中间包干式振动料的研制

　　­钱跃进1,2) 高里存1)

　　­1)西安建筑科技大学材料科学与工程学院 西安710055

　　­2)洛阳工业高等专科学校材料工程系

中间包是钢水连铸过程中的关键设备之一，具有将盛钢­桶运送来的不稳定、不连续的钢水转变成连续、稳定的钢水后­再注入结晶器的作用。近年来，随着中间包水口快速更换技­术的推广应用，中间包使用寿命不断提高，这对中间包工作衬­用耐火材料提出了更高的要求。由于镁质耐火材料具有较好­的抗高铁、高碱性熔渣侵蚀的作用，所以，采用镁质干式振动­料能较大幅度提高中间包的使用寿命。因于式料为无水施­工，既减小了水化的可能性，又方便施工，且烘烤时间短，这些­都使其成为中间包工作衬用耐火材料的理想选择。本工作是­在镁质材料中加入合适的改性剂，从而改善了镁质耐火材料­基质组成，使其具有较好的高温性能;同时也改善了基质的孔­隙分布，提高了镁质耐火材料的抗熔渣渗透和侵蚀的能力。

1试验

­1.1原料­

试验用主要原料为电熔镁砂细粉，粒度3～l mm和<1­mm的烧结镁砂，改性剂为尖晶石细粉、高铝矾土细粉和粘土­细粉，结合剂为改性酚醛树脂，添加剂的主要成分为乌洛托­品。主要原料的化学组成见表1。

1.2试样制备

­采用正交试验方法进行配料，具体配料组成见表2。将每­组称好的物料放入混练机中搅拌均匀后倒人40 mm×40 mm­×160 mm水泥试样三联模具中手工捣打成型，捣打时应先平­铺一层再压实一层，直至加满。捣打好的试样连同模具一起­放入烘箱中在250℃烘烤3 h，冷却后脱模即可。

­2结果与应用

­2.1结果­

分别对10组试样于250℃和1550℃保温3 h进行热处理，处理后试样的常温强度和烧后线变化率见表3。­

从表3可以看出：1)在材料中加入1%～2%(ω)的粘土­对干式振动料的高温使用性能影响不大，但能显著增强材料­烧后的常温强度;2)在材料中加入7%～9%(ω)的高铝矾土­能提高干式振动料的烧后常温强度，减小基质中气孔尺寸，改­善气孔孔径分布。基质中的气孔尤其是孔径较大的贯通气­孔，是中间包熔渣在耐火材料工作层中渗透的主要途径。在­试验配比范围内加入高铝矾土越多越好，建议高铝矾土加入­量(ω)为9%。3)在材料中加入较多的尖晶石对干式振动料­的烧后常温强度影响不大。但加入的尖晶石起到晶种的作­用，促进原位尖晶石的产生。

­2.2应用

­依据正交试验的结果，综合考虑各种添加剂对材料的强­度、烧后线变化率及高温性能的影响，选用检测结果最佳的第­9组配方配制中间包干式振动料，并在某钢厂12 t三机三流连­铸中间包上进行半工业试验，其理化性能指标见表4。

­该中间包承接钢水温度为1520～1550℃，主要浇铸普碳­钢、20MnSi低合金钢等钢种，拉坯速度为1.8～2.0 m·min-1。­以前使用绝热板作为工作衬，中间包寿命一般为6 h;而使用­中间包涂料时，会在涂料表面形成约40 mm的附渣层，严重影­响中间包的有效容积，其寿命也仅为12~15 h。采用干式振­动料施工，侧壁厚度为60 mm、底部为100 mm，包体成型后和­胎模一起于250℃烘烤约2 h，冷却后脱模备用。使用前采用­煤气快速烘烤至1000℃即可。使用后的中间包残衬各层厚度见表5。

3结语­

在某钢厂12 t中间包的使用结果表明：采用该干式振动­料捣制的中间包具有整体性强、寿命长、不污染钢液、能耗低、烤包时间短、周转速度快、结渣率低、容积稳定、保温性能好和用后­易翻包等优点。该材料的推广使用，可降低吨钢生产成本，提­高铸坯收得率和提高劳动生产率，具有显著的经济效益和社会­效益。一年多来，干式振动料平均使用寿命40 h，最高为43 h，­达到良好的使用效果，是目前中间包工作层的理想耐火材料。

 

【中国镁质材料网 采编：ZY】