连铸中间包的结构参数确定及耐火材料配置

前几天我们说了关于钢包的一些知识之后，后台有多位朋友问到关于中间包的知识点，今天就中间包做一简单的概述。

通俗一点的说，中间包（上图2）就是一个耐火材料容器，用来装从钢包（上图1）浇下来的钢水，然后再分流到各个结晶器中（上图3、6）。

中间包的作用：

减压稳定钢流。盛钢桶内液面高度至少有5-6米，冲击力很大，在浇铸过程中变化幅度也很大。中间包的液面低于盛钢桶、变化幅度也小，因此用来稳定钢液浇铸过程，减少钢流对结晶器中初生坯壳的冲刷。

储存及保护钢水的作用。储存钢水，并保证钢水温度的均匀，同时通过中间包液面的覆盖剂、长水口及其他保护装置，减少中间包的钢液受外界污染。

清除杂质。使非金属夹杂物和钢液分离上浮。

分流作用。在多流连铸机上，中间包把钢水分配给各个结晶器，起到分流的作用。

连浇作用。在更换钢包时，能间接起到保证多炉连铸正常进行的作用。

中间包的冶金功能

1.净化功能，目前大多数单位都采用的是洁净钢生产工艺，在中间包里面可以采用挡墙堰、吹氩、陶瓷过滤器等措施，用来降低钢中非金属夹杂物的含量。

2.调温功能，为了使浇铸过程中中间包钢水温差小于5℃，接近液相线温度浇铸，减少中心偏析，常采取向中间包加小块废钢、喷吹铁粉等来调节钢水温度。

3.精炼功能。在中间包钢水表面加入双层渣吸收钢中上浮的夹杂物，防止水口堵塞。

4.加热功能。在中间包采用感应加热和等离子加热等措施 ，准确控制钢水浇铸温度。

中间包工艺要求

散热好，面积小，保温性能好，外形简单、便于浇铸、清包，长期高温状态下要有好的结构稳定性。

（中间包的剖面图）

中间包的结构

中间包由中间包本体、包盖、塞棒、滑动水口等组成。中间包本体外壳是钢板焊接的，包体内衬为耐火材料，包底设有水口，在中间包的两侧各有一对用于吊装的钩子及耳轴便于吊运，此外考虑到中间包水口出事故产生钢水的溢流，故设有溢流槽，在钢包长水口两侧分别安有挡渣堰以减小钢液卷渣的程度和控制钢液流动。中间包盖是由钢板焊接而成的，内有浇注料用于保温和防止钢液飞溅。包盖上设有预热孔、塞棒用孔及中间包浇注孔。包内设计有挡墙结构，用于隔离来自钢水包的钢液对中间包内钢液的扰动，使中间包内钢液流动更加合理。

中间包的结构参数主要包括长度、宽度和容量。

中间包长度主要取决于中间包的水口位置距离(单流连铸机的中包长度取决于钢包水口位置与中包水口中位置之间的距离;多流连铸机则与连铸机的流数、水口间距有关)。

中间包容量主要根据钢包的容量、钢坯的断面尺寸、中间包流数、浇注速度、钢水在中间包内停留的时间等因素来确定，一般是钢水包容量的20%~40%。随着近年来炼钢的发展，中间包容量也在逐步增大。

中间包宽度则根据中间包存放的钢水量来定，一般容易和长度确定的前提下，中间包高越高，则宽度就越小。

中间包的内壁有一定的倾斜度，这是为了方便清理中间包内的残钢、残渣等。一般倾斜度为10~20%。

中间包用耐火材料从功能上可分为三类：

第一类为包衬材料，主要由保温层、永久层和工作层组成;

第二类为稳流部件，包括有挡堰、挡墙、陶瓷过滤器、稳流器等;

第三类为控流部分，也就是人们常说的三大件，包括由塞棒、滑动水口、定径水口和侵入式水口等。

其中，侵入式水口、长水口、整体塞棒、定径水口和滑动水口等连铸用关键功能耐火材料是制约连铸系统寿命的主要因素。

中间包永久层一般采用铝硅质的耐火材料，从前期的采用粘土砖、高铝砖等耐火制品到现在采用不定型耐火材料进行浇注，中小型中间包的永久层厚度包底160~180mm左右，包壁120~140mm左右，大型中间包永久层厚度在150~200mm左右。中间包的工作衬目前常采用镁质的干式料进行施工。

关于连铸用耐火材料，以及中间包各部位耐材易损毁原因，各部位用的材质、三大件的要求、生产工艺等知识点，我们在《耐火材料百科全书》第二大章的第一节里在都有详细的说明。