[讲稿]宝钢连铸中间包干式料应用前瞻

[讲稿]宝钢连铸中间包干式料应用前瞻 宝钢连铸中间包干式料应用前瞻 摘要:随着宝钢连铸 工艺 钢结构制作工艺流程车尿素生产工艺流程自动玻璃钢生产工艺2工艺纪律检查制度q345焊接工艺规程 的优化及对连铸钢坯质量要求的提高～中间包内衬采用耐火喷涂料,涂抹料,向镁质干式料发展的需求越来越高。中间包是炼钢过程中接受从钢包流出来的钢水～并将钢水分配到各结晶器中去的连铸设备。目前～中间包从缓冲器的作用已经演变成为钢水精炼的终端设备～其作用主要有两个:一是钢水的精炼,二是非金属夹杂的消除。这就对中间包内衬用耐火 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 提出了更高的要求。在干式振动料没有出现以前～中间包内衬经过3个阶段的发展——无工作衬、绝热板和耐火涂料～但这三个阶段中间包内衬的使用寿命都很短～尤其是随着中间包快速更换水口技术的迅速推广～中间包的使用寿命得到大幅度提高～这就对中间包内衬的性能提出了更高的要求。 关键词:中间包、干式料、施工工艺 1 中间包综述 中间包是钢包与结晶器之间的中间容器。使用中间包的目的是减少钢水的静压力,使钢流平稳注入结晶器。钢水在中间包内停留时，使非金属夹杂物有机会上浮;在多流连铸机上，可以通过中间包将钢水分配到每个结晶器;在多炉连浇时，中间包可以贮存一定数量的钢水以保证更换钢包时钢水连续浇注。 1.1 中间包的功能: 1、降低钢水静压力，稳定钢流，平衡地将钢水注入结晶器，减少钢流对结晶器中初生坯壳的冲刷: 2、贮存钢水并保证钢水温度均匀，为多炉连浇连铸创造条件; 3、净化钢水，可以使钢水较长时间的停留在中问包内并保持温度基本不变，有利于中间包冶金的进行，达到对钢液的进一步净化;为生产高纯净度的钢，在中间包采用挡墙加坝、吹氩、陶瓷过滤器等措施，可大幅度降低钢中非金属夹杂物含量; 4、分流钢水，在多流连铸系统上，中间包把钢水分配给各支结晶器; 5、防止钢液的再污染，通过中间包密封及中间包钢液面使用保护渣，防止中间包钢水的二次氧化反应，避免钢液吸氧吸氮。 1.2中问包的结构 中间包按照功能结构可分为三个部分: 1、衬体部分:它包括中间包的容器底部和侧壁用耐火材料，通常由保温层、永久衬、工作衬和冲击垫组成，这部分的耐火材料在中间包中的用量最大。 2、滤渣部分:包括挡渣墙、挡渣堰、稳流器、气幕、陶瓷过滤器等，主要功能是去渣和净化钢水，有利于提高钢材质量。 3、控流部分:由塞棒、定径水口、侵入式水口和滑动水口组成等，大多数都是 中间包的功能部件，用来控制钢水的浇铸速度，满足生产的实际需要。 中间包按设备结构分，主要由本体、包盖、滑动水口控制机构及塞棒机构等装置组成，其中本体是一个存放钢水的容器，它主要由中间包壳体和耐火衬等零部件组成。 2 中间包耐火内衬的发展历程 中间包耐火内衬主要包括绝热层、永久层和工作层。中间包的绝热层一直用绝热纤维或保温砖，几乎没有经历什么变化。永久层70年代中期主要用粘土砖砌筑，后来使用高铝砖砌筑，到80年代术期开始使用浇注料整体浇注成形。最初中间包的工作层和永久层是一体的，大多数是采用粘土砖，但随着冶金技术的发展，粘土砖作为中间包的工作层和永久层无法满足对使用寿命的要求，而且蚀损严重，造成钢液在中间包中被污染。后来永久层采用高铝质浇注料整体浇注成形。工作层早期的时候是用铝质的耐火砖，后来为了保持钢液在浇铸时中间包内钢液温度变化不超过15?，工作层开始采用绝热板工作衬，后来绝热板被具有同样功能的耐火涂抹料和耐火喷涂料所代替，随着中间包耐火材料的发展，最新的干式振动料以显著的优势开始代替喷涂料。中间包工作层用耐火材料经历了耐火粘土砖(永久层即工作层)、绝热板、喷涂料(涂抹料)及最新的干式振动料(即干性工作衬)的发展历程。 3 宝钢中间包目前使用中间包镁质喷涂料和涂抹料的优缺点 目前宝钢中间包使用的镁质涂料具有较好的抗侵蚀性，并对钢水中的非金属夹杂物，如Al2O3、SiO2等有吸附作用，从而能提高钢水的洁净度，但碱性涂料在施工时，需加入20%-30%的水，中间包在使用前需要1-3小时的干燥养生和3-5小时的烘烤时间，以便排出涂料中的自由水和结晶水，消耗了大量的煤气，浪费宝贵的能源。并且涂料包使用完后，涂料层与永久层之间容易烧结，造成翻包困难，渣壳难清除。 3.1中间包喷涂料和涂抹料的优点: (1)较高的耐火度和良好的耐钢水、熔渣侵蚀性; (2)良好的施工性能和烘烤适应性，易于涂抹，在烘烤及使用过程中不与永久层分离，具有良好的整体性和附着力，不开裂、不剥落: (3)涂料的导热系数较小，满足中间包保温的需求; (4)不污染钢液，同时使用镁钙质涂料时其还能吸收钢液中的杂质改善钢的质量嘲; (5)与隔热板相比，涂料的使用寿命较长，有利于工厂劳动生产率的提高; (6)浇铸结束后，随着剩余钢水的凝固，涂料残衬自行解体并与永久层分离。 3. 2中间包喷涂料和涂抹料的缺点: (1)中间包喷涂料受环境影响比较大，冬季施工时工作层的水分不易排除，容易冻结; (2)中间包涂料层的气孔率较大，容易形成较厚的附渣层，加大了熔渣对涂料的侵蚀，减小了中间包的有效容积: (3)钢液和熔渣由涂料中的气孔渗入工作层，渗入的熔渣其膨胀系数和物理性质与工作层中的方镁石不同，当温度波动时，由于涂料中热应力的作用，导致涂料层出现结构崩裂和剥落，对工作层造成结构性破坏，并由此造成钢液的污染: (4)施工过程中水的加入，会使MgO、CaO出现水化现象，烘烤时在涂料表面会出现起皱和裂纹; (5)为了保证涂料与永久层结合牢固，喷涂料和涂抹料烘烤时间也较长，否则会出现涂料层的剥落和崩裂: (6)从涂料中蒸发出来的水分对永久层浇注料有水腐蚀作用，减少了永久层的使用寿命; (7)烤包时未排出的结合水在高温下分解，会使钢液产生氧化和吸氢的现象; (8)连浇时间较长时会产生严重的烧结现象，不能自动脱包解体。 4 宝钢中间包工作层发展新动向 到上世纪90年代末开始出现干式振动料(简称干式料)用作连铸中间包工作衬，与前一代工作衬———涂料相比具有更优越的性能相比，属非水系材料，可以采用机械振动施工，施工方便;施工完后即可上线烘烤使用，烘烤时易硬化、脱模后衬体强度高，使用中整体性好，耐钢水、渣液的冲刷、侵蚀，使用后易与永久层分离，具有良好的翻包解体性能，加快了中间包的周转;使用寿命较长(是涂料的3倍)，降低了吨钢耐火材料成本;工作衬在浇钢过程中逐步烧结且烧结层薄，永久衬不会挂钢或渣，利于永久衬寿命的提高。今年以来，宝钢洁净钢GA外板和合金钢需求的日趋增长，中间包成为炼钢工艺中对钢水进行二次精炼的最终环节，这就对中间包用耐火材料提出了更高的要求。特别其内衬材料在新理论和新工艺的支持下，宝钢中间包工作层干式料的采用正式进入实验应用阶段。 4.1中间包干式振动料具有绝热板和涂料的双重优点，优点如下: l、抗钢水、熔渣的侵蚀性强，大幅提高工作层的使用寿命，可以长时间浇注，降低了吨钢耐火材料成本: 2、干式振动料是在使用过程中依靠温度梯度从工作层至永久层逐步烧结，在工作层热面形成致密结构，不会出现贯穿裂纹等导致熔渣渗至永久层的现象，由于未烧结层的致密度较低，有利于中间包保温; 3、烧结的过程中出现微量收缩，易于翻包、解体; 4、施工方便，无水施工，可以快速烘烤或无须烘烤而直接使用，增加了中间包的利用率，延长中间包的使用周期，从而可以减少备用包的数量; 5、由于干式振动料不含水分，可以减轻中间包内钢液二次氧化的机会，使钢液的吸氢下降，减少对钢液的污染，提高钢坯的质量; 6、与喷涂料和涂抹料相比，使用干式振动料能减少烤包能量消耗，降低劳动强度，提高劳动生产率;一般来说，涂料需在800,10004C下烘烤2,6小时。而干式振动料仅需在200,300?下烘烤45,90分钟使结合剂固化即可，施工设备简单，施工方便; 7、干式振动料的使用寿命较长，一般可达20小时以上，高者达到60,70小时，这极大地提高中间包维护过程的劳动生产率。 5 中间包干式料的施工工艺: 中间包干式料是一种高科技碱性不定形耐火材料，它是中间包工作衬的更新换代产品。该料以优质镁砂为主要原料，外加结合剂和添加剂，经严格的生产工艺控制加工而成。 5(1新型环保干式料 为了进一步提高中间包工作衬和永久衬耐火材料的使用寿命，改善钢水质量，符合环保要求，各耐材厂家研究开发了环保型镁质干式振动料(表1)，其特点是抗渣侵蚀性强，烘烤时不产生刺激性气体，有利环保，使用过程中钢水不增碳、不增氢，能洁净钢水。该料已在多家钢厂使用，效果显著。 新型环保干式料主要理化指标 表1 牌号 LR-G-1 LR-G-2 Brand MgO/ %,? 80 85 体积密度/ g) -3cm 220??3h 1.8 ~ 2.2 1.8 ~ 2.2 Bulk density 烧后线变化/ % Firing linear 1500? -2.0 ~ +0.5 -1.5 ~ 0 change 耐压强度/MPa,? 220??3h 1.0 1.5 Crushing 1500? 4 4 strength 包 装:1000kg/袋、25kg/袋 保 质 期:六个月 注意事项:贮运过程中要注意防水、防潮和防过热，结块勿用。 5.2施工 步骤 新产品开发流程的步骤课题研究的五个步骤成本核算步骤微型课题研究步骤数控铣床操作步骤 : 1. 准备工作 (1)将中间包永久层上的残渣及灰尘清理乾净。 (2)如果永久层有局部损坯，应进行修补。 (3)将脱模剂涂抹在模具表面。图2 2. 施 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 序 (1)装置冲击板、水口、水口座砖。 (2)将干式料均匀，平整地铺在中间包底部，厚度为>80mm。 (3)用行车将模具置入中间包。 (4)调整模具位置使四周间隔一致。 (5)将干式料充填入四周空隙中,约40-50mm厚。 (6)充填完毕后，敲击模具四周或用振动器(不要超过1分钟)，确认无空隙存在。 (7)依据烘烤曲线图来烘烤。图5 DRYING CURVEANKERTUN CS10-OANKERTUN CS10-M 160 REMOVE TEMPLATEand set the tundish fixture140 120 100 80 Temperature 癈60 40 20 00102030405060708090TIME IN MIUNTES图5 (8)移除模具。安装挡渣堰、防溅桶(或稳流器)。 5(3施工工艺要求 1、包底施工 首先装上中间包水口座砖，水口座砖上水平面必须保持在同一个平面上，然后在座砖内孔用编织袋或其他物品塞住，以防止包底施工时从水口座砖孔漏涂料以及散料流入水口内堵塞水口。根据 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 包底的厚度然后从一段到另一段向包底均匀倒入干式料，等包底倒完料后用铁锨将包底尽量整平，之后可用脚或其他器具再将包底压平一下。材料施工高度要求略高于水口座砖的上表面高度，这样有利于胎模能与包底材料充分接触。 2、侧壁和冲击区施工 施工完包底后，将胎模坐入中间包内，坐模时要保证胎模四周与永久层的间隙宽度对称相同，以避免出现施工完的中间包工作衬厚度不均。模具座好后，用事先加工的钢块在安放挡渣板位置紧贴模具预留出挡渣板需要嵌入工作衬的空隙。如冲击区需要安放护墙板，护墙板应在胎模放入前先贴着永久层放好再放胎模施工。整个包壁施工分两次加料和两次振动。倒料的时候要沿侧壁四周均匀的倒入，每倒入一袋料的同时，最好用木棍或是小直径的振动棒沿胎模四周拖动，目的是使材料充分排气从而致密，同时有利于减少胎模振动过程中材料的偏析。等料的高度达到包壁高度的2/3(渣线处)时开动振动电机振动5,10分钟。之后，按照以上步骤加料，直至材料填满整个间隙。加料时让材料高度略高于永久层的高度，然后开动胎模上部的振动电机，振动时间在3,5分钟。最后将顶部料捣实即可。 3、固化加热 包壁施工完毕，用烘包装置在胎模内进行加热，胎模温度控制在250?,350?之间，加热控制时间以涂料厚度1/3以上颜色变为棕红色为准，一般加热时间在2小时左右。 4、冷却和拔模 胎模冷却时间在2小时左右。具体观察结果是等到干式料和模具有部分细小缝隙时即可。待胎模冷却后，用行车将胎模拔起，应尽量让行车行至中间包正上方，拔模时要小心，防止将工作衬损坏。拔模后，取去水口内的编织袋，将水口内的料清除干净，取下挡渣板位置的木块或钢块，安装挡渣板或挡墙并用普通涂料抹严。 5、中包烘烤 使用前需对中间包进行烘烤，中间包干式料对烘烤条件要求不高，它只需烘烤到150-200?即可，烘烤温度低，烘烤时间短。烘烤时可根据现场条件直接大火烘烤2小时左右即可投入使用。烘烤时间除了考虑中包塞棒水口等其他要求外在这里没有特别的要求，可延长也可适当缩短直至将中包温度烘烤到浇钢所需温度即可。 6、实验阶段质量控制记录填写 ?施工准备阶段:记录中间包永久衬的温度。 ?施工阶段:?干式料的振动时间;?记录中间包干式料包底厚度、包壁厚度和渣线厚度;?记录施工产品牌号、用量及相应的中间包号。 ?烘烤阶段:?记录烘烤时小火和大火的烘烤温度和时间;?记录采用的燃料以及低温烘烤过程中注意观察并控制火焰长度以及对应的压力大小;?烘烤过程中和烘烤结束后须观察干式料有无存在局部剥落或离墙现象，若有则记录所在位置、面积、深度，对于离墙则判断干式料与永久衬间距、长度、深度。 ?使用阶段:?记录浇钢时间，包括单炉浇钢时间、总浇注时间;?记录浇铸钢种;?记录浇钢炉数，以计算总过钢量;?中间包经冷却后注意观察并测量包壁 及渣线和包底的烧结层厚度;?渣线、包壁和包底的侵蚀厚度;?未烧结层厚度。 ?翻包阶段:?中间包经自然冷却后翻包以前，注意观察涂料产生裂纹情况; ?注意观察干式料与永久衬剥离情况。 参考文献: [1]《耐火材料》 2012年01期 《连铸中间包用干式料的发展概况》尚学军 陈昌平 宋世锋 [2]《金属世界》2007年第4期 《镁质干式料中间包在连铸的应用》 田萍 轩宗宇 [3]辽宁科技大学硕士学位论文《中间包用镁质干式工作衬的研究与开发》论文 蔺亮 20070310