中間包永久襯

1.3.2.1中間包永久襯 1.3.2.1.1中間包永久襯的發展 目前，中間包工作襯有不少採用塗料，因此塗料性能與中間包使用壽命密切相關。

1.3.2.1中間包永久襯
1.3.2.1.1中間包永久襯的發展
在20世紀80年代以前，中間包一般採用粘土磚或高鋁磚砌築。磚砌中間包有容易拆除、不爆裂的優點。但是，磚砌永久襯整體性較差，翻包時容易掉磚，經常修復，壽命短砌包頻繁，工人勞動強度大，壽命不到100爐。80年代後，國外(如日本)開始採用高鋁質低水泥澆注料整體澆注永久襯，由於其整體性較好，壽命大幅度提高，可達400—600爐，有的甚至達到1000一1500爐。孫庚辰、張三華、王戰民張曄.中間包用耐火材料的發展 [J]《耐火材料》 2006，40；145—154
圖1 中間包用耐火材料示意圖
1.3.2.1.2澆注料損毀的主要原因
（1）龜裂和剝落
永久襯澆注料澆注成型後，要經過小火、中火與大火烘烤到1000℃左右，然後突然熄火，冷卻到常溫或低溫(≤200℃)時再使用(由於溫降迅速，通常易使澆注料產生縱向裂紋)。使用時，將鹼性塗料塗抹或噴塗到永久襯上，自然乾燥後，線上烘烤，通常1～2 h就要烘烤到1000℃左右，澆注鋼水時，由於鋼水溫度通常為1500—1550 oC，在較短的時間內鹼性工作襯的背襯(即永久襯)的表砸溫度即可達到1300℃以上，而用後中間包又需要迅速冷卻下來，因此有些廠家為了快速周轉，採用強制風冷或打水的方法，翻包後，將塗料塗抹或噴塗到永久襯上。如此循環，中間包永久襯因熱震而產生了縱向裂紋與橫向裂紋，導致龜裂，有時還產生了平行於熱面的裂紋，在翻包時容易造成剝落，導致永久襯澆注料損毀。
（2）永久襯與工作襯塗料的粘附
目前，中間包工作襯有不少採用塗料，因此塗料性能與中間包使用壽命密切相關。中間包在使用過程中，鋼水溫度1500—1550℃，工作襯塗料因含有粘土、無機鹽(磷酸鹽與矽酸鹽)等低熔物在高溫、高壓下燒結，如果使用時間長，有可能將塗料與永久襯燒結在一起。鹼性塗料抗侵蝕性好，但是抗中包渣的滲透性差，渣穿過工作襯到達永久襯，與永久襯反應，也容易使工作襯與永久襯燒結在一起，導致中間包用後翻包時工作襯不能自由落下，只能由人工強制剝離，從而造成永久襯的剝離損壞。
1.3.2.1.3解決方案
針對上述損毀原因，國內外耐火材料工作者對低水泥高鋁質澆注料性能及其與塗料的相互作用進行了研究，以便提高永久襯的使用壽命。有人提出了以下解決方案：
（1）加入適量的紅柱石原料；
（2）選擇適宜的Al2O3含量。劉芳，王瑞紅．中間包永久層用澆注料的改進與套用．2001年青島全國不定形耐火材料學術會議論文集：210
1.3.2.2絕熱板
20世紀70年代初，西方開始採用絕熱板；80年20世紀70年代初，西方開始採用絕熱板；80年代初我國也開始採用矽質絕熱板技術，在天津二煉鋼使用後，在武鋼、鞍鋼、濟鋼相繼使用。用絕熱板砌築的中間包也稱為冷中間包，使用前不需烘烤。其優點如下：
（1）節能，特別是沒有煤氣源的鋼廠多採用絕熱板；
（2）絕熱性能好，可以把鋼水溫度降低10一15℃；
（3）容易翻包，中間包用後很容易脫除掉殘渣和殘鋼。
但是，絕熱板也有很多不足之處。矽質絕熱板由矽砂、纖維和結合劑樹脂組成，經過製漿、壓濾、熱處理而成。它不僅易污染鋼水，增矽和增氫，而且使用壽命短，澆注普碳鋼通常可連澆8 h左右，但是澆鑄含Mn的合金鋼只能連澆4 h左右，這是由於MnO與SiO2生成低熔點的2MnO·SiO2而導致抗侵蝕性下降。殘鋼上如粘有矽質板，給殘鋼的再利用也帶來很多不利。但是生產成本較高，而且中間包絕熱板是成套的，運輸搬運過程中若破損一塊，整套就不能用，造成較大損失。絕熱板如果用樹脂作結合劑，則使用時放出臭氣，污染環境，有害作業人員身體健康。
1.3.2.3鎂質塗料
隨著連鑄拉坯的高速化、多爐連鑄化及鋼品質的提高，中間包工作襯用耐火材料引起重視。90年代以前，大部分中間包工作襯以絕熱板砌築較普遍，主要以矽質絕熱板為主，其它還有鎂質絕熱板等材料。目前，中間包工作襯採用鎂質、鎂鈣質塗抹料或其噴塗料施工已成為發展趨勢。鎂質塗料與矽質絕熱板相比，具有以下優點：
（1）塗料使用壽命長，一般可達到10小時以上，而矽質絕熱板一般只能使用5~6小時，可滿足連鑄多爐連澆的需要；
（2）鎂質塗料其化學組成能滿足各鋼種的冶金澆鑄條件，可防止鋼水增氫、增碳和形成夾雜物，有利於淨化鋼水；
（3）塗料易塗抹，省工省力，工人勞動強度低，便於翻包；
（4）塗料長壽命化，使中間包殘留的鋼水降低；鑄坯切頭切尾減少，為鋼廠創造可觀的經濟效益；
（5）塗料長壽命化，使煉鋼爐冶煉速度加快，鋼產量提高，間接為鋼廠創造效益。
1.3.2.4中間包乾式振動料
乾式振動料是一種無需加入水分便能進行施工的最新的中間包內襯材料。在300℃左右便能產生足夠的脫模強度，由於沒有水分，因而使用前只需進行簡單的烘烤。同時由於材料中無需加入大量的粘土成分，從而大大提高了材料的高溫強度，降低了材料的氣孔率，提高了材料的抗侵蝕和耐沖刷性能。乾式振動料最主要的特點是具有較高的使用壽命和快捷的烘烤，這一點是中間包塗料所無法比擬的。
與其他中間包內襯材料相比較，乾式振動料有以下特點：
（1）快速施工，採用合適的施工方法可以在幾分鐘內完成作業，大大降低了工人的勞動強度，減少了人為因素帶來的安全隱患。
（2）乾法成型，無需長時間烘烤即可投入使用，降低了能耗，大大的加快了中間包的周轉速度。
（3）良好的抗侵蝕性能，提高了內襯壽命，滿足了長時間澆鋼的需求，大大降低了煉鋼成本。
（4）依靠酚醛樹脂作結合劑來獲得脫模強度，減少了磷的污染，淨化鋼水，可滿足冶煉不同鋼種的要求，但樹脂結合的乾式料容易增碳。
（5）在各個溫度條件下有合理的線變化，容易翻包。
（6）與塗料相比，中間包乾法施工克服了手工塗抹的缺點，尤其是在使用壽命上大幅度提高滿足了鋼鐵行業連續化操作的要求，已經呈現出全面取代中間包塗料的趨勢。