中间包用耐火材料的常见问题及解决措施

环保窑炉

中间包耐火材料使用过程中出现的问题，有些是材料本身的质量问题，有些则跟现场施工有关系，需要认真观察分析。

1中间包耐火材料的配置


中间包耐火材料包括永久层浇注料、工作层干式料、水口及座砖、挡渣墙系列和连铸三大件。


永久层介于工作层与中包壳之间，不与钢液和钢渣直接接触，主要起隔热和保护包壳的作用。一般用铝镁浇注料。

工作层与钢液、钢渣直接接触，需要承受钢液的冲刷、钢渣的侵蚀和渗透。工作层大多采用镁质干式料，镁质干式料抗渣性好，施工方便、易于解体，还能起到净化钢液的作用。

中包水口是钢液从中间包进入结晶器的通道，需要承受钢液的冲刷和温度的急剧变化;座砖则是起到保护和固定水口的作用，不与钢液直接接触。中包水口多是锆芯和高铝坯体复合而成，座砖一般是高铝材质。

挡渣墙系列耐火材料主要包括挡渣墙、侧板、背板和湍流器，需要承受钢液的冲刷、钢渣的侵蚀和渗透。一般采用镁质材料制成。

连铸三大件包括大包套、塞棒和浸入式水口，需要随钢液的冲刷、钢渣的侵蚀和渗透。塞棒用于浇注时控制钢液流量，大包套管和浸入式水口用于保护浇注，隔绝空气，防止钢液二次氧化。连铸三大件多是铝碳材质，有时也加入部分氧化锆。

2中间包耐材常见问题

2.1干式料无强度


中间包投入使用前，工作层干式料需要具备一定的低温强度，低温强度主要靠振动和烘烤获得。干式料经过振动和烘烤脱模一，经常会出现局部无强度或强度低的情况，极易造成塌包，影响连铸的案例生产。经过长期观察和分析得出，造成干式料无强度或强度低的原因主要有：

(1)烘烤问题：钢铁厂所用的中间包烘烤装置为煤气烘烤器，长期使用后会造成管道聚焦大量焦油或是烧嘴损坏，造成局部烘烤效果不佳而导致无强度或强度低。

(2)干式料受潮：干式料由70%的颗粒和30%的细粉组成，细粉包含镁砂和结合剂，细粉因为比表面积高极易吸水受潮，镁砂和结合剂吸水后水化变质导致结合剂失效，无法在烘烤时产生结合强度;

(3)结合剂搅拌不均匀：生产干式料时需要将各种颗粒、细粉和结合剂放在一起混合均匀，有时受人为因素或搅拌设备影响导致搅拌不均匀，部分干式料没有结合剂或结合剂含量很少导致烘烤脱模后局部无强度。

解决措施：首先需要保证烘烤器的烘烤效果，定期对煤气管道进行吹扫，清除焦油和灰尘，损坏的烧嘴及时更换，其次是需保证干式料干燥、混料均匀。

2.2湍流器上浮


湍流器在连铸生产过程中主要起到稳定钢流和保护冲击区的作用，属于挡渣墙系列耐火材料，一般采用镁质材料生产。在多炉连浇过程中，有时湍流器会滔在钢液表面，起不到稳定钢流和保护冲击区的作用，对钢液质量和安全生产不利。湍流器上浮是因为耐火材料的密度小于钢液密度，浸泡在钢液中就会上浮，湍流器上浮包括湍浮器边框上浮和整体上浮两种情况。湍流器边框上浮是因为镁质材料在高温钢液的浸泡下膨胀系数过大易造成开裂，而边框与冲击板接触部位又属于薄弱环节，易造成边框与冲击板分离，整体上浮是因为安装湍流器时底部工作层不平整，开浇后钢液钻入湍流器与工作层之间的缝隙造成湍流器整体上浮。

解决措施：其一是调整湍流器的配方，控制高温下的膨胀量;其二是安装湍流器时在工作层表面铺一层耐火粉，保证湍流器与工作层无缝隙。

2.3 水口开裂渗钢


含锆芯的中包水口在浇注过程中易开裂导致渗钢，经常迫使连铸堵流生产或非正常停机。分析认为水口开裂主要是因为锆芯的抗热震性不佳。

解决措施：锆芯的体积密度不能过高，体积密度越高抗热震性越差，适当加粗水口坯体，可以防止钢液渗出。



2.4大包套管断裂


大包套管位于钢包下水口和中间包之间，其冶金作用是防止钢液从钢包流进中间包的过程中钢液飞溅和被氧化。大包套管在使用过程上最常见的问题是断裂，产生断裂的原因有两个方面，一是大包套管抗热震性能不佳，二是更换钢包时需要让大包套管和钢包下水口分离，当套管与钢包下水口粘的紧时浇钢工外对大包套管施加外力导致套管断裂。

解决措施：一是选用热膨胀系数和弹性模具均小的材料生产套管以提高抗热震性能;二是当套管与下水口无法分享时不能对套管下部施加外力，可以在套管上部钢壳处施加外力使其分离。