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1、耐火材料创刊四十周年特刊2 0 0 6。4 0：1 4 5 1 5 4中间包用耐火、材料的发展孙庚辰张三华王战民张晔胡芳军中钢集团洛阳耐火材料研究院洛阳4 7 1 0 3 9摘要综述了中间包用耐火材料的发展过程，分析了其损毁机理，指出了中间包长寿化所用耐火材料及应用技术的发展趋势。中间包是钢水连铸工艺中_ 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。中间包用耐火材料的衬体结构如图1 所示。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
2、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。本文按照中间包的功能结构，分别论述各种耐火材料的使用状况及其发展。图1中间包用耐火材料示意图1中间包永久衬的长寿化1 1 发展过程在2 0 世纪8 0 年代以前，中间包一般采用粘土砖或高铝砖砌筑，由于砖砌永久衬整体性较差，翻包时易掉砖，经常要修
3、砌，寿命短，砌包频繁，工人劳动强度大，寿命一般不到1 0 0 炉。8 0 年代后，国外(如日本)开始采用高铝质低水泥浇注料整体浇注永久衬，由于其整体性较好，寿命大幅度提高，可达4 0 0 6 0 0炉，有的甚至达到1 0 0 0 一1 5 0 0 炉。我国于2 0 世纪9 0年代开始采用低水泥浇注料整体浇注，取得了较好使用效果，如D 5 7 浇注料j。9 0 年代后期，为了节省劳动力和减轻劳动强度，自流浇注料也在中间包上取得较大的推广口o；随着湿式喷射施工技术的发展，国外也开始采用该技术施工，大大提高了施工效率，由于国情原因，我国对该技术的推广较慢，目前还未有在中间包上试用的例子。1 2 浇注
4、料损毁主要原因【3 4 1(1)龟裂和剥落永久衬浇注料浇注成型后，要经过小火、中火与大火烘烤到1 0 0 0 左右，然后突然熄火，冷却到常温或低温(2 0 0)时再使用(由于温降迅速，通常易使浇注料产生纵向裂纹)。使用时，将碱性涂料涂抹或喷涂到永久衬上，自然干燥后，在线烘烤，通常1 2h 就要烘烤到1 0 0 0 左右，浇注钢水时，由于钢水温度通常为1 5 0 0 1 5 5 0o C，在较短的时间内碱性工作衬的背衬(即永久衬)的表砸温度即可达到1 3 0 0 以上，而用后中间包又需要迅速冷却下来，因此有些厂家为了快速周转，采用强制风冷或打水的方法，翻包后，将涂料涂抹或喷涂到永久衬上。如此循环
5、，中间包永久衬因热震而产生了纵向裂纹与横向裂纹，导致龟裂，有时还产生了平行于热面的裂纹，在翻包时容易造成剥落，导致永久衬浇注料损毁。(2)永久衬与工作衬涂料的粘附目前，中间包工作衬有不少采用涂料，因此涂料性能与中间包使用寿命密切相关。中间包在使用过程中，钢水温度1 5 0 0 1 5 5 0，工作衬涂料因含有粘 I 孙庚辰：男，1 9 4 1 年生，教授级高级工程师。2 0 0 6 4 i 簪刊耐火材料N H U 0C A l L a O14 5土、无机盐(磷酸盐与硅酸盐)等低熔物在高温、高压下烧结，如果使用时间长，有可能将涂料与永久衬烧结在一起。碱性涂料抗侵蚀性好，但是抗中包渣的渗透性差，渣
6、穿过工作衬到达永久衬，与永久衬反应，也容易使工作衬与永久衬烧结在一起，导致中间包用后翻包时工作衬不能自由落下，只能由人工强制剥离，从而造成永久衬的剥离损坏。1 3 对策针对上述损毁原因，国内外耐火材料工作者对低水泥高铝质浇注料性能及其与涂料的相互作用进行了研究，以便提高永久衬的使用寿命。(1)加适量的红柱石原料。1加红柱石类矿物原料，以改善永久衬的热震稳定性和高温体积稳定性。永久衬浇注料由主原料高铝矾土熟料加入铝酸钙水泥、S i O：微粉、A 1：O，微粉和分散剂组成，浇注料的A 1：O，含量通常为5 7 左右，故称D 5 7 浇注料。由于红柱石的热膨胀系数低于刚玉和莫来石，它的加入降低了D
7、5 7 浇注料的热膨胀系数，其与莫来石、刚玉热膨胀系数不一致而产生微裂纹，改善浇注料的热震稳定性；而且红柱石加热过程中于1 2 5 0 1 4 5 0 转化为莫来石，产生5 的体积膨胀，有利于改善浇注料的高温体积稳定性。红柱石的奠来石化是由表及里的过程，分解出来的游离S i O：在高温下向外扩散迁移，遇到高铝熟料中的刚玉(A 1：O，)而反应形成莫来石。红柱石完全莫来石化的过程(一次莫来石化与二次莫来石化)是一个很慢的过程，红柱石在莫来石化时，S i O：的迁移留下很多微孔，也能改善浇注料的热震稳定性。另外，添加适量耐热不锈钢纤维，也可提高浇注料热震稳定性。(2)选择适宜的A 1 2 0，含量
8、选择适宜的A I：O，含量可减弱高铝质永久衬浇注料与碱性(M g O C a O 质)涂料的粘附。由表1 和表2 可知，浇注料的A l：O，含量越低，涂料的解体性能就越差，低于5 0 后由于涂料与永久衬浇注料的反应较强，涂料较难解体。因此中间包永久衬用低水泥高铝质浇注料的A I：O，含量应选6 0 左右为宜。表1 攀钢研究的中间包永久衬浇注料氧化铝含与解体性壁笪羞丞浇注料ABCDEF14 6N A I H I J 0 渊u A 0 耐火材料2 0 0 6 特千,1浇注料ABCD1)汲洼荷重实验条件下的变形率，表征永久衬浇注料与镁质涂料的反应性；2)中、高温抗折强度之比表征永久衬浇注料的热震稳定
9、性，比值越接近1，热震稳定性越好。1 4 我国中间包永久衬浇注料与国夕I 的性能对比表3 给出了我国常用的中间包永久衬浇注料与日本的浇注料理化性能指标。衰3 我圈中问包永久衬浇注料与日本的浇注料建化性能对比，中国日本公剐F 广K注：带“”参数为在1 5 0 0 3h 处理后所测数据。日新钢铁公司的中间包永久衬使用A 1 2 0，一S i O：质自流浇注料，中间包使用寿命从5 0 0 炉提高到6 0 0炉。德国赫施钢铁公司使用红柱石质浇注料，使用寿命达到1 0 0 0 炉。美国伯利恒钢铁公司雀点厂6 0t 中间包永久衬采用低水泥A 1：O，一S i O：质浇注料，使用寿命1 2 0 0 炉。2中
10、间包工作衬2 1 发展过程根据中间包在使用前包内工作层的温度分为高温中间包、冷中间包和热中间包。中间包最早使用镁砖砌筑，此为高温中间包。使用时预热温度达1 4 0 0，因镁砖抗热震性差，现在国内外都早已不再使用了。国内也曾用粘土砖和高铝砖砌筑中间包工作衬。小火、中火、大火烘烤到1 0 0 0 左右便可浇钢喁。镁2 0 世纪7 0 年代初，西方开始采用绝热板；8 0 年钙质涂料由含钙原料(镁钙砂、生白云石等)、结合剂、代初我国也开始采用硅质绝热板技术，在天津二炼钢增塑剂和防爆纤维组成，其中镁钙砂要经过防水化处使用后，在武钢、鞍钢、济钢相继使用。用绝热板砌筑理。镁钙质涂料因含有游离C a O，可净
11、化钢水 9。的中间包也称为冷中间包，使用前不需烘烤。其优点碱性涂料因生产工艺简单，施工方便，脱包容易，耐侵如下：节能，特别是没有煤气源的钢厂多采用绝热蚀，不污染钢水，使用寿命长，很快替代了绝热板，得板；绝热性能好，可以把钢水温度降低1 0 一1 5；到了推广应用。碱性喷涂料的壁厚4 0m m 时，通常可容易翻包，中间包用后很容易脱除掉残渣和残钢。使用8 一1 2h；壁厚8 0 一1 0 0m m 时，通常可使用2 4h但是，绝热板也有很多不足之处。硅质绝热板由以上。硅砂、纤维和结合荆树脂组成，经过制浆、压滤、热处1 9 9 1 年开始有美国人的干式振动料的专利。我困理而成。它不仅易污染钢水，增
12、硅和增氢，而且使用予2 0 0 1 年开始广泛推广使用中间包碱性干式振动寿命短，浇注普碳钢通常可连浇8h 左右，但是浇铸料 1 2 1。近年我国还开发了镁质预制板取代绝热板”】。含M n 的合金钢只能连浇4h 左右，这是由于M n O 与中间包碱性干式振动料由于现场不需要搅拌机，具有S i O：生成低熔点的2 M n O S i O：而导致抗侵蚀性下施工简单，效率高，施工准备期短，寿命长等优点，目前降。残钢上如粘有硅质板，给残钢的再利用也带来很已在我国广泛应用。中间包碱性干式振动料和镁质预多不利。为此，我院在“七五”期间与秦皇岛耐火材料制板的应用促进了连铸技术的发展，如快速更换机构厂合作开发镁
13、质绝热板，以提高绝热板的抗侵蚀性。的应用，使得中间包得以长寿，最高寿命可达9 5h。一镁质绝热板以镁砂或镁橄榄石砂为主要原料，用无机般都可达3 0 一6 0h。由于中间包干式料一般采用树脂盐或树脂为结合剂，使用寿命可达8h 以上，最高可结合，高温下炭化易使钢水增碳、增氢，烘烤时也有较达1 4h。但是生产成本较高，而且中间包绝热板是成大的异味，因此现在都正在开发无碳环保干式料c 1 4 1。套的，运榭搬运过程中若破损一块，整套就不能用，造由于中间包是炼钢工艺中最后一个钢水与耐火材成较大损失。绝热板如果用树脂作结合剂，则使用时料接触的高温容器，因此钢厂也越来越重视中间包耐放出臭气，污染环境，有害作
14、业人员身体健康。火材料给钢水带来的污染，镁钙质中间包工作衬也将西方国家于2 0 世纪7 0 年代开始采用镁质涂料是一个重要的发展方向【1 5 1。因此可认为，中间包的发进行涂抹和喷涂施工，国内也于1 9 7 7 年由我院李再展过程和方向是：镁砖砌筑工作衬_ 绝热板(硅质绝热耕和武钢耐火厂合作开发出镁铬质中间包涂料 7】。板、镁质绝热板)_+碱性涂料(镁质涂料、镁钙质涂料、由于连铸比的提高和新材料如有机纤维的采用，大幅镁铬质涂料)_ 碱性千式料(镁质千式料、镁钙质干式度提高了涂抹料的烘烤性能，解决了中间包的快速烘料)和碱性浇注料预制板(镁质浇注料)。烤问题。国内子9 0 年代广泛推广涂抹料技术。
15、镁质2 2 工作衬的性能与使用情况涂料施工的中间包也称为热中间包。镁质涂料由镁中间包用硅质和镁质绝热板的性能如表4 所示，砂、结合剂(磷酸盐、硅酸盐等)、增塑剂(粘土等)、防镁质和镁钙质涂料性能如表5 所示，镁质和镁钙质干爆纤维和防裂剂经混合后制成，使用时加水，或人工式捣打料性能如表6 所示。它们的使用寿命情况如涂抹或机械喷涂到中间包永久衬上，自然干燥后，经表7 所示。塞!虫回复缝蛰堡塞i i 5 蛙瞳材质郴；o：)删(M s O)耐訾芝怒影-s)n l抗篙豁热导鬻普i u 叮u u0 一皇辫曩备L卫Cm r a馋皿Ll【I)u u 乙jn，l 2 嚣8 6 4 2一1 6 9 0-1 7 2
16、 01 3 0 1 4 54 5 5 3o 2 7 o 3 2o 2 o翟嚣8 9，szm。m，“s：1 7-4 2呲，一1；l!嚣一，s oi 8 7。1 8 94 2 5 1。6一砉震薹羹蓑3 5 o5 5 o1 7 9 0 1 7 5 01 8 93 3 1o 6 4一o 4黼5 87 8一1 I q O9 2 5 0o 6 5“o黼4。6柳1 9 2 01 9 0 2 5 0o 7矗22 0 0 8 特刊耐火材料N U H U O 渊U 柏147o _一蠢至虫回鸯鲢蛙(魉2 澄魁堡丝蛙堑材质以M 印，w cc a。，、1 鲁絮雩嘉耸勰1 而鼍翌摹 专黯1 而鼍雯导手号淼嚣粼中累荐质8
17、8 斛一z。1 一I|S 59；。1 5 1。32 3 9一-8中需质7 2 4 31 2 3 42 1 0，2 1 42 5咿1 8 5-1 6 7中嘎麓笋质5 1,2涂料日奎譬质8 8 0涂料日毯笋质5 1 0涂料“3 2 73 7 O1 6 51 6 81 8 01 9 01 6 01 7 1材质删缈郴蔷裂鬻杀斋篙器黧警害夥器爵嚣裂躲表7 不吗工作衬的使用效果对比除了以上工作衬以外，中间包还使用镁质浇注板。山东莱钢使用镁质浇注板代替涂料，平均使用寿命达3 0h 以上。该镁质浇注板是以电熔镁砂为原料，硅微粉为结合剂，磷酸盐为分散剂生产的致密型浇注板，其M g O 含量8 6，体积密度2 8
18、g c m 一，热导率3 4 2W m K。武钢使用一种轻质镁质浇注板代替涂料，该轻质镁质浇注板以烧结和电熔镁砂为原料，硅微粉为结合剂，磷酸盐为分散剂，并加入一种纤维浇注而成，其M g O 含量8 1 8 4，体积密度2 0g c m 一3，抗折强度4 5M P a，热导率0 6W m 一K 5连铸6 7 炉后渣线侵蚀深度3m m，9 后时渣线侵蚀5m m，中间包容量1 5t，每炉平均浇注时间4 2r a i n。2 3 日本K o b e 钢有限公司中间包日本K o b e 钢有限公司中间包是连续循环操作中间包工作衬耐火材料技术长寿化的另例。有资料介绍，该中间包工作衬连续使用5 0 0 次以
19、上。N o 4C C 2 S T R 连铸机热态下中间包操作流程如图1 所示。N o 3 C C 连铸机中间包循环使用，如图2 所示。中间包形状与内衬(工作衬)耐火材料见图3。长寿命中间包用耐火材料理化性能见表8。长寿命中间包侧墙用耐火材料理化性能见表9。长寿命4 C C 2 S T R 连铸机中间包用耐火材料见表1 0。图lN o 4C C 2 S T R 连铸机热态下中间包操作流程14 8N I*I U 0c I L 粕耐火材料2 0 0 6 榔J广1IC u r i n gll-_-_ _-_-一图2N o 3C C 连铸机中间包循环使用N o工作衬耐火材料H i g h A 1 2 0
20、 3 砖H i g l I-A h 0 3 砖H i g l l A 1 2 0 3 砖A 1 2 0 3 C 砖A 1 2 0 3-C 砖M g O C 砖预制块图3 中间包形状与内衬(工作衬)耐火材料2 0 0 6 特刊耐火材料N A I H U 00 A I U A 014 9耍回驴当酏I材质A 1 2 0 3 一C(A)M g o c(B)材质高铝(C)高铝(D)商铝(E)表1 0 长寿命4 C C 2 5 T R 连铸机中问塑用耐火材料材质高铝砖A 1 2 0 砖3“M g O 砖-c 繁万飞r 面一虿丁该资料最后还指出，延长中间包寿命，采用浇注料整体内衬和改善滑动水口正在进行中。这
21、一点启发我们，结合中间包工作村长寿命化的历程，为延长中间包的使用寿命，采用镁质或镁钙质中间包浇注料工作衬和采用中间包快速更换滑动水口，应是个方向。采用快速更换滑动水口的工作，我国正在推广之中，且进入成熟阶段。3中间包流量控制装置的长寿化3 1 发展过程小方坯连铸：定径水口一陕速更换定径水口。板坯连铸：整体塞棒控流，滑动水口，浸入式水口外装式浸入式水口(即两节式水口)快速更换浸入式水口。3 2 定径水口 1 6 叫7】浇铸小于1 5 0m mx1 5 0m m 的小方坯，通常使用定径水口进行敞开式浇铸。定径水口的使用寿命与Z r 0 2 含量密切相关。15 0N A I H U O 渊u 0 耐
22、火材料2 0 0 6 特刊表1 1 定径水口的Z 由：害t 与性能的关系牌号z 9 5 Sz 8 5 S拐5 Sz 6 5 Sz 6 2 S埘(Z r 0 2)9 58 77 86 56 3w(S i 0 2)骺0 31 22 l3 23 4体积密度(g c m-3)4 8 54 5 04 0 03 7 03 6 8显气孔率1 51 61 82 01 8结构钢浇铸时间h2 0853 52Z r O：含量6 5 的定径水口，主要原料为锆英石，经加工后的锆英石按一定的粒度配合，加有机结合剂，混练成型后，于1 5 0 0 一1 6 0 0 烧成。Z r 0 2 含量7 5 一8 5 的定径水口，主要
23、原料为锆英石与单斜Z r O：，按一定的粒度配合，加有机结合剂，混练成型后，于1 6 0 0 1 6 5 0 烧成。Z r 0 2 含量 1 9 5 的定径水口，一种以电熔C a O半稳定的Z r O：为主要原料，按一定的粒度配合，加有机结合剂，混练成型后，于1 7 5 0 1 8 0 0 烧成，这种水口以粗粒型结构出现；另一种以M g O 半稳定的Z r O：为主要原料，经高温烧成，这种定径水口多以细粒陶瓷型结构呈现。3。3 快速更换定径水口u 快速更换定径水口实质上是将Z r O：质定径水口一分为二，过渡段镶嵌在上水口上，它固定在中间包座砖内，定径段镶嵌在下滑块上。使用时，通过上下滑块的快
24、速更换(在1 秒内)，达到定径水口延长浇注时间的目的。Z r 0 2 质水口多采用Z r O：含量9 5 的材质。多年来，快速更换定径水口主要在快换机构上做文章。(1)多孔回转式水口，靠电机机械传动装置更换新水口。见图4。罐蓊沁奈j过闷N!N_蛾图4 多孔回转式水口如果每个铸孔的Z r O：质水口可用8h 以上，则6孔的水口可使用时间长达4 8h。(2)手动式快速更换水口装置，投资少，可无数个更换。图5 手动式快速更换水口装置(3)液压式快速更换水口装置，更安全可靠，可无数个更换。母解蕊烈囱缓：毫鞠蕊：誉浏圈6 液压式快速更换水口装I3 4 整体塞棒、中间包滑动水口和浸入式水口(1)整体塞棒引
25、目前整体塞棒本体材料主要为A 1：O，一C 质，并含有一定量的熔融石英。为了提高塞棒使用寿命，根据所浇钢种的不同，棒头可采用A 1：O，一C 质、M g O C 质和Z r O：一C 质，其性能列于表1 2。农1 2 塞棒头和渣线部位材质的组成和性能项目本体警嚣警(2)三层式滑动水口【t 8 J中间包滑动水口为三层式，上下板为固定板，中间板为活动板。国外中间包用三层式滑板理化性能列于表1 3。表1 3 三层式滑板的理化性能厂家日本黑崎德孱渣迫尔A 1 2 0 3)7 7 1 48 4 8 8埘(Z r 0 2)5。昭一埘(C)8 6 3、4 2 1显气孔率6 275 0体积密度(g c m 3
26、)3 1 83 0 8耐压强度M P a1 9 5 72 2 9高温抗折强度M P a(1 4 0 0)1 7 71 8 9A 1 2 0 3 一C 和A 1 2 0 3 一Z r O：一C 滑板一般可连浇8炉以上(3 0 0t 钢包)，但浇注钙处理钢时，寿命大幅度下降。为了提高连浇炉数，通常在A l：O，一c 质滑板上镶嵌Z r O：质板，Z r O：质滑板多采用M g O 半稳定的Z r 0 2 作原料。(3)浸入式水口t 1 9 最初的浸入式水口采用熔融石英材料，但其抗侵蚀性差，不能满足多炉连铸和洁净钢生产的需要。目前主要采用本体为A l：0 3 一C 质，渣线为复合Z r 0 2 一c
27、 质的浸入式水口，其性能列予表1 4。在满足抗热震性的前提下，渣线材质抗结晶器保护渣的侵蚀性能和水口内部抵抗A l：O，结瘤的性能是决定浸入式水口使用寿命的关键因素。表1 4 浸入式水口渍线材料的理化性能项目普通低碳+X 为低烙物和抗氯化剂。日本研制了耐侵蚀性强，抗剥落性好的Z r B：一C质保护环(Z r B 2 含量7 0，C 含量1 5，S i C 含量5，A 1 N 含量8；体积密度3 4 2g c m；耐压强度6 7 4 9M P a；显气孔率1 7 5)，使用效果是Z r 0 2 一C材质的2 倍以上，但价格比较昂贵。已研究开发防氧化铝堵塞的材质有：S i M o n Z r 0
28、2，Z r 0 2 一C a O C，以及无硅无碳浸入式水口内壁复合尖晶石材料。Z r O：一C a O C 材料的性能如下：Z r O：C a O 含量7 0(其中Z r O：含量6 9，C a 0 含量3 0)，C 含量2 2，S i 0 2 含量2，S i C 含量4；显气孔率1 4 8；体积密度3 2 4g c m 一。2 0 0 6 特刊耐火材料N A l H C A I L l 01513 5 板坯连铸用快换浸入式水口装置2 0 液压式驱动更换浸入式水口如图7 所示。快换浸入式水口由下滑块、密封装置和浸入式水口组装在一起。图7 液压式驱动更换浸入式水口+中间包长寿化是一个系统工程，
29、但是决定长寿中间包寿命的是快换更换定径水口和快换更换浸入式水l=I。其中起决定因素的是上滑块(固定块)的寿命，因下滑块可以无限制更换(生产允许)，但上滑块固定在中间包上，浇铸过程中不能更换。因此，提高上滑块内镶嵌的Z r O：质水口的使用寿命就特别重要，今后有两个方面的工作要做：适宜的Z r O：质水口的厚度；耐侵蚀、抗冲刷的Z r O：质水口的开发，细粒陶瓷型半稳定Z r 0 2 质水口和M 9 0 一Z r O：质水口的研究开发。4中间包钢水流动方式控制装置的长寿化、4 1 发展过程要实现钢水在中间包内杂质上浮，质量均匀，温度均匀，钢水从冲击区到各个铸孔时间差异较小，最有效的措施是安装钢流
30、控制装置，即堰坝、挡渣堰和挡墙，统称挡渣堰。形式变化：挡渣堰一在冲击区上放稳流器(或称反涡流器)。材料变化：高铝质一刚玉质娜镁质(镁钙质)浇注料预制件。：。为了提高钢水质量，去除夹杂，在带孑L 的挡渣堰上装钢水过滤器。钢水过滤器的结构形式有：泡沫网络式、环状叠加式和直通孔型；材质有：A I：0 3 质、Z r O：质、S i C 质和C a O 质。4 2 挡渣堰(I)高铝质心1 以高铝矾土熟料、A I：0。微粉、S i O：微粉和铝酸钙15 2N A I H U OO A I I I A O 耐火材料2 0 0 6 特刊水泥为原料，加入适量钢纤维和分散剂，经浇注而成。表1 5 高锶魇挡渣堰的
31、性能项目指标(2)镁质2 2 以镁砂为骨料，镁砂粉和S i O：微粉为结合剂，加入适量钢纤维和分散剂，经浇注而成。表1 6 镁质挡渣堰的性能1)国外产品浇注的钢种为高碳钢和低碳钢，平均侵蚀速率o 0 3 o 1 1m m 炉。，4 3 氧化钙过滤器2 3 埘氧化钙陶瓷过滤器的性能见表1 7。采用钙质过滤器后，钢中杂质可降低3 0 以上。表1 7 氯化钙陶瓷过滤器性能项目ABC a OM g Ow S i 0 2A 1 2 0 3F e 2 0 3体积密度(g c m _ 3)显气孔率耐压强度M P a抗折强度M P a挡渣堰也是中间包长寿化的一个薄弱环节。为了延长其寿命，从结构形式上改为稳流器
32、，因稳流器内总存在有一定深度的钢水，钢包人流中间包的钢流因不能冲击到底而减少了冲击。且其钢流到达稳流器内向上翻动，有利于夹杂上浮，并有利于钢水均匀。4 4 稳流器副从钢包长水口高速流人中间包的钢流及其产生的湍流会造成卷渣，也会导致耐火材料严重蚀损，成硼们晒=g甜，一舢叫伽洲帅 甜一班mmmmz2，；为新夹杂，还会影响夹杂物的浮出。在中间包内采用抑制湍流的冲击垫消除受钢区的湍流，对于小型中间包，或中间包低液位操作，或为多炉连浇而更换钢包显得尤为重要。为此，国内钢厂广泛设计并采用了缓冲垫板，有平板形、波纹形、蹄铁形多种。这些缓冲板通过分散中间包包底的钢液流，减少了喷溅和表面湍流，同时减轻了钢液对中
33、间包底的直接冲击。使用中存在的问题是易产生短路效果，减少中间包内钢水的最短停留时间，并增大了产生漩涡的可能性。目前国外已经开发了新型防湍流垫(稳流器)，克服了上述缺点。它由高铝质耐火材料浇注成型。防湍流垫安装在中间包底部的钢包注流冲击区，不仅可使中间包内衬免受冲击，还可使从钢包长水口冲出的钢流向注流中心折回，削弱湍流能量，从而显著减少喷溅和表面湍流，并改善停留时间分布参数，为结晶器提供更洁净的钢水。国内也有类似形状的防湍流垫问世，但使用效果一般，需要进一步研究和推广。稳流器(控流盒)也是一种控制中间包钢流的产品，可以提高钢水的质量，同时还有减少生产成本的巨大潜力。控流盒通过吸收钢水的冲击动能，
34、抑制钢流在注钢区的紊乱，再使钢水平稳地、缓速地、无涡流地被排走，减少了钢流的翻滚。稳流器用于连浇有如下优点：(1)浇钢开始阶段：减少钢水飞溅，增强安全、改善环境；可以开大钢包水口快速向中包加入钢水，提高钢水一开始的清洁度和性能。(2)正常浇钢阶段：消除钢流紊乱减少二次氧化，减少注钢区耐火材料的磨损；增加栓塞流、减少死水区均匀钢水温度；延长钢水经过中包的时间减少水口堵塞、改善夹杂物上浮条件。(3)更换钢包阶段：减少钢流紊乱减少夹渣，减少二次氧化；迅速建立正常浇钢的中包钢液面减少次品；钢水成分转移预测性更好减少废品和混钢量。稳流器(控流盒)还通过下列作用，可以降低生产成本：提高钢的洁净度；简化中包
35、耐材施工；延长连浇时间和炉数；提高生产率；提高收得率；减少废品和次品。稳流器材料的理化指标见表1 8。稳流器常见的形状见图8。稳流器改变钢水流向模型见图9。今后的工作应集中在如何稳流器抗钢水冲刷能力，还可以借助水力模型确定稳流器的更合理的形状。项目A 一7 5M 一8 5图8 稳流器典型图形图9 稳流器改变钢水流向的示意图5结语随着炼钢技术的不断进步和使用条件的日益苛刻，中间包用耐火材料及其使用施工技术近年来在长寿和净化钢水方面取得了长足的进步，这为提高我国钢铁连铸工效及成材的收得率，降低吨钢成本打下了坚实的基础。今后长寿、高效、洁净钢水、环保和用后材料的回收这几个方面将是中间包用耐火材料今后
36、发展的主要方向。参考文献 1 刘宇，冯应毅，孙立君，等连铸中间包用D 5 7 耐火浇注料的研制1 9 9 1 年连铸用耐火材料学术会议论文集 2 史道明，刘玉泉，范天元中间包用奠来石质自流浇注料的研制与应用耐火材料，2 0 0 1，3 5(4)：2 2 1 2 2 2 3 刘芳，王瑞红中间包永久层用浇注料的改进与应用2 0 0 1 年青岛全国不定形耐火材料学术会议论文集：2 1 02 0 0 6 特刊耐火材料N 朋州oC A I L I A O15 3 4 李育成中国钢铁公司T 型中间包背衬浇注料影响使用实绩因素之研究1 9 9 8 年北京第三届国际耐火材料学术会议论文集(中文版)：8 9 5
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