|
自2005年12月16日热负荷试车以来，不锈钢炼钢工序试生产运行平稳。为保证不锈钢正常生产。所用耐火材料必须高质量、低消耗，耐火材料的质量直接影响钢水的质量，耐火材料综合消耗(耐火材料产量与钢产量之间的比值)的不断降低，是耐火材料发展的重要标志。中间包是炼钢生产流程的中间环节。而且是由间歇操作转向连续操作的衔接点。中间包作为冶金反应器是提高钢产量和质量的重要一环。无论对于连铸操作的顺利进行，还是对于保证钢液品质符合需要，中间包的作用是不可忽视的。所以对酒钢不锈钢生产中间包用耐火材料做了一些调查。
中间包的功能
中间包是钢水包和结晶器之间用于钢水过度装置，中间包承受连铸钢包流入的钢水后起承上启下的作用。连铸中间包原为钢水保温用，主要目的是钢水分配和整流。随着中间包钢水冷却技术。钢水再加热技术、氩气密封技术、气体搅拌技术和清除钢水中非金属夹杂技术等的开发应用成功，连铸中间包已成为钢铁冶炼过程中在最后阶段最重要的精炼容器(炉)，并向大型化发展。目前。可以在中间包内完成钢水温度的控制，微量合金元素的精确调整和改善夹杂物的钙处理等，也称中间包冶金。随着对钢的质量要求日益提高，相应地开发各种钢包精炼技术，其目的都是为提高其纯净度，把钢水处理“洁净”。位于连铸钢包与结晶器之间的中间包，经过炉外精炼处理的钢水。注入中间包后可以进一步净化钢水。总之，中间包的主要任务是：(1) 分流钢水。对多流连铸机通过将钢水分配到各个结晶器；(2) 稳流。降低钢水静压力，保持中间包稳定的钢水液面，平稳地把钢水注入结晶器；(3) 贮存钢水。在多炉连浇更换钢包时，不减拉速，为多炉连浇创造条件；(4) 净化钢水。在较长的浇注时间内，使钢水温度基本不变，促使钢水中夹杂物进一步上浮，防止钢水和空气接触，避免吸氧、吸氮。连铸浇铸过程见图1所示： （图片）
图1 连铸浇铸过程中间包结构
中间包一般由包体、包盖、水口、塞棒等组成。包体的外壳一般用钢板焊接而成，要求具有足够的刚性，以便在高温环境下承受浇铸、搬运、清渣和翻包等操作时不变形。中间包内衬是耐火材料。中间包内设有挡墙结构，用于隔离来自钢水包的钢流对中间包内钢液的扰动，使中间包内钢液流动更合理。有利于夹杂物的分离和上浮。中间包盖主要用于保温。减少钢液的散热损失。
中间包结构参数主要是中问包的长度、宽度和容量。中间包的长度主要取决与于铸坯流数和流问距，水口距包壁端部一般不小于200mm，有了这两个尺寸便可决定中间包的长度、宽度。主要考虑钢水注入位置与水口间的距离应利于钢水的分配，并使钢水在中间包内不形成死角。中间包容量一般是钢水包的20％～40％。近年来有增大的趋势，在多炉连浇时，中间包贮存的钢水应能保证正常浇注5min。
按中间包的作用，其结构应满足以下要求：力求散热面积小，保温性能好、外形简单、便于砌砖、清包和浇注操作。水口的位置应符合铸坯端面、流数的要求，在长期高温作用下。结构稳定可靠。
常用的中间包形状和大小是由流出的钢水流位置和流股数量决定的。多流连铸机通常采用长条形中间包，矩形中问包仅适用于单流连铸机。中间包容量的大小是由连铸速度决定的，一般应略大些，以便更换钢包时能继续浇铸。同时，要有足够的静压头，以保证钢水稳定流出，减少紊流和有利于非金属夹杂物上浮。因此，中间包墙与底是倾斜的。
目前中间包容量在逐步增大。其容量增大的优点如下：(1) 延长钢水在包内停留时间，有利于夹杂物上浮。(2) 换包时不减拉速，保持中间包浇注稳定，防止液面低于临界值产生旋涡，将渣子卷入到结晶器。(3) 整个浇注过程中钢液面稳定，有利于操作顺利进行。(4)中间包容量增大，有利于减少金属损失，降低操作费用。大型中间钢包更有利于生产洁净钢，产品表面和内部质量好。
中间包类型
按浇注钢种冶炼方式和是否需烘烤等条件，中间包大体分为以下几种类型：(1) 高温中间包。为某一特定的冶金过程所设置采用镁砖内衬预热至1500℃左右。(2) 热中间包，是常见的中间包，采用烧成砖或不烧砖或浇注料作内衬，浇注前预热至800～1100℃。(3) 冷中间包，采用绝热板作内衬，再浇注前不经预热即可使用。
中间包用耐火材料
1 中间包衬用耐火材料所具备的条件
(1) 耐钢水和熔渣的侵蚀，使用寿命长。(2) 具有良好的抗热震性，与钢水接触时不炸裂。(3) 具有较低的热传导率和微小的热膨胀性。使中间包衬有一定的保温性和良好的整体性。(4) 在浇注过程中钢水污染小，确保钢水质量。(5) 内衬材质的形状和结构要便于砌包和拆卸。（图片）
图2 中间包耐火材料组成2 中间包衬用耐火材料的发展
我国正大力发展高效连铸技术。中间包冶金技术日益被重视。宝钢1995年已开始实施有关中间包综合耐火材料技术的开发应用。中间包镁钙质涂料、氧化钙质过滤器、碱性三重堰、碱性中间包覆盖剂等。已在连铸生产中推广使用。中间包综合技术大大提高了中间包钢水纯净度使铸坯的总氧量下降22.6％。同时铸坯中夹杂物数量、尺寸显著降低。
3 酒钢不锈钢生产中间包用耐火材料
中间包所用耐火材料
(1)保温层
(2)永久层：打结料
(3)工作层：镁质喷涂料
(4)挡墙、挡堰、缓冲器、冲击板
(5)三大件：侵入式水口、塞棒、保护套管，用铝锆质的
中间包现场使用情况：
自05年12月16日顺利生产出第一炉430不锈钢以来，不锈钢厂在短短两个多月的时间内，先后开发出了410S01、410S02、410、420、409L等五个新钢种。中间包使用情况基本达到预定的目标，在正常生产条件下目标包龄：4次，现在最高连浇次数5次，最低连浇次数1次，平均连浇次数2.8次。每炉钢浇注时间55min，钢水温度1525℃。
工作层用镁质喷涂料，涂料厚度45～55mm，侵蚀厚度平均10mm，30～35mm未被侵蚀，挡墙、挡堰、缓冲器基本完好，侵入式水口侵蚀严重，需进一步加强。
结束语
随着钢铁工业的飞速发展，耐火材料产品更新换代步伐加快，酒钢不锈钢中间包用耐火材料应紧跟国内外发展形势，向高起点、高质量、高寿命、低成本(经济炉龄)方面发展，其经济包龄应紧跟国内外先进水平，只要这样才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。
9/5/2007
|
