán)、閘板等。連鑄用耐火材料要反復(fù)經(jīng)受鋼水的熱沖擊和鋼水的沖刷、鋼渣的侵蝕，因此耐火材料應(yīng)具有較高的強(qiáng)度、較好的熱震穩(wěn)定性、良好

3、的抗侵蝕性以及一些特殊的功能如透氣性、凈化鋼水功能、調(diào)節(jié)流量、保護(hù)澆注等優(yōu)良性能。 2。鋼包用耐火材料隨著煉鋼技術(shù)的發(fā)展，鋼包不僅是儲(chǔ)運(yùn)鋼水的容器，還承擔(dān)著鋼水處理和精煉的功能。隨著精煉的發(fā)展，鋼水在鋼包中停留時(shí)間延長(zhǎng)，鋼水溫度增高，并伴有強(qiáng)烈的吹氣攪拌、真空處理、電弧加熱以及熔渣的侵蝕作用，對(duì)鋼包用耐火材料提出了更高的要求:(1)              高溫下能形成半熔融狀態(tài)的致密層，并減少粘渣；(2)    

4、          使用過(guò)程中有一定的膨脹性，磚襯能形成一個(gè)整體，不開(kāi)裂、不剝落；特別是包底不能因?yàn)槭湛s開(kāi)裂造成脫落；(3)              鋼包為間歇式作業(yè)，經(jīng)受冷卻高溫的反復(fù)熱循環(huán)作用 ，磚必須有良好的抗熱震性和抗剝落性； (4)           &#

5、160;  為保持鋼水的潔凈度，要求鋼包有良好的抗侵蝕性，高溫下耐火材料盡量少熔入鋼水；（5）從經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，要求鋼包襯有良好的施工性能且價(jià)格適當(dāng)。包襯用耐火材料已從定形制品向不定形材料發(fā)展。 2.1包襯用材料2.1.1永久襯用耐火材料鋼包一般采用三層砌筑結(jié)構(gòu)即隔熱層、永久層和工作層。絕熱層一般采用輕質(zhì)粘土磚、硅酸鋁纖維氈或輕質(zhì)澆注料砌筑。而永久層目前普遍采整體打結(jié)的方式，材質(zhì)有水玻璃結(jié)合的鋁鎂澆注料、低水泥或超低水泥高鋁澆注料。永久襯的施工是在隔熱層砌筑完后，在其表面粘一層牛皮紙以防吸漿，然后放上胎模澆注永久層，永久層施工一般采用振動(dòng)成型，為改善施工條件、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，我

6、廠(chǎng)開(kāi)發(fā)了鋼包永久襯用自流澆注料，取得了較好的使用效果。2.1.2包壁用耐火材料我國(guó)在80年代鋼包普遍采用高鋁磚和葉蠟石磚，隨著連鑄的發(fā)展，鋼水在鋼包內(nèi)停留的時(shí)間延長(zhǎng)，磚襯出現(xiàn)熔損、剝落，壽命降低。為提高包襯壽命，減少渣的侵蝕，開(kāi)發(fā)了在A(yíng)l2O3-SiO2系材料中引入MgO的Al2O3-SiO2-MgO系材料，利用MgO與Al2O3高溫下生成鎂鋁尖晶石，且產(chǎn)生一定的膨脹作用，具有極好抗侵蝕和抗渣滲透性。同時(shí)MA尖晶石可與渣中的FeO反應(yīng)形成鐵鋁尖晶FeO+MgOAl2O3MgO+FeAl2O4;過(guò)量的FeO與MgO形成固溶體，提高了渣的粘度，減少了渣的侵蝕與滲透。2.1.2.1水玻璃結(jié)合不燒磚水

7、玻璃結(jié)合鋁鎂磚骨料采用一級(jí)礬土,細(xì)粉用特級(jí)礬土粉和一級(jí)鎂砂粉,采用水玻璃作結(jié)合劑,機(jī)壓成型后經(jīng)低溫?zé)崽幚砑礊槌善?該產(chǎn)品在模鑄的大、中型鋼包上使用 ，取得了較好的使用效果。為提高鋁鎂磚的抗侵蝕性，在不燒鋁鎂磚的基礎(chǔ)上添加石墨制成的不玻璃結(jié)合鋁鎂碳磚，在中小型模鑄鋼包上使用，壽命達(dá)到50100次，因其價(jià)格低廉，在中小鋼廠(chǎng)得到推廣。2.1.2.2樹(shù)脂結(jié)合鋁鎂碳磚和鎂鋁碳磚樹(shù)脂結(jié)合鋁鎂碳磚原料采用特級(jí)礬土熟料、高鋁剛玉和鎂鋁尖晶石等作骨料，添加鎂砂細(xì)粉、磷片石墨、碳化硅及氧化鋁粉，用樹(shù)脂作結(jié)合劑經(jīng)高壓成型，低溫?zé)崽幚怼Ｔ摦a(chǎn)品具有強(qiáng)度高、抗侵蝕性好、抗剝落性好、抗熱震性和不粘渣等優(yōu)點(diǎn)。在大型連鑄鋼包上

8、使用，壽命達(dá)到50100次；特別是在LFVD精煉爐上得到應(yīng)用。樹(shù)脂結(jié)合鎂鋁碳磚與鋁鎂碳磚生產(chǎn)工藝基本相同，主要原料是在鎂砂中添加預(yù)合成的鎂鋁尖晶石，利用兩者在高溫下線(xiàn)膨脹系數(shù)差別較大的特性，來(lái)緩沖因溫度變化產(chǎn)生的熱應(yīng)力，減輕熱剝落；添加炭素材料，高溫下形成碳網(wǎng)結(jié)構(gòu)，有效地阻止熔渣的侵蝕和滲透。鎂鋁碳磚有較好的抗侵蝕性，適用高堿度渣及LF精煉包等更苛刻的條件。目前國(guó)內(nèi)大中型鋼包包壁普遍采用樹(shù)脂結(jié)合的鋁鎂碳磚和鎂鋁碳磚，已經(jīng)滿(mǎn)足了鋼廠(chǎng)的需要。LF(電弧加熱鋼包精煉)法及LFV（真空電弧加熱鋼包精煉）法鋼水溫度更高、熔渣堿度大、加之吹氣攪拌以及真空或還原氣氛，耐火材料要承受化學(xué)反應(yīng)與熔損、高溫真空下

9、的揮發(fā)、熔渣的侵蝕以及熱沖擊和機(jī)械沖刷，要求耐火材料的強(qiáng)度要高、熱震穩(wěn)定性好、抗渣侵蝕性好。精煉爐包壁采用鋁鎂碳磚或鎂鋁碳磚，使用壽命普遍達(dá)到50爐以上；在真空冶煉的情況下，使用鎂鈣碳磚的效果要優(yōu)于鋁鎂碳磚。ASEASKF（電弧加熱 電磁攪拌精煉）法冶煉，耐火材料要經(jīng)受電極電弧的強(qiáng)烈輻射、高堿度高溫熔渣的強(qiáng)烈侵蝕與溶解、高溫真空下的還原、電磁攪拌和包底吹氬所造成強(qiáng)烈沖刷和磨損以及內(nèi)襯溫度的急劇變化。我國(guó)在SKF爐內(nèi)襯高侵蝕區(qū)采用電熔再結(jié)合鎂磚及鎂鉻磚，低侵蝕區(qū)采用高鋁磚，平均壽命達(dá)到30爐左右。歐洲普遍采用鎂白云石磚，壽命在2030爐。表1 優(yōu)質(zhì)鋼包襯磚  鋁鎂尖晶石碳磚鋁鎂碳磚鎂鋁

10、碳磚 鎂碳磚PN-SPC1PN-SPC2PN-AMCPN-MACPN-MT10PN-MT14Al2O3 % 60706515  MgO % 151010707874C % 77781014顯氣孔率 1010111054體積密度g/cm3 2.722.822.752.82.852.82耐壓強(qiáng)度 MPa 808560555040重?zé)€(xiàn)變化 (1550×3h) 0+1.0+0.5+2.0+0+1.0+0.5+2.5  高溫抗折強(qiáng)度 MPa (1400×0.5h ,埋炭)66.56768 2.1.2.3包襯用澆注料 80年代,國(guó)內(nèi)中

11、小鋼包采用水玻璃結(jié)合的鋁鎂澆注料,以一級(jí)高鋁礬土作骨料,添加鎂砂細(xì)粉,用不玻璃作結(jié)合劑,外加氟硅酸鈉作促凝劑,在中小鋼廠(chǎng)模鑄鋼包上使用平均壽命達(dá)到6080次，基本滿(mǎn)足了模鑄生產(chǎn)的需要。但隨著連鑄的發(fā)展，澆鋼時(shí)間延長(zhǎng)，澆鋼溫度提高，水玻璃結(jié)合的鋁鎂澆注料其抗侵蝕性、抗剝落性已不能滿(mǎn)足生產(chǎn)的需要。在90年代，又開(kāi)發(fā)了低水泥、超低水泥結(jié)合的尖晶石質(zhì)澆注料，其品種有適應(yīng)中小鋼廠(chǎng)使用的礬土尖晶石澆注料、適應(yīng)大型鋼包和精煉需要的剛玉尖晶石澆注料。礬土尖晶石澆注料是以特級(jí)礬土為骨料，添加預(yù)合成的尖晶石，利用尖晶石抗侵蝕性好和熱震穩(wěn)定性好的特點(diǎn)，同時(shí)適量添加鎂砂在更高的溫度下與礬土顆粒繼續(xù)反應(yīng)生成尖晶石，伴隨

12、著持續(xù)性的膨脹有利于保持高溫下的體積穩(wěn)定性；采用SiO2超微粉和MgO與水形成凝聚結(jié)合以及合適的減少劑，實(shí)現(xiàn)低水分下有較好的流動(dòng)性和較高的強(qiáng)度，具有較好的抗侵蝕性和抗剝落性。礬土基尖晶石澆注料在國(guó)內(nèi)中小型連鑄鋼包上使用壽命達(dá)到100爐以上。隨著大型鋼包連鑄及精煉的發(fā)展,普通的鋁鎂澆注料已不能滿(mǎn)足使用壽命的要求,在此基礎(chǔ)上又開(kāi)發(fā)了剛玉尖晶石澆注料,降低水泥用量,合理控制MgO含量,調(diào)整尖晶石含量；具有更好的抗侵蝕、抗?jié)B透以及抗剝落性，在寶鋼、首鋼、武鋼等鋼廠(chǎng)大型連鑄鋼包上使用壽命均超過(guò)150次，且使用過(guò)程中沒(méi)有大的裂紋和剝落現(xiàn)象。  表2 鋼包澆注料理化指標(biāo)項(xiàng)目鋁鎂澆注料礬土

13、尖晶石澆注料剛玉尖晶石澆注料Al2O3 % 687288MgO % 12107SiO2 % 1081.5體積密度 g/cm3 2.652.853.05耐壓強(qiáng)度110×24hMpa 1100×3h 1550×3h2360706570808060110抗折強(qiáng)度 110×24hMPa 1100×3h 1550×3h697.058118812線(xiàn)變化率 1550×3h+0.30+0.8+2.0+0.5-+0.8 2.2 渣線(xiàn)用耐火材料鋼包渣線(xiàn)區(qū)處于高堿度爐渣侵蝕、劇烈的溫度變化、鋼水的機(jī)械沖刷、以及長(zhǎng)時(shí)間精煉條件下真空揮發(fā)、

14、電磁攪拌、電弧輻射等苛刻條件，損毀十分嚴(yán)重，因此自九十年代以來(lái)抗侵蝕性好、熱震穩(wěn)定性?xún)?yōu)良的優(yōu)質(zhì)鎂碳磚就成為鋼包渣線(xiàn)部位的首選材料。在抗侵蝕方面，選用大結(jié)晶鎂砂，同時(shí)添加較高的抗浸潤(rùn)性好的石墨，采用高壓成型，為防止石墨的氧化，添加金屬鋁、金屬硅、鋁鎂合金、碳化硼、硼化鋯等材料，其作用主要是在較低的溫度下比碳先氧化，同時(shí)生成致密的保護(hù)層避免碳的進(jìn)一步氧化，從而提高了鎂碳磚的抗侵蝕性。目前國(guó)內(nèi)鋼包渣線(xiàn)部位普遍采用MT14A、MT14B鎂碳磚砌筑，使用壽命一般在6070次左右，精煉包渣線(xiàn)壽命在30次左右，個(gè)別鋼廠(chǎng)已實(shí)現(xiàn)渣線(xiàn)與包壁同步。表3 鎂碳磚的理化指標(biāo)項(xiàng) 目指 標(biāo)MT-10A MT-10BMT-1

15、0CMT-14AMT-14BMT-14CMT-18AMT-18bMT-18CMgO % 807876767474727070C % 101010141414181818顯氣孔率， 456456345體積密度 g/cm32.902.852.802.902.822.772.902.822.77常溫耐壓強(qiáng)度MPa 403530403525403525高溫抗折強(qiáng)度(1400×30min)MPa 65412851074抗氧化性提供實(shí)測(cè)資料 2.3包底用耐火材料鋼包包底不僅要承受鋼水的靜壓力,還要承受來(lái)自鋼水的巨大沖擊,由于反復(fù)熱特循環(huán)產(chǎn)生裂紋,爐渣滲透造成結(jié)構(gòu)剝落,以及沖擊與包底磚之

16、間接縫處的侵蝕,以致鋼水侵入接縫,損毀更為嚴(yán)重；以及來(lái)自澆鋼過(guò)程中鋼流的沖刷和吹氬形成的渦流，對(duì)包底材料均產(chǎn)生不利的影響。目前國(guó)內(nèi)包底是采用不燒鋁鎂碳磚或尖晶石澆注料，鋁鎂碳磚采取立砌，以增加包底厚度同時(shí)可減少包底磚脫落，沖擊區(qū)磚厚度加大或使用預(yù)制大磚以提高包底壽命。通常包底磚均不能與包壁同步，需中途更換一次或兩次包底磚，個(gè)別廠(chǎng)家采取鋁鎂碳磚平砌立砌相結(jié)合的辦法或磚砌與澆注料相結(jié)合的辦法來(lái)延長(zhǎng)包底壽命，有些廠(chǎng)家已實(shí)現(xiàn)包底與包壁同步。 3.包底透氣磚爐外精煉其主要功能是脫氣、脫氧、脫碳、合金化、去除夾雜物、以及均勻鋼水溫度和化學(xué)成分等。其主要方法為攪拌技術(shù)，最常用為吹氬攪拌。吹氬方法有

17、上吹法和底吹法。上吹法使用吹氬噴槍?zhuān)洳牧弦话銥榈退鄤傆裉蓟栀|(zhì)澆注料，上吹法安全系數(shù)高，但噴槍壽命短，耐火材料消耗高，且吹氬效果不如底吹好，隨著連鑄技術(shù)的發(fā)展，上吹法已很少使用。底吹法是在鋼包底部安裝透氣磚，通過(guò)透氣磚向鋼包內(nèi)吹入氬氣，來(lái)達(dá)到鋼水?dāng)嚢璧哪康?，促進(jìn)了精煉中化學(xué)反應(yīng)的完全，降低了鋼水中的有害成分，降低了鋼坯中氣體、非金屬夾雜，均勻了鋼水成分，縮短了冶煉時(shí)間，提高了經(jīng)濟(jì)效益。因透氣磚使用條件苛刻，透氣磚應(yīng)具備良好的透氣性、優(yōu)良的抗侵蝕性、足夠的強(qiáng)度、抗鋼水滲透性好、具有良好的抗熱沖擊性在反復(fù)吹氬時(shí)不開(kāi)裂不剝落、安裝簡(jiǎn)單、安全可靠。透氣磚的結(jié)構(gòu)類(lèi)型有：彌散型、直通孔式、直通狹縫式、

18、鑲嵌式、迷宮式、組合式。透氣磚損毀的主要因素有：氣體、熔體對(duì)透氣磚的高速?zèng)_刷造成熔蝕或生成低熔物造成的局部堵塞；透氣磚在熱壓下變質(zhì)，使透氣減小不能通氣而停用；高溫熔體通過(guò)孔隙滲入磚體或套磚與磚本體之間造成嚴(yán)重蝕損；因熱震造成的損壞剝落。透氣磚主要材質(zhì)有：剛玉質(zhì)、鉻剛玉質(zhì)、高鋁質(zhì)和鎂質(zhì)等。提高透氣磚壽命的主要措施：選擇高抗沖刷、耐熱震的材料；改進(jìn)透氣磚結(jié)構(gòu)；透氣磚合理安裝；快速更換系統(tǒng)；增設(shè)安全報(bào)警裝置；主氣體管路的維修。 4滑動(dòng)水口早期的鋼包鑄鋼控制是靠塞棒來(lái)實(shí)現(xiàn)的，但塞棒存在使用壽命低，安全性差，消耗大等諸多問(wèn)題，現(xiàn)在已被滑動(dòng)水口所取代?；瑒?dòng)水口位于鋼包的外部，起鋼水流量的控制調(diào)節(jié)

19、作用，它不受鋼水?dāng)嚢琛⑷蹌﹪娙牒弯撍Ａ魰r(shí)間的影響，且操作方便，采用滑動(dòng)水口易實(shí)現(xiàn)澆注操作自動(dòng)化，消除鋼水、渣的停留時(shí)間以及澆注時(shí)間對(duì)流量控制的影響?；瑒?dòng)水口裝置與塞棒系統(tǒng)比較其優(yōu)點(diǎn)如下：(1)裝置安裝在鋼包外部，裝卸方便、澆注安全可靠，能實(shí)現(xiàn)澆注自動(dòng)化；(2)鋼包烘烤時(shí)間短，預(yù)熱溫度高，鋼水溫降少；(3)能準(zhǔn)確控制鋼水的澆注速度，有利于提高鋼的質(zhì)量；(4)鋼包周轉(zhuǎn)快，間歇時(shí)間短，受急冷急熱的影響小，能延長(zhǎng)鋼包壽命，降低耐火材料消耗?；瑒?dòng)水口的結(jié)構(gòu)形式包括：機(jī)械裝置部分；驅(qū)動(dòng)部分（手動(dòng)與液壓）。其運(yùn)動(dòng)方式有兩種：直線(xiàn)往復(fù)式當(dāng)滑板作直線(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)板與固定板之間的流鋼孔來(lái)控制鋼流?；剞D(zhuǎn)式

20、滑動(dòng)板作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，以調(diào)節(jié)流鋼孔大小和控制鋼水流量?；瑒?dòng)水口中的滑板直接控制鋼水流量，為改善鋼的質(zhì)量，防止結(jié)瘤堵塞，使?jié)沧⑾到y(tǒng)易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，板坯連鑄機(jī)多采用雙層式滑動(dòng)機(jī)構(gòu)?；鍎t是決定滑動(dòng)水口功能的關(guān)鍵部分，由于滑板反復(fù)接觸高溫鋼水，蝕損嚴(yán)重，使用條件苛刻。要求滑板有高強(qiáng)度、抗侵蝕、抗剝落等良好性能，在澆注過(guò)程中保證滑動(dòng)面之間不能漏鋼水，滑板必須具有以下性能：（1）滑動(dòng)面應(yīng)光滑、平整度0.05mm；(2)機(jī)械強(qiáng)度高；（3）耐鋼水和熔渣的侵蝕能力強(qiáng)；（4）不易附著鋼水；（5）有良好的熱震穩(wěn)定性，保證使用中不會(huì)從裂紋中漏鋼。鋼包中的滑動(dòng)水口主要包括上下座磚、上下水口、上下滑板幾部分，其密封主要在上

21、水口與上滑板、下滑板與下水口相連接處用火泥，上下滑板之間靠滑板的平整度來(lái)密封。澆注過(guò)程中，一般每澆一爐或幾爐后，必須更換下滑板和下水口，并重新安裝，以保證使用的安全。4.1滑板磚滑板是連鑄生產(chǎn)中控制鋼水流量的關(guān)鍵部件，其性能的好壞直接決定著生產(chǎn)的安全和正常進(jìn)行。影響滑板使用有以下幾個(gè)方面：(1)由于熱震引起的鑄孔周?chē)凝斄押退榱?。在高溫鋼水與耐火材料接觸時(shí)都要產(chǎn)生微小的裂紋，因此提高滑板材料的熱震穩(wěn)定性以及限制裂紋的擴(kuò)展所采取的措施就極為重要； （2）鋼水和熔渣侵蝕和沖刷。滑板的抗侵蝕和沖刷能力將明顯影響其使用壽命。侵蝕主要來(lái)自鋼水中的Mn、MnO、FeO、CaO等成分與滑板中的SiO2等雜質(zhì)

22、成分引起的，減少滑板中的SiO2有利于提高抗侵蝕性，增加碳能有效阻止鋼水及氧化物的滲透和反應(yīng)，添加防氧化劑可有效防止碳的氧化。 （3）滑板材料在滑動(dòng)中磨損，特別是當(dāng)滑板有一定的損傷，凝固的鋼在滑動(dòng)時(shí)引起的滑動(dòng)面磨損尤其嚴(yán)重。因此應(yīng)提高滑板強(qiáng)度，另外還要使滑板保持較低的氣孔率和平滑的表面，以減少鋼水的貫通和滲透。采用高壓成型和真空油浸是提高強(qiáng)度和降低氣孔率的有效途徑。4.1.1燒成鋁碳滑板燒成鋁碳滑板是以氧化鋁原料如板狀剛玉、電熔剛玉、莫來(lái)石、特級(jí)礬土等為主要原料，引入碳素材料如磷片石墨、碳黑、瀝青、活性碳等，并添加其它少量材料如金屬硅、金屬鋁、碳化硅、碳化硼等，以酚醛樹(shù)脂作結(jié)合劑，經(jīng)配料、混合

23、，高壓成型，在13001500的還原氣氛中燒成，再經(jīng)油浸碳化處理，最后對(duì)工作面進(jìn)行磨光，用鋼帶在滑板外圍打箍，并在非工作面粘貼石棉板和馬口鐵后，就成為滑板成品。鋁碳滑板基本生產(chǎn)工藝是:氧化鋁原料(剛玉、礬土熟料)經(jīng)破碎篩分后按一定顆粒級(jí)配進(jìn)行配料，加入濕碾機(jī)或高速混練機(jī)中混合35分鐘，加入酚醛樹(shù)脂結(jié)合劑，混勻后再加入石墨、防氧化劑（金屬硅、碳化硅、碳化硼、金屬鋁等）、氧化鋁細(xì)粉，混合1030分鐘出料。成型采用630噸以上高噸位壓磚機(jī)，按照磚的形狀、尺寸，精確稱(chēng)量物料，需要復(fù)合的要分別稱(chēng)量?jī)煞N物料的重量，稱(chēng)量好的料加入到模具內(nèi)，成型到規(guī)定尺寸，每塊磚要測(cè)量外形尺寸、平整度、對(duì)角線(xiàn)尺寸，每班要抽查

24、10的單重，每一車(chē)磚要檢測(cè)氣孔率、體積密度，凡發(fā)現(xiàn)不合格現(xiàn)象必須報(bào)廢并查找原因。成型后的磚坯一般需經(jīng)自然干燥后才能入干燥器，磚坯在干燥器內(nèi)按一定的升溫曲線(xiàn)進(jìn)行干燥，干燥后的磚坯經(jīng)過(guò)檢查后合格的半成品才能裝窯。燒成采用梭式窯、倒焰窯、隧道窯等燒成設(shè)備，滑板的燒成采用還原氣氛，需要砌匣缽，裝入滑板后用炭粒保護(hù)，燒成溫度在13001500。燒成后滑板要進(jìn)行油浸，油浸采用立式或臥式真空加壓油浸裝置，滑板經(jīng)預(yù)熱后放入油浸罐內(nèi)，密封后抽真空至真空度133Pa以下，充入預(yù)熱到200左右的中溫瀝青，瀝青被吸入到滑板的開(kāi)口氣孔中，為了讓瀝青更多地進(jìn)入到滑板的氣孔中，對(duì)罐內(nèi)進(jìn)行加壓，壓力達(dá)到1.01.4MPa，經(jīng)

25、一定時(shí)間的浸漬后既可卸壓，抽出瀝青，取出滑板。有些滑板需要干餾處理，使瀝青碳化，以防止使用過(guò)程中粘連或污染環(huán)境，熱處理溫度一般在500左右；浸油或熱處理后的滑板需對(duì)表面瀝青進(jìn)行清理。為了提高滑板的使用性，防止裂紋的產(chǎn)生和擴(kuò)大，要用鋼帶對(duì)滑板周邊打箍。為了提高滑板在開(kāi)拉過(guò)程中的靈活性，防止從滑動(dòng)面之間漏鋼，滑動(dòng)面要在磨床上進(jìn)行加工，要求平整度小于0.05mm。磨制后的滑板經(jīng)檢驗(yàn)合格后，要在背面粘貼石棉墊和馬口鐵，其作用主要是減少通過(guò)滑板傳遞到滑動(dòng)機(jī)構(gòu)上熱量，防止燒毀機(jī)構(gòu)?；迳a(chǎn)中需注意的事項(xiàng)：（1）配料要嚴(yán)格按比例稱(chēng)量，細(xì)粉要混均勻，配混合粉時(shí)，添加劑要加在物料中間，經(jīng)混合機(jī)攪拌的混合粉要抽查

26、其化學(xué)成分是否均勻；（2）經(jīng)濕碾機(jī)或高速混練機(jī)混合的物料要控制其溫度，以防止物料溫度過(guò)高或過(guò)低影響混料效果和成型性。冬季需采取保溫措施或?qū)ξ锪霞訜?，夏季要盡量降低室溫度，最好能保持在25左右。（3）成型時(shí)壓力要先輕后重，中間排氣，避免層裂；經(jīng)常檢查底蓋板的彎曲度，防止滑板變形造成廢品；（4）嚴(yán)格控制燒成過(guò)程中的升溫曲線(xiàn)，特別是含氧化鋯的產(chǎn)品，升降溫時(shí)必須嚴(yán)格控制防止出現(xiàn)裂紋；（5）滑板磨制時(shí)必須嚴(yán)格控制平行度和平整度；（6）滑板在搬運(yùn)或加工過(guò)程中要輕拿輕放，在固定或打箍時(shí)要用木錘或橡皮錘輕輕敲打，嚴(yán)禁用鐵錘?；逶谑褂弥行枳⒁獾氖马?xiàng)：（1）滑板運(yùn)到使用現(xiàn)場(chǎng)后要先放在烘干房中預(yù)熱；（2）滑板安裝

27、時(shí)，與水口接觸面火泥要抹勻，不準(zhǔn)用鐵錘敲打；（3）安裝后要檢查彈簧的壓力，并對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行推拉，以檢查開(kāi)閉情況；（4）使用中要注意滑板的開(kāi)拉情況，多次使用的滑板，要檢查滑動(dòng)面的裂紋、侵蝕、拉毛情況；在檢查中發(fā)現(xiàn)有夾鋼現(xiàn)象時(shí)嚴(yán)禁再次使用；（5）盡量減少燒氧對(duì)滑板的影響。4.1.2鋁鋯碳滑板影響滑板長(zhǎng)時(shí)間使用的主要因素是各種裂紋的形成。為提高滑板的使用壽命就必須進(jìn)一步提高其抗熱震穩(wěn)定性，降低材料的熱膨脹系數(shù)是最有效的途徑。用進(jìn)一步增加滑板中的碳含量來(lái)降低熱膨脹系數(shù)是不可取的，因?yàn)檫@也增加了碳氧化的危險(xiǎn)，從而可降低其抗沖刷和抗侵蝕性能。增加原料中的SiO2量即增加莫來(lái)石含量也可以降低熱膨脹系數(shù)，但同樣使

28、抗侵蝕性下降。ZrO2在升溫和降溫的過(guò)程中伴有較大體積變化，這種可逆的體積變化可有效抵消材料內(nèi)的熱應(yīng)力，熱震穩(wěn)定性大大提高。鋯莫來(lái)石在較低的溫度下的熱膨脹與莫來(lái)石是相同的，但在10001500的高溫下的熱膨脹率明顯低于莫來(lái)石。所以，滑板配料中引入鋯莫來(lái)石料可以使滑板的抗熱震性明顯提高，特別是在高溫下的熱波動(dòng)中很不容易產(chǎn)生裂紋。另外，ZrO2具有優(yōu)良的抗侵蝕性，使得含鋯莫來(lái)石的滑板的抗侵蝕性?xún)?yōu)于含莫來(lái)石的滑板。可以說(shuō)，鋁鋯碳滑板是目前性能最優(yōu)的滑板。鋁鋯碳滑板制造工藝與鋁碳滑板的主要差別在于有鋯莫來(lái)石取代了莫來(lái)石，其加入量在745之間，過(guò)少則顯示不出優(yōu)良的抗熱震性和抗渣性，若過(guò)多，滑板的抗 侵蝕

29、性不理想。鋁鋯 碳滑板的熱膨脹系數(shù)低、彈性模量小，因而其抗熱震性大大提高，但是引入鋯莫來(lái)石可能會(huì)降低制品的冷態(tài)和熱態(tài)強(qiáng)度。另一類(lèi)滑板，配料中引入鋯剛玉料。鋯剛玉料含Al2O37090，ZrO2230，主晶相是剛玉和斜鋯石，顯微結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出單斜ZrO2分散在剛玉晶粒的晶界上。這種鋯剛玉料是用工業(yè)氧化鋁和氧化鋯原料，采用電熔法或燒結(jié)法合成，價(jià)格較鋯莫來(lái)石貴。目前有些廠(chǎng)直接添加ZrO2來(lái)制作鋁鋯碳滑板，也取得了較好的使用效果。4.1.3低碳滑板在澆注超低碳鋼、合金鋼、高氧鋼等鋼種時(shí)，就要采用低碳滑板或無(wú)碳滑板。其品種主要有碳含量低于5的鋁碳、鋁鋯碳滑板或不含碳的剛玉質(zhì)、剛玉莫來(lái)石質(zhì)滑板。4.1.4堿性

30、滑板在澆注高氧鋼、高錳鋼、Ca處理鋼、鎮(zhèn)靜鋼等鋼種時(shí)，由于鋼水中的氧與滑板中的碳反應(yīng)，因氧化失碳形成變質(zhì)層，結(jié)構(gòu)疏松，被鋼水沖刷而損毀；滑板中的Al2O3與鋼水中的FeO(MnO)反應(yīng)生成低熔物造成化學(xué)侵蝕。改進(jìn)的方法是從提高抗侵蝕性和耐磨性入手，一方面提高M(jìn)gO含量，同時(shí)改善配料中的顆粒組織，以增強(qiáng)高溫強(qiáng)度。堿性滑板的主要材質(zhì)有鎂質(zhì)、鎂尖晶石質(zhì)以及鎂鋯質(zhì)等。表4 高溫?zé)苫謇砘笜?biāo)4.1.5中間包三層式滑板中間包多爐連澆時(shí),由于澆注時(shí)間長(zhǎng),常出現(xiàn)中間包塞棒失控,采用滑動(dòng)水口可有效避免事故的發(fā)生?；瑒?dòng)水口安裝在中間包底部，它不像塞棒那樣長(zhǎng)時(shí)間浸泡在鋼水中。中間包滑動(dòng)水口結(jié)構(gòu)與鋼包不同，在連鑄

31、過(guò)程中，為使浸入式水口保持在同一澆注位置，上下板都是固定的，另加一塊中間板來(lái)對(duì)鋼水流量起控制和調(diào)節(jié)作用，因此中間包滑板采用三層式。三層式滑板的特點(diǎn)是中間的滑動(dòng)板不用火泥，用金屬帶嵌板進(jìn)行固定，對(duì)控制裂紋的擴(kuò)展起到良好的作用。要嚴(yán)格檢查滑動(dòng)面的平行度。中間滑板滑動(dòng)面的不平行度不應(yīng)超過(guò)0.1mm。澆注初期，為防止鋼水在滑動(dòng)水口的流鋼道內(nèi)冷凝，安裝有塞棒或陶瓷溢流管，阻止冷鋼液流入水口信道，保持鋼水在中間包內(nèi)形成必須的液面，并嚴(yán)防更換浸入式水口時(shí)，因鋼水冷卻在信道內(nèi)凝結(jié)或非金屬性?shī)A雜物，堵塞信道。但由于中間包的容量和受的鋼水溫度均與鋼包有較大的差別。且使用條件不同，對(duì)中間包滑動(dòng)水口裝置及其所用耐火材

32、料的要求更高。（1） 耐火材料部件與熔渣不發(fā)生相互作用；（2）       中間包內(nèi)鋼水溫度鋼包內(nèi)鋼水溫度4080；（3）中間包與滑動(dòng)水口裝置的耐火材料要預(yù)先加熱到 800以上；而鋼包滑動(dòng)水口裝置的耐火材料在澆注開(kāi)始前僅為100左右；（4）澆注時(shí)中間包滑動(dòng)水口裝置，耐火材料使用一次的溫差從開(kāi)始的700800至15201560（澆鋼溫度）；而鋼包滑動(dòng)水口的耐火材料多次使用時(shí)，一個(gè)周期的溫差則的100400至16001670；（5）中間包滑動(dòng)水口裝置在使用時(shí)要求有特定的功能：吹氬、防止鋼水在流道內(nèi)凝結(jié)、防止結(jié)瘤，保證澆注順利。中間包滑板的

33、材質(zhì)一般采用低SiO2或無(wú)SiO2的鋁鋯碳滑板，鎂尖晶石滑板。4.1.6不燒滑板 我國(guó)發(fā)展了一種工藝比較簡(jiǎn)單、成本較低，使用效果良好不燒滑板。這種滑板的配料與燒成滑板相同，其原料可以是剛玉、莫來(lái)石、一級(jí)高鋁熟料等，加入鱗片石墨，含碳量1012，另外加入碳化硅和硅粉。這時(shí)加入SiC是重要的，其目的是提高滑板的中、高溫強(qiáng)度和抗氧化性，有的滑板加入的SiC較多，所以亦稱(chēng)為Al2O3-SiC-C不燒滑板。采用酚醛樹(shù)脂作結(jié)合劑，成型、熱處理及磨制后即為成品。不燒滑板相對(duì)于燒成滑板來(lái)講，在制造過(guò)程中不用燒成、油浸和干餾熱處理，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工藝。另外，有的滑板制成復(fù)合制品，在滑板的主要侵蝕部分即鑄孔和滑動(dòng)面采

34、用剛玉、莫來(lái)石配料，其它部位采用二等高鋁熟，這樣可以大幅度降低成本，而對(duì)使用幾乎沒(méi)有影響。不燒滑板相對(duì)于燒成滑板來(lái)講，強(qiáng)度偏低、氣孔率稍高。但是使用實(shí)踐證明，其在中型氧氣轉(zhuǎn)爐和電爐的鋼包上使用良好，有的甚至超過(guò)燒成油浸滑板。另外，為適應(yīng)沸騰鋼、鎮(zhèn)靜鋼或半鎮(zhèn)靜鋼的快速上注，開(kāi)發(fā)了方鎂石尖晶石碳不燒滑板，以電熔鎂鋁尖晶石、電熔鎂砂為主原料，熱塑性樹(shù)脂結(jié)合劑，并添加適量的金屬加入物，經(jīng)混練成型后，制得直接油浸滑板磚，具有抗侵蝕、耐熱震、化學(xué)穩(wěn)定性良好等性能。在澆注過(guò)程中，其滑動(dòng)面磨損小，注孔耐沖刷，澆注全過(guò)程均能控制鑄速，滑板開(kāi)關(guān)自如，充分滿(mǎn)足澆鑄工藝要求。  表5 不燒復(fù)合滑板理化指標(biāo)&

35、#160;Al2O3-SiC-C質(zhì)Al2O3-C質(zhì)Al2O3-ZrO2-C質(zhì)尖晶石碳質(zhì)PN-BH1PN-BH2PN-BH3PN-BH4Al2O3 % 68767270C % 7776MgO %    8ZrO2 %   5 顯氣孔率 %4(10)4(10)4(10)4(12)耐壓強(qiáng)度 Mpa70808080高溫抗折強(qiáng)度1400*0.5h 埋炭6887注:括號(hào)內(nèi)數(shù)值為不浸油數(shù)值  4.1.7金屬結(jié)合滑板金屬結(jié)合滑板是通過(guò)在材料中添加金屬鋁、金屬鎂等金屬添加劑，在金屬的熔點(diǎn)溫度下進(jìn)行熱處理，利用熔融金屬形成結(jié)合。3 種

36、材質(zhì)的滑板有：（1）尖晶石100，外加Al粉10，酚醛樹(shù)脂6；（2）高純燒結(jié)鎂砂100，外加Al粉7，酚醛樹(shù)脂5；（3）高純鎂砂60，鉻礦粉40，外加Al粉7，酚醛樹(shù)脂5?；逶?00以下溫度進(jìn)行硬化處理，制備成不燒制品，然后進(jìn)行浸漬處理使用，其各項(xiàng)性能均有改善。浸漬劑包括硅質(zhì)膠凝物、硅酸乙酯、聚烴硅氧漆、硅酸鈉與硅酸鋰等無(wú)機(jī)物制成的溶液，滑板經(jīng)浸漬24h使用，也可同時(shí)將上述無(wú)機(jī)物在滑板表面進(jìn)行涂抹，浸漬滑板的抗熱震性、耐磨性、機(jī)械強(qiáng)度以及抗化學(xué)侵蝕性等有明顯提高。4.1.8鑲嵌式滑板這種滑板是由兩種材質(zhì)復(fù)合而成,先用一種耐火材料做成中間帶較大孔的滑板,再把另一種耐火材料做成的鑲嵌環(huán)用結(jié)合劑粘

37、合到滑板的大孔中,再進(jìn)行加工。根據(jù)使用條件不同鑲嵌環(huán)做成不同的材質(zhì)：為提高使用壽命做成的氧化鋯質(zhì)環(huán)；為增加透氣性，防止堵塞而做成彌散型透氣環(huán)；利用滑板再生技術(shù)，將用過(guò)的滑板進(jìn)行鉆孔，然后用新的材料鑲嵌進(jìn)去，以提高滑板的重復(fù)利用率。 4.2座磚為了降低鋼包用耐火材料的成本,延長(zhǎng)使用壽命,鋼包包底由磚改為澆注施工,使包底壽命成倍提高.為了與爐底相適應(yīng),減少鋼包使用期的修補(bǔ)次數(shù),提高水口座磚的使用性能就成為關(guān)鍵采用提高材質(zhì)、加入添加物或預(yù)制座磚均取得了較好的效果。目前使用的座磚按成型方法分為兩類(lèi)，即機(jī)壓成型磚和澆注振動(dòng)成型磚。其材質(zhì)有剛玉質(zhì)、鉻剛玉質(zhì)、鋁碳質(zhì)、鎂碳質(zhì)、鋁尖晶石碳質(zhì)、鋁鉻鋯質(zhì)

38、、高鋁質(zhì)等材質(zhì)。原剛玉質(zhì)座磚抗熱剝落性較差，在氧化鋁基質(zhì)中，加入適量氧化鋁氧化鋯電熔原料，及添加尖晶石、氧化鉻等獲得了耐剝落性好（工作面滲透層?。┖湍颓治g性強(qiáng)的Al2O3-ZrO2-Cr2O3質(zhì)座磚。其使用壽命為原座磚的兩倍，達(dá)到了與包底同步的目的，降低了包底使用期間的修補(bǔ)次數(shù)。預(yù)制座磚是采用低水泥的鋁鎂質(zhì)澆注料，添加氧化鋁超細(xì)粉，振動(dòng)成型，加水量少，強(qiáng)度高，在使用中預(yù)制座磚壽命提高40，且其成型厚度不受限制。預(yù)制座磚提高壽命 的因素有：（1）用了含氧化鎂的原料，使基質(zhì)部分致密化，耐侵蝕性提高。（2）基質(zhì)的致密性及低水泥含量，提高了高溫強(qiáng)度，增強(qiáng)了更換透氣磚及上水口時(shí)的耐熱沖擊性，抗機(jī)械剝落性

39、提高。（3）基質(zhì)微粉中的氧化鋁和氧化鎂，高溫下生成尖晶石，在工作面附近生成3050m的微細(xì)尖晶石薄層，從而抑制了渣的浸透，提高了其耐熔損性。由磚改為預(yù)制塊，磚縫減少，并簡(jiǎn)化了砌筑施工。 表6 座磚的理化指標(biāo) 剛玉質(zhì)鉻剛玉質(zhì)高鋁質(zhì)剛玉尖晶石質(zhì)鎂碳質(zhì)尖晶石碳質(zhì)鋁碳質(zhì)Al2O3 % 90Al2O3+Cr2O3 9375Al2O3+MgO 85 7276C %     957MgO %     728 顯氣孔率 22202320151515體積密度 2.9532.7232.72.85

40、2.8耐壓強(qiáng)度MPa 65706070406565重?zé)€(xiàn)變化 ±0.2*0.2*±0.5*±0.2*-0.2+0.5*-0.2+0.5*±0.5* 注：*為1600×3h *為1500×3h 4.3水口磚上水口直接安裝在,鋼包的水口座磚中,高溫下鋼液流經(jīng)上水口，要求材質(zhì)有耐高溫、抗侵蝕、耐沖刷等特性，最好能與座磚同步，因此，要求使用壽命比滑板更長(zhǎng)，一般使用剛玉質(zhì)、鋁碳質(zhì)、尖晶石質(zhì)等材質(zhì)。其損壞因素有：（1）鋼液與熔渣的化學(xué)侵蝕與沖刷；（2）安裝時(shí)造成的機(jī)械損傷；（3）急冷急熱造成的炸裂損毀。下水口主要用來(lái)控制鋼液流量和注速，

41、要求高溫下有良好的耐沖刷性，高溫下體積穩(wěn)定性好，并有一定的自熔性。下水口在使用中，鋼包中鋼液因靜壓力隨鋼水量減少而下降，但要求澆注的速率保持與開(kāi)澆初相似，這就要求材質(zhì)具有相應(yīng)的溶損率，以保證鋼水穩(wěn)定的流量。下水口損壞的原因有：鋼液、熔渣的侵蝕和沖刷；溫度急變引起的開(kāi)裂或斷裂；燒氧開(kāi)澆造成的熔損。其材質(zhì)要求耐侵蝕性好，如澆注普碳鋼可選用高鋁質(zhì)、熔融石英質(zhì)；澆注含錳較高的鋼種時(shí)，可選用鋁碳質(zhì)、鎂質(zhì)等下水口。為提高下水口的抗熱震性，將下水口安裝在鐵套內(nèi)，防止開(kāi)裂。應(yīng)盡量避免燒氧開(kāi)澆。我國(guó)下水口的材質(zhì)主要有剛玉質(zhì)、高鋁質(zhì)、鋁碳質(zhì)、鋁鋯碳質(zhì)、尖晶石質(zhì)、尖晶石碳質(zhì)、莫來(lái)石質(zhì)等材質(zhì)。其使用壽命根據(jù)滑板的使用

42、次數(shù)確定，均能滿(mǎn)足不同鋼種的需要。 5中間包用耐火材料中間包是鋼包和結(jié)晶器之間用于鋼水過(guò)渡裝置。中間包的主要任務(wù)是：（1）分流鋼水。對(duì)多流連鑄機(jī)通過(guò)中間包將鋼水分配到各個(gè)結(jié)晶器；（2）穩(wěn)流。降低鋼水靜壓力，保持中間包穩(wěn)定的液面，平穩(wěn)地把鋼水注入到結(jié)晶器；（3）貯存鋼水。在多爐連澆更換鋼包時(shí)，不減拉速，為多爐連澆創(chuàng)造條件；（4）凈化鋼水。在較長(zhǎng)的澆注時(shí)間內(nèi)，使鋼水溫度基本不變，促使鋼水中夾雜物進(jìn)一步上浮，防止鋼水和空氣接觸，避免吸氧、吸氮。中間包內(nèi)襯耐火材料組成，大體包括以下部分：(1)保溫層（1030mm），該層緊挨著中間包鋼殼，通常采用石棉板、保溫磚或輕質(zhì)澆注料。效果最好的為硅酸鋁

43、纖維氈，熱導(dǎo)率低，也易砌筑。(2)永久層（100200mm），該層與保溫層相接觸，其材料一般為粘土磚。整體永久襯最為普遍，澆注料一般為高鋁質(zhì)或莫來(lái)石質(zhì)自流澆注料。(3)工作層（2050mm），該層與鋼水接觸，是關(guān)鍵部位?，F(xiàn)在普遍采用絕熱 板或涂料。絕熱板一般為硅質(zhì)、鎂質(zhì)、鎂橄欖石質(zhì)；涂料為鎂質(zhì)、鎂鉻質(zhì)、鎂鈣質(zhì)。涂料采機(jī)械噴涂或手工涂抹。(4)座磚，鑲嵌在中間包底，安裝中間包水口用，其材質(zhì)通常為高鋁質(zhì)。(5)包底，其材質(zhì)基本與工作層相當(dāng)，中間包包底工作層受鋼水沖擊部位極易損壞，要求抗侵蝕耐磨損，一般用高鋁磚或致密高鋁磚和鋁鉻磚，也用特制大塊的高強(qiáng)度焦油鎂磚。鋼水沖擊部位采用鋯英石磚或預(yù)制塊增強(qiáng)。

44、(6)包蓋覆蓋在中間包上，可起保溫和鋼水飛濺等作用，其材質(zhì)采用粘土質(zhì)或高鋁質(zhì)澆注料作包蓋。(7)擋渣墻（堰），該墻砌于中間包內(nèi)，可以是單墻 ，也可以是雙墻。擋渣墻堰的材質(zhì)，通常是高鋁磚，也可以制成預(yù)制塊，其目的是用來(lái)?yè)醯摹樘岣咪撍那鍧嵍?，在擋渣墻上還可以設(shè)置鋼水過(guò)濾器。5.1中間包的功能連鑄中間包原為鋼水保溫用，主要目的是鋼水分配和整流。隨著中間包鋼水緩冷、鋼水再加熱技術(shù)、氬氣密封技術(shù)、氣體攪拌技術(shù)和清除鋼水中非金屬夾雜物等技術(shù)的開(kāi)發(fā)成功，連鑄中間包已成為鋼鐵冶煉過(guò)程中在最后階段最主要的精煉容器，并向大型化發(fā)展。5.1.1凈化功能 為生產(chǎn)高純度的潔凈鋼，在中間包底安裝多孔透氣磚或在工作層和

45、永久層之間嵌入多孔的管狀氣體分配器，或在擋渣墻上安裝多孔磚進(jìn)行吹氬，使氬氣氣泡均勻從底部上浮，促進(jìn)夾雜物排除。這些裝置可消除澆注初期鋼水增氫，鋼水中氧化物夾雜降低，減輕了鍍錫板上Al2O3夾雜引起的缺陷等。5.1.2調(diào)溫功能為使?jié)沧⑦^(guò)程中,中間包前、中、后期鋼水溫差小于5接近液相線(xiàn)溫度澆注，擴(kuò)大鑄坯等軸晶區(qū)，減少中心偏析，可采取向中間包加小塊廢鋼、噴吹鐵粉等措施，以調(diào)節(jié)鋼水溫度。5.1.3成分微調(diào) 由中間包塞桿中心孔向結(jié)晶器喂入鋁、鈦、硼等包芯線(xiàn)，實(shí)現(xiàn)鋼中微合金成分的微調(diào)，既提高了易氧化元素的收得率，又可避免水口堵塞。5.1.4精煉功能在中間包鋼水表面加入雙層渣吸收鋼水中上浮的夾雜物，或者在中

46、間包喂鈣線(xiàn)改變Al2O3夾雜形態(tài)，防止水口堵塞。5.1.5加熱功能在中間包采用感應(yīng)加熱和等離子加熱，可準(zhǔn)確控制鋼水澆注溫度在±35。連鑄中間包在開(kāi)澆初期，換鋼包澆注末期采用中間包加熱，以補(bǔ)償鋼水溫度的降低，使鋼水溫度保持在目標(biāo)附近，這有利于澆注操作的穩(wěn)定性，提高鑄坯質(zhì)量，同時(shí)在正常澆注期內(nèi)，適當(dāng)加熱可以補(bǔ)償鋼水的自然降溫。加熱方法用感應(yīng)加熱和等離子加熱。5.1.6中間包向大型化發(fā)展目前板坯連鑄機(jī)中間包容量在逐步向大型化發(fā)展,中間包容量增大的優(yōu)點(diǎn)如下:(1)延長(zhǎng)鋼水在包內(nèi)停留時(shí)間,有利于夾雜物上浮;(2)換鋼包時(shí)不減拉速,保持中間包澆注穩(wěn)定,防止液面低于臨界值產(chǎn)生漩渦,將渣子卷入到結(jié)晶

47、器;(3)整個(gè)澆注過(guò)程中鋼液面穩(wěn)定,有利于操作順利進(jìn)行;(4)中間包容量增大,有利于減少金屬損失,降低操作費(fèi)用。 5.2中間包永久襯用耐火材料中間包永久襯的主要作用如下:(1)支撐工作襯；(2)減少熱損失，防止包殼溫度過(guò)高；（3）當(dāng)工作襯損毀時(shí)即保證安全，又是安全襯；（4）盡可能經(jīng)濟(jì)，但鋼殼必須有足夠的剛性和強(qiáng)度，且設(shè)計(jì)形狀要便于工作襯剝離。永久襯澆注料應(yīng)具有如下性能：（1）能抵抗中間包系統(tǒng)產(chǎn)生的熱應(yīng)力；（2）永久線(xiàn)變化為正值，這樣冷卻時(shí)產(chǎn)生的裂紋在高溫下可以愈合即具有裂紋自愈性；（3）所制工作襯能保持光滑的表面，有利于工作層的剝離；（4）抗侵蝕性強(qiáng)，能抵抗鋼液和熔渣的侵蝕。中間包澆

48、注料的材質(zhì)有以下幾種：（1）中間包用鋁硅質(zhì)澆注料。該材料主要成分為莫來(lái)石質(zhì)，其損毀主要是由于渣滲透引起的結(jié)構(gòu)剝落和熱剝落。通過(guò)改變?cè)系腁l2O3/SiO2比例，降低其熱膨脹率，以提高結(jié)合強(qiáng)度和塑性性能。（2）永久襯用自流澆注料。自流澆注料不需振動(dòng)即可自動(dòng)流入，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，簡(jiǎn)化了操作工序，避免了噪聲。 5.3中間包工作襯用耐火材料由于中間包的容量和承受的鋼水溫度與鋼包有一定的差別，所用耐火材料也不盡相同，要求中間包材質(zhì)具備以下條件：（1）耐鋼水和熔渣的侵蝕，使用壽命長(zhǎng)；（2）具有良好的抗熱震性，與鋼水接觸時(shí)不炸裂；（3）具有較低的熱傳導(dǎo)率和微小的熱膨脹系數(shù)，使中間包襯有一定的保溫

49、性和良好的整體性；（4）在澆注過(guò)程中鋼水污染小，確保鋼水質(zhì)量；（5）內(nèi)襯材質(zhì)的形狀和結(jié)構(gòu)要便于砌包和拆包。中間包工作襯目前主要是絕熱板和涂料。5.3.1絕熱板對(duì)絕熱板的要求如下：（1）耐鋼水和熔渣的侵蝕性要好；（2）熱導(dǎo)率要低，具有良好的隔熱性能；（3）絕熱收縮率要小,保證絕熱板在使用時(shí)板與板之間的嚴(yán)密性,防止鋼水滲入;(4)絕熱板的含水率要低,以避免在進(jìn)入鋼水后發(fā)生爆裂和鋼水沸騰;(5)絕熱板應(yīng)具有一定的強(qiáng)度和韌性,以避免在運(yùn)輸裝卸和安裝過(guò)程中破損.使用絕熱板包襯的優(yōu)點(diǎn)如下:(1)中間包可不預(yù)熱烘烤,實(shí)現(xiàn)冷包開(kāi)澆,可節(jié)省烘包燃料;(2)絕熱內(nèi)襯拆、砌方便；（3）保溫性好，中間包不易結(jié)冷鋼，提

50、高鋼水收得率；中間包永久襯修理減少，可延長(zhǎng)使用壽命；（5）絕熱板砌筑簡(jiǎn)單，冷卻后易粉化，使殘鋼和內(nèi)襯分離，清理方便。絕熱板的材質(zhì)一般為硅質(zhì)、鎂質(zhì)、鎂橄欖石質(zhì)。5.3.2涂料為了提高中間包內(nèi)襯的使用壽命,降低耐火材料消耗,便于清除內(nèi)襯上的殘?jiān)蜌堜?中間包工作層普遍采用耐火涂抹料或噴涂料。涂料應(yīng)具有如下性能：（1）有良好的噴涂施工性能；（2）密度低，隔熱性好且經(jīng)濟(jì)；（3）具有良好的耐侵蝕性；（4）可連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間使用；（5）抗鋼流沖擊性好；（6）易于拆除，解離性好；（7）烘烤時(shí)不開(kāi)裂不剝落。我國(guó)中間包采用鎂質(zhì)涂料取得了良好的效果。采用添加起泡劑和加入細(xì)顆粒等措施開(kāi)發(fā)的低體積密度的鎂質(zhì)涂料，具有以下優(yōu)

51、點(diǎn)：（1）減少用量；（2）提高隔熱性，降低熱導(dǎo)率；（3）降低熱損失，控制了鋼水溫度；（4）減輕施工體澆注料的熱負(fù)荷，提高其耐用性；（5）施工體與涂料的界面溫度降低，提高了抗折性；（6）耐炸裂性好，可快速干燥。為降低鋼水中的夾雜物，凈化鋼水，防止水口堵塞，開(kāi)發(fā)了鎂鈣質(zhì)涂料。以鎂砂為主要原料，加入含鈣材料如石灰石、鎂鈣砂、白云石等，CaO能吸附鋼水中的夾雜物和有害元素，同時(shí)游離的CaO在使用中與涂料中的SiO2反應(yīng)生成C2S，其在溫度變化時(shí)產(chǎn)生較大的體積膨脹，在冷包過(guò)程中，涂料本身結(jié)構(gòu)破壞，從而改善了解體性能。另外CaO還能吸附鋼水中的Al2O3,這對(duì)提高鋼的潔凈度起了重要作用。5.4中間包鋼水凈

52、化用材料5.4中間包鋼水凈化用材料 5.4.1過(guò)濾器中間包內(nèi)安裝過(guò)濾器是去除鋼中非金屬夾雜物的最有效手段。其過(guò)濾方式為機(jī)械過(guò)濾和反應(yīng)過(guò)濾兩種。機(jī)械過(guò)濾方式一種是夾雜物尺寸大于過(guò)濾器孔，無(wú)法通過(guò)被過(guò)濾；另一種是過(guò)濾器表面在高溫下成為半粘滯狀態(tài)，夾雜物被粘附在其表面。過(guò)濾器結(jié)構(gòu)有以下幾種：（1）泡沫陶瓷過(guò)濾器。該過(guò)濾器是一種微孔結(jié)構(gòu)材料疏松度很高，具有三維網(wǎng)架陶瓷結(jié)構(gòu)和相互貫通氣孔。（2）陶瓷繩型。一種是網(wǎng)狀陶瓷過(guò)濾器，一種是蜂窩陶瓷過(guò)濾器。（3）定向型。反應(yīng)過(guò)濾器是在高溫下夾雜物粒子與過(guò)濾器表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成新的化合物而達(dá)到減少夾雜物的效果。過(guò)濾器的材質(zhì)要能滿(mǎn)足如下要求：（1）與鋼水長(zhǎng)時(shí)間接

53、觸過(guò)程中，過(guò)濾器能承受熱 應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力作用；（2）能抵抗鋼水和熔渣的化學(xué)侵蝕而不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；（3）既能有效去除夾雜物，又沒(méi)有過(guò)大妨礙鋼水流通的阻力。過(guò)濾器的材質(zhì)主要是Al2O3質(zhì)、莫來(lái)石質(zhì)、ZrO2質(zhì)、CaO質(zhì)。5.4.2擋渣墻在中間包內(nèi)設(shè)擋渣墻能有效地使鋼水中的夾雜物上浮分離,擋渣墻的高度、設(shè)置位置和數(shù)量對(duì)雜物的去除有很大的影響。擋渣墻可以是單墻，也可以是雙墻、多墻，其目的是為了擋渣，提高鋼水的清潔度。其材質(zhì)一般是高鋁質(zhì)，可以用磚砌在中間包內(nèi)，也可以做成預(yù)制塊放在中間包內(nèi)。采用低水泥剛玉澆注料預(yù)制塊做的擋渣墻，其壽命與中間包同步。在中間包內(nèi)設(shè)擋渣墻的目的有以下幾點(diǎn)：（1）消除中間包底部的

54、區(qū)域的死區(qū)；（2）改善鋼水流動(dòng)的軌跡，使鋼水沿鋼渣界面流動(dòng)，縮短夾雜物上浮距離，有利于渣子吸收；（3）擋渣墻的作用還能將鋼包注流沖擊所引起的強(qiáng)烈渦流限制在局部區(qū)域內(nèi)，防止紊流擴(kuò)散，引起表面波把渣子卷入到鋼水中。5.5定徑水口對(duì)于小方坯連鑄，長(zhǎng)水口和浸入式水口均不適用，在小方坯連鑄機(jī)中間包無(wú)塞棒澆注系統(tǒng)中要采用定徑水口，進(jìn)行敞開(kāi)式澆注。鋼坯的注速只能靠定徑水口的孔徑來(lái)調(diào)節(jié)，在速個(gè)澆鑄過(guò)程中，孔徑必須保持恒定，以保證穩(wěn)定的拉坯速度，因而定徑水口需用高檔耐侵蝕的材質(zhì)。定徑水口材質(zhì)為氧化鋯質(zhì)，ZrO2含量從6095不等，ZrO2含量越高，其使用壽命越長(zhǎng)。定徑水口的結(jié)構(gòu)形式有全均質(zhì)、鑲嵌式、直接復(fù)合式、

55、振動(dòng)成型式等形式。定徑水口存在的問(wèn)題主要是擴(kuò)徑，即不耐侵蝕、炸裂和脫落。解決辦法是：（1）根據(jù)澆鑄時(shí)間和澆注鋼種，選擇不同鋯含量的定徑水口。水口的耐侵蝕性和使用壽命取決于水口中的鋯含量，含量越高使用壽命越長(zhǎng)；（2）原料采用鋯英石或氧化鋯；（3）為保證熱穩(wěn)定性，采用薄壁結(jié)構(gòu)的鑲襯套在水口本體中，以降低熱應(yīng)力；（4）采用具有高致密的ZrO2鑲襯的復(fù)合式定徑水口；（5）為防澆注Al含量較高的鋼種時(shí)發(fā)生堵塞，研制了CaO質(zhì)與CaO-ZrO2質(zhì)鑲嵌型定徑水口。5.6透氣型上水口隨著連鑄比的不斷提高,中間包水口的堵塞問(wèn)題也就越來(lái)越嚴(yán)重。連鑄過(guò)程中鋼液溫度不斷下降,鋼液中鋁也不斷折出,以Al2O3的形式凝結(jié)

56、在水口壁上形成結(jié)瘤而堵塞水口。采用透氣性上水口,在連鑄時(shí),可不斷通過(guò)水口磚向鋼液內(nèi)吹入氬氣,振動(dòng)鋼液能有效地克服結(jié)瘤堵塞。其材質(zhì)為莫來(lái)石質(zhì)、鉻剛玉質(zhì)和尖晶石質(zhì)。氣孔類(lèi)型為彌散型或狹縫式。在國(guó)內(nèi)大型中間包板坯連鑄上取得了較好的效果。5.7中間包新技術(shù)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用1.    鋼水凈化復(fù)合襯該內(nèi)襯結(jié)構(gòu)是在中間包的永久層上噴涂一層厚約20mm的含75MgO的鎂硅質(zhì)噴涂料做為工作層的墊層，然后在其上噴涂一層厚12mm左右含CaO的鈣鎂質(zhì)耐火材料作為工作層。由于鎂硅質(zhì)噴涂層具有良好的隔熱性可減少中間包的熱 損失；鈣鎂質(zhì)工作層除具有吸收鋼水中的Al2O3夾雜物的作用外，還具有脫硫

57、、脫氮的作用。2防湍流沖擊板對(duì)于高效連鑄，因其拉速快，鋼水在中間包內(nèi)會(huì)產(chǎn)生湍流現(xiàn)象。急劇的湍流一方面會(huì)沖破渣層將渣卷入到鋼液中并使鋼液暴露于空氣中被二次氧化；另一方面湍流還嚴(yán)重沖刷中間包側(cè)墻將耐火材料卷入到鋼液內(nèi)并降低了中間包工作襯的壽命。為解決這一問(wèn)題，開(kāi)發(fā)了中間包防湍流墊，其材質(zhì)為Al2O3>75的高鋁澆注料，經(jīng)成型燒成。防湍流墊安裝在中間包底部的鋼包鑄流沖擊區(qū)，使從鋼包長(zhǎng)水口沖出的鋼流向鑄孔中心折回，在防湍流墊內(nèi)重復(fù)循環(huán)以消耗掉注流的動(dòng)能，從而降低鋼流速度，防止湍流的產(chǎn)生。3紅中間包反復(fù)使用技術(shù)在中間包澆鑄結(jié)束后，在2min內(nèi)將殘鋼殘?jiān)诺皆鼉?nèi)，在兩個(gè)澆次的40min內(nèi)對(duì)紅中間包維護(hù)操作，用特制的浸入式水口更換小車(chē)，在30s內(nèi)完成浸入式水