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中间包是连铸生产中重要的热工设备,干式振动料是中间包最主流的工作衬形式,尤其是在长寿命中间包上的应用相当广泛,具有施工方便、烤包时间短,紧急情况下可快速投入使用等优点,但其结合剂酚醛树脂中含有的C、H、P、S等有机物,在中间包开浇初期大量挥发,会使钢水增氢、增碳,导致钢坯产生外表气泡,危害钢坯质量,尤其在冶炼低碳钢、不锈钢、特钢、精品钢时,带入的氢和碳危害较大,故很多冶炼此类钢种的连铸中间包多以涂抹料形式进行设计、施工。
中间包镁质涂抹料,在连铸中间包上使用,应具有抗冲刷、耐侵蚀,施工性能好,易附着,烘烤和使用过程中不裂纹,不剥落,易于解体等特点。但是在实际应用中,以上几种特性往往会相互对立、互相制约,所以,在涂抹料的配方研发上需要解决这些相互对立和制约的问题,将材料的各种特性都要发挥出来。例如,要保证良好的施工性能,以及涂抹料与永久层有良好的附着性,需要添加增塑剂,如软质粘土、膨润土、黄糊精等,但是这些物质影响涂抹料的高温性能、过度烧结等问题,导致使用后翻包不易解体等情况;又如涂抹料需要良好的防爆性,适应特殊情况下的快速烘烤,因此需要添加大量的纤维及发泡剂,但是同样降低了其高温性能。
针对以上问题,对中间包涂抹料做出相应调整:首先优化级配,增加自然堆积形成的微气孔,使材料获得良好的透气性和隔热性能;其次,通过优选纤维种类及加入量,提高其透气性和施工性能;再次,通过试验确定结合剂、增塑剂、促硬剂、膨胀剂等添加剂的种类和加入量。
调整之后的中间包涂抹料具有以下特点:
一是 体积密度控制在1.7-1.8g/m³,具有良好的施工性能、合理的气孔率和隔热性;透气性好,可满足紧急情况下的快速烘烤。 二是 附着性好、硬化时间适中,可满足不同温度下的涂抹施工;且强度高,烘烤、转运和使用过程中不塌包。 三是 微气孔的引入,使材料的烧结性和隔热性达到良好的平衡,即:与钢液、熔渣接触的界面能形成优良的烧结层,优良的烧结层具有良好的抵抗钢液、熔渣侵蚀和冲刷的能力,提高中间包浇次;由于适量微气孔的存在,使得过渡层后面的原质层比调整之前有所增厚,且烧结速率减缓,从而保证了涂抹料在使用后与永久层不粘连、易翻包。 四是 低体积密度,使得在同等涂抹厚度和相同寿命的情况下,中间包外壳温度有所下降,且材料的使用量有所降低具有一定的经济效益。图为中间包涂抹料性能优化技术正在施工中
图为中间包涂抹料性能优化技术实施后的中间包
作者 | 北京联合荣大工程材料股份有限公司专家组