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A 鋼水凈化耐火材料

為了更有效地在連鑄中間包內凈化鋼水，法囯索拉克鋼公司研制了一種中間包鋼液凈化復合耐火材料。其主要成分為CaO * MgO和SiO2該內襯結構是先在中間包的永久層上噴涂一層厚約20mm的含75%MgO的鎂硅質耐火材料作為耐火材料的墊層。然后，在其上噴涂一層厚12mm左右含60?O的鈣鎂質耐火材料作為耐火材料的表層。中間包襯噴涂好后，經400℃干燥后存放待用。在中間包投入使用前再分步將其加熱至1200℃，但必須保證在940℃以上加熱30min，以便耐火材料中的CO2充分分解逸出。

中間包內襯可采用豐富的天然耐火材料。由于鎂硅質墊層具有良好的隔熱性能，可減少中間包內鋼水的熱損失;鈣鎂質耐火材料表層除具有吸收鋼中Al2O3夾雜物的作用外，還具有脫硫、脫氮的作用。從試驗結果表明，鋼液中Al2O3夾雜物與中間包襯的CaO接觸，反應產物為液態(tài)3CaO * Al2O3，該化合產物一部分上浮到鋼液面上被中間包覆蓋劑吸收;另一部分則滲進中間包襯與硅鎂質層反應成2CaO·SiO2·3CaO ·SiO2高熔點固相產物，在鋼液靜壓力作用下，使中間包內襯更加堅實。因此，使用這種耐火材料效果良好，可消除鋼液中85%的氧化鋁夾雜物，用每爐220t鋼水進行4爐連澆時，無水口堵塞現(xiàn)象。

B 防湍流沖擊墊

對于高效連鑄而言，由于它比一般連鑄的拉速快，因此，其鋼包澆鑄速度也就更塊。這樣在中間包內產生的湍流現(xiàn)象就更為嚴重，中間包內急劇的湍流一方面會沖破渣層將鋼渣卷入到鋼液內并使鋼液暴露于空氣中被二次氧化;另一方面湍流還會嚴重地沖刷中間包側墻將其耐火材料卷入到鋼液內并降低了中間包耐火材料的使用壽命。此外，開澆時鋼液飛濺嚴重，還會促使中間包內結渣。

為解決這些問題，國外一些鋼廠最新開發(fā)應用了一種中間包防湍流墊。該墊有多種結構形式，具有代表性的防湍流的特點為，其材質為Al203>75%的高鋁澆注料，經成型燒成。防湍流墊安裝在中間包底部的鋼包鑄流沖擊區(qū)，它使從鋼包長水口沖出的鋼流向鑄流中心折回，在防湍流墊內重復循環(huán)以消耗掉注流的動能，從而降低了鋼流速度，防止湍流的產生。

防湍流墊對大小不同的各種中間包均有良好的使用效果。美國LTV鋼鐵公司使用防湍流墊的結果表明，它對中間包內的鋼流流動狀態(tài)有很大的改善，使鋼液內的總氧含量下降了 20%?30%，大于12μm的Al2O3夾雜物減少了17%?67%，中間包水口堵塞現(xiàn)象減少了57%。此外，還有效地改善了鑄坯的表而質量，提高了鋼水收得率和減少中間包結渣殼現(xiàn)象。

防湍流沖擊墊可用Al2O3>75%的燒成制品，該制品強度高，其高度約為中間包深度的1/4，外徑約為中間包底部的寬度，也可根據(jù)實際情況而定。

C 紅中間包反復使用技術

為了減少中間包的維護時間，提高鑄坯質量和降低生產成本，新日鐵廣畑廠生產了在連鑄過程中紅中問包反復使用的一系列有關技術。其具體做法如下：即在每次中間包澆鑄結束之后，在2min內用安裝在中間包底部的殘鋼及殘渣排放到澆鑄平臺上準備好的渣缸內。在兩個澆次之間的40min準備時間內，在線完成對紅中間包的維護操作。用特制的浸入式水口更換小車，在內完成整體浸入式水口的更換，然后使中間包重新投入使用。這種浸入式水口更換小車具有回收舊水口，清理中間包座磚，預熱和安裝新浸入式水口的功能。

這項技術使中間包可反復使用澆鋼500爐以上;中間包耐火材料費用降低了三分之二;中間包維護人員減少二分之一;鋼液的溫度損失大大減少;鑄坯質量得到了顯著的改善，中間包結渣殼的現(xiàn)象大為減少，并節(jié)約了加熱中間包所需的大量能源。

D 鋼包注流保護技術

我國安陽鋼鐵公茼開發(fā)研制成功組合式大包注流保護及鋼液導向裝置，獲國家實用新型專利。

該裝置由保護套管和導流磚部分組成?？蓽p輕大包注流與空氣的二次氧化程度，如果通過少量惰性氣體密封，可完全解決大包注流與空氣的二次氧化，還可減少第一爐鑄坯中中間包絕熱板沖蝕物造成的夾雜物，亦可減輕大包注流對中間包內渣、鋼的沖擊混合作用，減少中間包渣的卷入。改變中間包內鋼液流動狀態(tài)，便于鋼中夾雜物上浮。

E 中間包耐火材料采用全自動化噴涂

美國LTV鋼鐵公司中間包耐火材料采用全自動化噴涂，克里夫蘭廠是北美第一采用全自動化噴涂技術的工廠。該廠的中間包準備場地設有1個中間包準備平臺，平臺的北而是中間包翻渣殼機，南面是中間包干燥站;有6個中間包存放臺架成兩行三列布置在此平臺上，平臺的中間是1臺由可編程序邏輯控制器控制的用于噴涂消耗性中間包耐火材料的全自動化機器入噴涂裝置。

使用這種裝置，每45min可噴涂好1個中間包耐火材料，該廠只用1個班組就能很容易準備好全廠所用的全部中間包。該系統(tǒng)的各種性能可靠，機器人和輔助設備基本上沒有出現(xiàn)故障。采用這種裝置后，該廠的中間包耐火材料消粍非常穩(wěn)定，中間包渣殼自動脫除率保持在98%以上。

F 中間包火焰噴補

近年來，中間包內襯的明顯傾向是使用致密澆注塊作為主要內襯材料和內保護層的隔熱爐體。由于這種含有相當多水分的爐體需在干燥中間包時給予特別的養(yǎng)護，新?lián)Q上的內襯帶來的水分不易從混凝土內襯中除去，其滲透性要比煅燒磚差99%。于是，混凝土內襯所含的水分總是又同鋼水相接觸，而形成氫。氫滲入鋼水中或被排除爐體之外。

為提高鋼材的質量，從完善中間包內襯的結構，尤其是完善形成氫的方法人手，CRM鋼廠采用隔熱保護層內襯，其內襯完全不含氫結合劑，不含有機物，也不含水分為火焰噴補爐襯。在不同溫度下，內襯氣孔率與堿性磚和涂層泥漿氣孔率的比較情況，見表4-23。該內襯，堿性磚，涂層泥漿都具有相同的隔熱能力和優(yōu)良的機械性能。

G 中間包鋼水連續(xù)測溫

連續(xù)測溫技術由本溪、首鋼合作完成。研制出的新型溫度傳感器及其相關測溫技術如下：

(1) 鉬基金屬陶瓷保護管，采用粉末冶金的方法將金屑與陶瓷結合，得到了一種既耐高溫抗腐蝕，又抗熱震，強度較高的復合材料——金屬陶瓷，優(yōu)點是使用壽命長，響應速度快。

(2) 鎢錸熱電偶，我國鎢資源豐富，鎢錸熱電偶防氧化技術已突破，既可用于高溫金屬熔體連續(xù)測溫，又可用于多種氣氛即氧化、還原或兩者交替使用。

連鑄中間包的鋼水溫度一般為1500?1600℃，在煉鋼連鑄過程中，鋼水溫度的準確測量是指導操作、控制質量的參數(shù)之一。

H 更換中間包浸人式水口實現(xiàn)全自動化

美國伯利恒鋼鐵公司雀點廠開發(fā)應用了全自動化更換中間包浸入式水口的裝置，該裝置可在0. 6?0.8m/min的正常澆鑄速度和不用提升中間包的情況下更換浸入式水口，只需Imin即可完成，該中間包斷流時間3s。該公司還準備將這種裝置的功能擴大到更換中間包滑動水口，結晶器內取樣和推送結晶器保護渣等方面。

i 中間包循環(huán)使用

神戶制鋼所加古川鋼廠的4號連鑄機采用了中間包熱循環(huán)使用，等離子加熱鋼水等新技術。中間包(容量80t)的熱循環(huán)使用是指澆鑄結朿后移走中間包并傾渣、維修滑動水口等耐火材料，再加熱、注鋼水進行下次澆注。但是，熱循環(huán)使用中間包，沒有完全排除的殘留在包內的鋼渣有可能污染下一爐鋼水。同時，中間包容積縮小，不能保持一定的盛鋼量。對此，在中間包內添加高堿度、低粘度熔劑，使殘渣易于排除;另外，在澆注初期從三層式滑板的中間層吹氬攪拌鋼水，待鋼水保持一定水平后自然開澆，這樣就保證了鑄坯質量和中間包容積穩(wěn)定。

為了防止傾渣引起的內襯磚松動，在熱循環(huán)中間包側壁采用了拱型結構。而且不像通常的中間包那樣在襯磚表面噴涂涂料，該包壁及包底使用了耐蝕性良好的髙鋁磚砌筑，在等離子加熱部位還使用了耐熱性好的高鋁磚，考慮到添加熔劑的熔損，在渣線使用了鋁碳磚。

在局部實行熱噴補和渣線使用鋁碳磚以后，中間包的熱循環(huán)使用次數(shù)逐漸增加，大幅度延長了使用壽命，目前，熱循環(huán)使用300次后，包底、排渣孔等部位經過中修可延長到600次左右。