关于钢包整体浇注材料及砌筑的一些问题说明

关于钢包整体浇注的耐火浇注料及砌筑方面的一些问题。

1、钢包的精炼方式有哪些?

答:钢包精炼的手段主要有:渣洗、真空、搅拌、加热、喷吹(包括喂丝和喷丸等方法)。目前国内外常用精炼的方式无外乎是这几种手段的单一使用或组合应用，具体方式见下表 1-1。

2、钢包的混合砌筑是如何进行的?

答：钢包的混合砌筑方式分为：(1)隔热层用纤维毡、永久层用高铝砖、工作层铝镁质浇注料;(2)隔热层用纤维毡、工作层铝镁质浇注料;(3)隔热层用纤维毡，永久层用轻质高铝浇注料、工作层用(如：镁碳和砖铝镁碳)砖;(4)隔热层用纤维毡，永久层用高铝自流浇注料、工作层用(如：镁碳和砖铝镁碳)砖;(5)但从工作层考虑(如：a渣线用镁碳砖，其它部位用铝镁浇注料，b渣线用镁碳砖，其它部位用铝镁碳砖应该也是一种混砌方式。其中典型的混砌方式是渣线镁碳砖，低蚀区用铝镁浇注料。砌筑渣线镁碳砖时，要注意以下两点：A、浇注包壁时，量出渣线部位，停止浇注;B、抹平包壁浇注料，待其凝固后用火泥将砖一层层的砌筑好。

3、钢水注入钢包后，钢壳的温度情况。分别从砖砌包、整体浇注包、综合砌筑三种砌包式加以说明。

答：我们知道，钢水为了满足连铸的需要，必须具备一定的温度，特别是精炼钢包，保持一定的温度是完成精炼操作的前提。但在实际的操作过程中，钢水通过钢壳向外界散热的现象又不可避免。我们往往通过两种方式弥补温度的损失:一是提高出钢温度，二是采取炉后加热措施。

由于冶炼钢种的不同、冶炼方式的不同，以及钢包结构和耐材材质的不同，钢包壳外表的温度也不尽相同，但前提必须满足包壳的表面温度小于包壳材质的蠕变温度，一般应小于300~350℃，杜绝穿包事故的发生。根据经验，砖砌钢包包壳温度在：300~320℃;整体浇注钢包包壳温度在：280℃以下;混砌钢包包壳温度在330~340℃。

4、砖砌钢包与整体浇注钢包的选择依据是什么?

答：由于冶金工艺、操作条件以及应用观念的差异不同地区和不同钢厂的钢包，其内衬材质存在很大差别。下面从经济性、实用性、冶炼方式以及熔渣成分四方面考虑：

(1)从经济性考虑。在同样满足冶炼条件下，一般砖砌钢包耐材价格贵、施工耗费大量人力物力、吨钢成本高，而浇注钢包耐材价钱相对便宜、施工耗人力物力较少、吨钢成本低。

(2)从实用性考虑。在同样满足冶炼条件下，对于中小型钢包往往采用整体浇注。因为整体浇注简单快捷，并且采用套浇可缩短钢包上线时间，提高周转率，降低耐材消耗量，提高包役，降低吨钢成本。

(3)从冶炼方式考虑。目前，钢包冶炼方式各异。普通钢包所接钢水出钢温度低，钢水停留时间短，经过简单的炉后处理就到连铸平台了，对耐材的要求相对较低，整体浇注铝镁浇注料就可以满足需要。而精炼钢包内衬经常处在一个加热、搅拌、真空、渣洗、喷吹的环境下，对耐材要求苛刻：耐高温、抗冲刷、抗侵蚀、耐剥落、抗热震、低气孔、高密度等。特别是渣线部位，对耐材的要求更加苛刻。这就要求工作层用一些高档的料：如MgO-C砖、MgO-Al2O3-C砖、MgO-Cr2O3砖、镁钙砖等。

(4)从熔渣成分考虑。普通钢包和精炼钢包的熔渣成分是不相同的，普通钢包的熔渣来自于转炉或电炉的末期渣，属于CaO-MgO-FeOn-SiO2系统;精炼钢包的熔渣成分一般有SiO2、CaO、MgO、Al2O3、FeOn、MnO、Cr2O3组成，而它的成分只取决于造渣剂。这些氧化物在一定的温度下会与工作层耐火材料中的化学成分发生化学反应或溶解平衡，其结果是侵蚀工作层。选择工作衬时就要避免熔渣和耐火材料发生上述两种反应。

5、影响钢包寿命的因素有哪些?请加以说明。

答：主要有：包衬材料、钢包内衬结构设计及耐材的选择、施工方法及过程控制、冶炼工艺、转炉或电炉终渣控制、造渣剂、钢水成分、热修等因素。

6、钢包渣线部位受侵蚀的机理是什么?上、下渣线如何判定?

答：精炼钢包渣线镁碳砖的损毁，首先是工作衬热面中的碳氧化，形成一层薄的脱碳层,碳的氧化是由于不断熔渣中铁的氧化物和空气中的O2以及CO2、SiO2等氧化的结果,以及溶解于钢液之中或砖中的MgO对碳的气化作用;其次是高温液态熔渣渗入脱碳层的气孔或由于热应力的作用产生的裂纹之中,与砖中的氧化镁反应形成低熔点的化合物,致使砖的表面层发生质变并弱化,在强大的钢渣搅动、机械冲刷等应力作用下逐层脱落,导致镁碳砖的损毁,如此周而复始:氧化→脱碳→疏松→侵蚀→冲刷→脱落→损毁。

上、下渣线判定方法:找准渣线区,上渣线就是渣与钢水交界面以上的部位;下渣线就是渣与钢水交界面以下的渣线部位,从浇钢后的钢包看,上渣线比下渣线侵蚀的厉害,上渣线区会形成一条环带。

7、铝镁浇注料中的铝镁原位生成与在生产过程中直接加入铝镁尖晶石对浇注料的抗侵蚀性、抗渗透性能有何影响?

答:(1)在生产时配料中预先引入铝镁尖晶石,它与水没有明显的水化反应�养生或烘烤阶段,体积稳定性好。高温抗折强度、抗热震性和抗膨胀性优于原位生成铝镁尖晶石的铝镁质浇注料;(2)原位生成铝镁尖晶石的铝镁质浇注料,由于针柱状的MA均匀交错地分布于基质中,能够阻止熔渣的渗透。而对于预先引入的铝镁尖晶石对浇注料，熔渣可以轻易的在颗粒周围游走，抗侵蚀性、抗渗透性不好。

8、铝镁浇注料的初凝时间、终凝时间如何判断?

答:不定形耐火材料加水或液状结合剂拌合后,拌合料逐渐失去触变性或可塑性而处于凝固状态的性质称为凝结性,经历这一过程所需的时间称为凝结时间。拌合料开始由黏-塑性体或黏-塑-弹性体转变为塑-弹性体的时间为初凝时间,由塑-弹性体变为弹性体的时间为终凝时间。

初凝时间判断方法:将料手握能成团,在手中颠几下,料成块状分散;测流动值时,没有流动值。

终凝时间判断方法:料完全凝固成固定形状,料块须用力才可以掰开,断面为骨料面。

为了满足施工作业时间的要求,一般要求初凝时间不得早于40min,而终凝时间不得迟于8h。

9、请说明砖砌钢包、浇注钢包、综合砌筑钢包各自的烘烤制度及烘烤曲线。

答:(1)整体浇注的钢包烘烤制度(夏季):小火烘烤时间:温度<300℃，24小时;中火烘烤时间：温度300~600℃，20小时;大火烘烤时间：温度600~800℃，12小时;温度800~1000℃，8小时。

整体浇注的钢包烘烤制度(冬季)：

小火烘烤时间：温度<300℃，36小时;中火烘烤时间：温度300~600℃，36小时;大火烘烤时间：温度600~800℃，24小时;温度800~1000℃，8小时。

10、透气砖的安装位置在钢包的哪个部位?

答：选择钢包底吹气元件的位置时，应根据钢包处理的目的来决定。通过水模型试验表明，透气砖安装在包底中心位置和偏离钢包中心位置(吹气点在距包底中心1/2~1/3半径处)吹气对钢水的搅拌效果不同，钢包中心底吹气有利于钢包渣金之间的反应，有利于顶渣的脱硫反应，而偏心底吹气有利于钢包内部钢水的混合和温度的均匀化以及夹杂物上浮。

因此，在以均匀钢水成分、温度和促使夹杂物上浮为目的时，透气砖应安装在距离包底中心1/2~1/3半径(以砌好包衬为准)处，并避开冲击区，且与水口座砖分别位于包底垂直中心线两侧。

11、剥皮套浇前对剥皮后的表层材料用水打湿，作用是什么?

答：淋水的作用：(1)重新浇注时，防止干燥的原质层吸收新浇注料水分，影响施工性能;(2)湿润原质层有利于和新浇注料形成紧密结合，高温下有利于烧结形成一体;(3)压住灰尘，改善施工坏境;(4)加速降温的作用。

12、渣对钢包浇注料侵蚀的原因是什么?

答：熔渣侵蚀的过程主要是浇注料向熔渣中的熔解过程和熔渣向浇注料内部侵入的过程，在侵入过程中渣剂成分与耐火材料发生化学反应，形成变质层。随着熔渣侵入到浇注料内部，扩大其反应面积和深度，在材料表面以及附近的组成和结构发生质变，形成溶解度高的变质层，加速损毁。最终因膨胀差使结构发生变化后的渗透层产生剥落。

13、浇注全新包用包底圆心部位定位胎模，旧钢包如何定位胎模?

答：由于钢包在实际应用中，包壁侵蚀是不规则的，很难在包底确定圆心和半径，这时可以从钢包顶部确定圆心：(1)先取一条等包沿直径的线，另取一条一端带重锤的的线作第一条线的垂直中分线，重锤所指的一点就是圆心，以胎膜的半径为半径作圆;然后将胎膜吊入钢包，与所作的圆坐齐。(2)先将胎膜吊入钢包内，量出包壁厚度，用行吊进行校正即可。

14、使用后如何评价钢包浇注料的性能?

答：从两方面考虑：(1)施工性能：加水量、流动值、初凝时间、终凝时间、脱模难易度、烘烤好是否有裂纹;

(2)使用性能：包壁抗剥落性、透气砖侧包壁抗冲刷性、渣线抗侵蚀性和抗冲刷性、包底冲击区抗冲刷和抗侵蚀性;

综合以上各个方面，才能合理的评价钢包浇注料综合使用性能的好坏。

15、现场试验需要记录哪些数据?

答：(1)钢包上线前：加水量、初凝时间、终凝时间、脱模时间、自然养护时间、烘烤时间、透气砖侧包壁厚/对面包壁厚、透气砖侧渣线厚/对面渣线厚、包底冲击区厚/包底非冲击区厚:(2)钢包在线中：钢包序列号、钢包使用炉数、接钢时间、炉后吹氩时间、连铸平台浇注时间、周转时间、间歇时间:(3)钢包下线后：包壁残:(透气砖侧包壁残厚/对面包壁残厚)、渣线残厚(透气砖侧渣线残厚/对面渣线残厚)、包底残厚(包底冲击区残厚/包底非冲击区残厚)。

关于连铸用耐火材料，以及中间包、钢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：钢铁行业用耐火材料里在都有详细的说明。