鋼包內(nèi)襯用耐火材料

鋼包是煉鋼連鑄的重要配套設(shè)備，其工藝位置位于煉鋼爐和中間包之間，接受鋼水從煉鋼爐輸送至中間包進(jìn)行連續(xù)鑄件。

當(dāng)前使用的不定形耐火材料主要以耐火澆注料為主，也可分為水玻璃、聚磷酸鹽和超低水泥耐火澆注料。

水玻璃鋁鎂耐火搗打料的主要原料是：耐火骨料和粉末，用一種一級(jí)或特級(jí)礬土，10分鐘，用量86%-同時(shí)摻入5%-14%的一級(jí)制磚、鎂砂、冶金鎂砂，90%以下的耐火粉料細(xì)度不超過0.09mm，使用模數(shù)m=2.4-3.0與密度1.3-l.4g/cm3的水玻璃結(jié)合劑，用量約為10%。

鋼包襯里精煉工藝對(duì)鋼包襯里選擇的影響以及鋼包襯里的工作環(huán)境

(1)高溫，煉油溫度一般為1600~1700℃，甚至高達(dá)1800℃；

(2)在高真空條件下，襯板與鋼液反應(yīng)加劇，影響內(nèi)襯的穩(wěn)定性；

(3)采用電弧加熱時(shí)，包覆最靠近電弧的部分過熱；

(4)熔渣組成及堿度范圍波動(dòng)大；

(5)鋼液在鋼包中停留時(shí)間較長，一些精煉方法可達(dá)到160~230min；

(6)鋼液、渣渣、氣流的強(qiáng)沖刷，使襯砌體遭受嚴(yán)重的熱震和間歇溫度劇變。所以煉鋼包，尤其是重要部位的內(nèi)襯，要選擇高檔耐火材料。

具有較好的常溫、超高強(qiáng)、高溫抗渣侵蝕、滲透性，鋼液表面在澆鋼時(shí)逐漸下降，外包耐火材料受鋼液、鋼渣的沖刷、腐蝕，尤其是鋼包渣線部位耐火材料受渣侵蝕嚴(yán)重，此外，還存在精煉過程對(duì)包壁耐材的破壞，以及鋼包底耐火材料在使用過程中受到?jīng)_擊和侵蝕。

鑄模和連鑄工藝對(duì)鋼包襯里性能的影響

為節(jié)省成本，針對(duì)生產(chǎn)節(jié)奏及鋼種要求較低的模鑄工藝，對(duì)鋼包進(jìn)行了限制，為節(jié)省成本，鋼包可以用粘土磚或三種高鋁磚做內(nèi)襯，確保使用安全可靠。連續(xù)鑄包時(shí)，由于鋼液溫度高、停留時(shí)間長，常采用高檔高鋁磚、鋯英石磚、白云石磚、鎂鉻磚、鎂碳磚、鋁鎂碳磚等砌筑，也可采用鋯英石澆注料、鎂鋁尖晶石澆注料、高鋁尖晶石澆注料、高鋁尖晶石澆注料、高鋁尖晶石澆注料等。

X鋼選型的煉鋼設(shè)備是鋼包爐，并采用了板坯連鑄工藝。其特點(diǎn)是電弧加熱、電磁攪拌、造渣精煉、合金微調(diào)、喂絲、噴粉等功能；因此，根據(jù)表2及“X鋼”精煉工藝及澆鑄工藝要求，“X鋼”鋼包工作層選用鋁鎂碳磚，渣線部位選用鎂碳磚。

煉鋼品種對(duì)鋼包襯里選擇的影響

煉鋼品種不同，對(duì)耐火材料的要求也不同。例如熔煉超低碳鋼、IF鋼、鋁鎮(zhèn)靜鋼宜使用高鋁尖晶石澆注料或高鋁磚，不宜使用碳鎂碳磚、鎂碳磚、鎂鋁碳磚。但冶煉高錳量、高氧鋼時(shí)，宜采用耐腐蝕的鎂碳磚和鋁鎂碳磚，而不能采用高鋁磚。澆鑄不銹鋼中，Ti和Al含量較高的不銹鋼宜采用鋯英石磚。對(duì)含鉻量要求極低的鋼種，不宜使用鎂鉻磚。對(duì)低P、低S鋼種，以及對(duì)夾雜要求較少的特殊鋼種，宜采用白云石類堿性磚，不宜采用粘土磚、葉臘石磚。澆注鋼水沸騰時(shí)，應(yīng)盡量避免選擇含石墨的磚種及澆注料，否則襯里使用壽命較低。

鋼包襯層的使用部位對(duì)其影響

典型的鋼包內(nèi)壁包括固定層、工作層、渣線層、隔熱層。鋼包絕熱層要求熱傳導(dǎo)率低，保溫性能好；永久層除要求導(dǎo)熱率低，保溫性能好，同時(shí)要求能在1300~1400℃下長期使用，且有足夠的常溫、高溫強(qiáng)度，能較短時(shí)間抵抗鋼液沖擊，包壁及包底作業(yè)層要求耐腐蝕、耐剝落、熱穩(wěn)定性良好、無粘渣、拆裝方便。渣線層宜選擇抗腐蝕、抗渣蝕、熱穩(wěn)定性好、高溫結(jié)構(gòu)性能穩(wěn)定的鎂碳磚、鎂鉻磚、可克服鋼水、渣滲等造成結(jié)構(gòu)剝落的現(xiàn)象；座磚宜使用耐熱震性好的高鋁座磚，采用耐腐蝕、耐腐蝕、耐腐蝕的剛玉材料。

采用100t精煉鋼包更換襯里澆注料，提高其使用壽命和爐次

100t精煉鋼包曾使用過耐火磚(高鋁T-3磚)、輕質(zhì)澆注料模具打結(jié)等方式，在永久層使用中損壞嚴(yán)重，使用效果不甚理想：

①耐火磚砌筑鋼包永久層內(nèi)的磚縫有滲鋼痕跡，拆包過程中極容易與滲鋼一起拆除，壽命短；鋼包包改為豎向壓板后，不能起到壓緊鋼包永久層磚的作用，在拆包過程中，拆裝時(shí)很容易與滲鋼一起拆除。

②輕質(zhì)澆注料與模具整體打結(jié)鋼包覆層相結(jié)合雖然解決了耐火磚砌筑時(shí)容易損壞、壽命短、成本高等問題，但是，也出現(xiàn)了很多新的問題：包鋼、脫模困難、整體模具容易損壞，模塊化安裝、脫模麻煩；澆注時(shí)需用振動(dòng)棒振動(dòng)澆注料，使?jié)沧⒘喜煌Ｕ駝?dòng)，為了防止有氣孔等缺陷，脫模后的永久層需要單獨(dú)烘焙或冷卻干燥，反之，在下一步砌筑時(shí)，輕質(zhì)低強(qiáng)度的澆注料容易造成永久層掉塊。并且，它的使用周期長，耗時(shí)長，成本高，降低了其使用效果和推廣價(jià)值。

采用自流澆注料整體砌筑，克服了前2種工藝的不足，綜合效益提高，使用效果好，整體效益好，實(shí)際檢驗(yàn)結(jié)果：鋼包永久層平均使用壽命由改造的1500爐提高到了260爐；鋼包整體平均壽命從改造后的59爐(9117.5min)提高到改造后的75臺(tái)(11885min)；基本杜絕了鋼包渣“穿鋼”事故；經(jīng)優(yōu)化后的材料強(qiáng)度曲線及烘烤曲線都可以滿足生產(chǎn)需要。但是不容易損壞的永久層在使用過程中，其厚度會(huì)逐漸增大，因此應(yīng)經(jīng)常檢查其實(shí)際厚度，以免鋼包體積變小。

選用經(jīng)濟(jì)、性能優(yōu)良的永久性層耐火材料和合理的砌筑工藝，可以提高鋼包和鋼包的整體壽命，降低耐火材料的消耗，減少“穿包”事故的次數(shù)，并可獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。

澆注料在鋼包中的應(yīng)用

鋼包作為一種容器，在煉鋼過程中發(fā)揮著重要作用，為降低其使用壽命，提高鋼包的使用壽命，已有了非晶型到非晶型耐火材料的發(fā)展趨勢。由于經(jīng)濟(jì)、節(jié)省人力、環(huán)保等方面的原因，現(xiàn)澆法在鋼包施工中已成為一種行之有效的方法，其優(yōu)點(diǎn)也促進(jìn)了鋼包的發(fā)展。

鋼包耐火澆注料選用優(yōu)質(zhì)高鋁礬土、剛玉和優(yōu)質(zhì)鎂砂為主要原料，采用復(fù)合微粉，再加一些添加劑配制成不定形耐火材料。它的主要特點(diǎn)是具有良好的防爆性，高溫強(qiáng)度高，抗渣蝕侵蝕能力強(qiáng)，具有較強(qiáng)的抗渣蝕能力。按不同使用條件配制的鋼包澆注料分：普通鋁鎂澆鑄料、渣線及包體復(fù)合鋁鎂澆注料、高檔鋁鎂澆注料、鋁鎂尖晶石澆注料等品種。

由于煉鋼工藝的要求，以及連鑄及爐外精煉技術(shù)的發(fā)展，鋼包在鋼包中的停留時(shí)間相對(duì)較長，加快了鋼水對(duì)鋼包的破壞，造成鋼包使用壽命低、包齡短等問題，需要高等級(jí)高強(qiáng)耐火澆注料。鋼包耐火澆注料以高純電熔鋼玉為主要材料，摻加高純度的尖晶石基質(zhì)，并加入適量粘結(jié)劑，外加劑(分散劑、減水劑)等。抗渣、抗剝離性能好，體積穩(wěn)定，強(qiáng)度大，燒成時(shí)間短。能有效提高包齡和使用壽命，將傳統(tǒng)的80多個(gè)爐子提高到一百三十四個(gè)。

鋼包襯層和耐火復(fù)合設(shè)計(jì)。

鋼包襯里又可分為工作層和永久性層，根據(jù)包底和包壁蝕損機(jī)理的不同，采用不同的材料體系和施工方法。

在選擇永久性層材料時(shí)，要考慮保溫和抗鋼水滲透性兩方面的因素，高鋁質(zhì)澆注料為永久層，其高溫強(qiáng)度大、熱穩(wěn)定性好、抗鋼水滲透力強(qiáng)、隔熱性能適中。為了提高其保溫性能，在高鋁型澆注料與鋼殼之間砌筑一層18毫米莫來石輕質(zhì)磚，鋼包在鋼包周轉(zhuǎn)期間外殼溫度為220~400℃。在鋼液整體精煉的同時(shí)，澆注時(shí)熱損失較小，有利于低溫出鋼，降低能耗。

包底工作層各部分耐火材料的破壞機(jī)理不同。受鋼液沖擊及較大靜壓作用的包底，需采用高荷軟、低蠕變及熱穩(wěn)定性的耐火材料，選用剛玉澆注料。為了增強(qiáng)抗沖刷能力，在沖擊區(qū)域放置大的預(yù)制塊；為了便于拆修和預(yù)留一定的膨脹縫，在透氣磚座和水口座磚周圍砌筑鎂碳磚。

包壁工作層在精煉過程中，應(yīng)受鋼液的吸碳及翻滾沖刷及渣蝕等因素影響，要求該工位耐火性能好，抗侵蝕，耐氧化性好，并要求低熱膨脹率，保持包壁不開裂，可選擇剛玉澆注料(整體澆注鋼包)或預(yù)制塊(鋼包磚)。渣線段砌鎂碳磚渣線部分受渣侵蝕及電弧腐蝕脫碳，對(duì)耐火材料具有較強(qiáng)的抗氧化、耐腐蝕能力。