中间罐用耐火材料

中间罐内衬所使用的耐火材料是很严格的，中间罐是盛钢桶和结晶器之间用于钢水过渡的装置。接受从盛钢桶流出的钢水，稳定钢水，把钢水分配为几个铸流，并且减少钢流对结晶器中坯壳的冲刷，控制注入结晶器钢水量，有利于非金属夹杂物上浮，提高铸坯质量。同时，还射钢流进行整流，在多炉连浇时，中间罐中储存的钢水可在换包时起到承上启下的作用。中间罐的耐火材料内衬砌有耐火砖，底部设有和铸机流数相应的水口。

    中间罐一般分为侧壁，钢水冲击区，水口座砖，浇注料。中间罐用耐火材料除了涂料和绝热板外，其余和盛钢桶用耐火材料大致相同。中间罐用耐火材料包括：保温层、永久层、工作层、罐底、罐盖、塞棒、袖砖、座砖和水口砖等。

    (一）中间罐的内衬

    中间罐内衬用耐火材料和盛钢桶用耐火材料大致相同，这里不再重述。

    (二）中间罐涂料

为了使中间罐铸造后的残钢渣子不侵入耐火砖砖缝和便于去除残钢和渣子，耐火砖表面要涂上约20〜30mm的高铝质、镁质和镁铬质涂料。一般要求涂料具备以下特征：具有良好的耐侵蚀性；具有良好的涂抹性；具有良好的抗热冲击性能；使用后的残余涂层应具有较好的 剥离性。所有这些要求是为了达到以下目的：减少涂料在钢水中溶入量和提高使用寿命；便于施工；防止在烘烤过程中开裂、剥落；便于清理。涂料可以简单地用涂抹方法施工，也可采用机械喷涂方式，中间罐涂料使用成本较低，已得到广泛应用。从提高钢水清洁度和钢水质量出发，碱性耐火材料质涂料的用量在逐渐增大。

    轻质涂料是在现有的涂料内添加发泡剂制成。由于在制造过程中卷入大量空气，使涂料形 成球状气泡，耐火材料的体积密度减小，绝热性能改善。这种涂料，对连铸坯不会产生不良影响。由于涂料密度小，降低了涂料单耗；涂料绝热性能好，减小了预热中间罐所需的时间，降低了烘罐的燃料消耗。

    对使用后的涂料进行岩相分析表明，涂层分为3个带：

    （1）渣蚀带。其厚度为0.5~5mm，主晶相为铁钙辉石和铁钙镁橄榄石固溶体。

    （2）过渡带。其厚度小于1mm，为富集硅酸盐，以铁钙镁橄榄石为主，原涂料结构被冲蚀，气孔为硅酸盐相填充并带有少量铁球。

（3）渗铁带。其深度达10〜15mm，钢水从耐火材料缝隙渗入，但无渣蚀。 

耐火材料涂层损坏的原因是由熔渣渗透和钢水渗透造成的。 

（三）中间罐用绝热板

中间罐用绝热板与普通耐火材料内衬相比，具有显气孔率大，体积密度小，热导率低等优点。因此，作为中间罐衬，可以不经烘烤就使用，所以中间罐用绝热板是一项十分有效的节能手段。使用绝热板后，中间罐永久层部分耐火材料很少受损坏，大大延长了中间罐的使用寿命，降低了耐火材料成本和消耗。使用绝热板罐衬的优点是：中间罐可不预热烘烤，实现冷罐开浇，可节省烘罐燃料约90%；绝热板罐拆、砌方便，节省人工约70%；保温性好，可降低出钢温度5〜10%，中间罐不易结冷钢，提高钢水收得率0.5%〜1.0%；中间罐永久层几乎不再修理，可延长使用寿命，每吨钢降低耐火材料消耗约5Kg。

    目前绝热板包括耐火材料品种品种有：硅质绝热板和镁质绝热板。我国以前者为主，后者使用数量较少。 中间罐用绝热板主要由壁板、端板、底板、盖板和冲击板组成。硅质绝热板由石英砂、无机和有机纤维以及酚醛树脂等原料制成。中间罐用绝热板的板型由中间罐形状决定，板厚一般为35〜40mm，冲击板厚度大于50mm。

目前，国内绝热板系列耐火材料均使用树脂作结合剂。在使用时，由于有机物的烧损，要吸收大量的热量，并放出有害气味的气体，污染环境。为了适应特殊钢连铸的要求，保持钢水的纯洁度，不宜使用酚醛树脂结合的硅质绝热板。使用这种硅质绝热板可能使钢水增氢和增硅，一般要求使用无机结合的镁质绝热板。

    钢水内夹杂物含量与中间罐衬耐火材料材质有关。使用绝热板中间罐与耐火砖中间罐相比，铸坯大于50μm夹杂物的含量明显减少。对使用后的硅质绝热板进行显微镜观察发现，绝热板与钢水接触部分为黑色釉质层，厚度约0.5mm。釉层后面，纤维碳化消失，部分石英颗粒转变成蜂窝状的方石英，由于玻璃相的出现，气孔率下降。在此层后面为过渡层，其厚度为3〜10mm，有机结合剂和纤维碳化并分布在基质中，使该层呈黑色，大部分石英颗粒呈亚稳方石英化。与中间罐砂层接触的绝热板，仍保持原板结构和形貌特征。

    据河南耐火材料厂专家通过对使用后的残板分析，反应层和过渡层均无钢水渗入。由于绝热板在使用过程中表面形成玻璃层，粘度很大，阻止熔渣进一步渗透，因此制品能在高温下长时间使用而不被进一步侵蚀。