钢包长期以来采用钢包砖修砌工作层,隔热层也是采用钢包砖修砌,只是永久层有的采用了很薄的打结层。耐火砖修砌的钢包,砖与砖之间的砖缝、钢包渣线部分,容易产生钢水腐蚀以后留下的薄弱部位,需要重点防护。此外钢包砖使用到一定的时间,需要将钢包砖拆除,修砌新的工作层。钢包砖的浪费较大,而且重新修砌,费时费力。国外和国内的个别厂家采用了钢包的整体修砌技术,该技术的发展,成为了目前钢包修砌技术的一种发展趋势。
钢包的整体修砌技术是首先将钢包包底采用浇注料浇注成型,然后在钢包内放入胎具,然后在胎具和钢包壁之间浇入浇注料,有的是通过放置在胎具中的振动器完成,有的是采用专用的振动工具完成的。钢包浇注料是通过专用的机械装置搅拌均匀通过专用的设施实现的。钢包最容易受侵蚀的部位渣线,仍然采用镁炭砖修砌。浇注结束以后,自燃养护一段时间(一般在28h左右),然后按照烘烤曲线烘烤以后,投入使用。采用整体修砌技术的钢包,养护和烘烤很重要,其中烘烤时包衬开裂的机理(见图)。包衬加热干燥时如果加热温度突然升高,所产生的水汽压力大于包衬内能够容纳的水汽压力和包衬材质强度时,包衬开裂。适宜的控制温度的方法一般为:开始的1~5h,加热速度小于90℃/h,随后的3~8h,加热速度小于200℃/h,加热耐火材料面的温度达到800~900℃,6h以后,包壳温度大于60℃,将加热面温度,即烘烤温度提高虱j1040~1300℃。北方的冬季,钢包整体修砌以后,首先对包衬进行低温预热干燥,尤其重要。

和钢包砖修砌的钢包相比,砖缝之间的缝隙和坑洞的缺陷明显的减少了,而且产生的薄弱部位,使用喷补机喷补,效果明显。在安全性能上得到了提高。基本工艺如图所示。

整体浇注的钢包,浇注料的不同,效果也各不相同,主要表现在:
(1)采用氧化镁系浇注料浇注的钢包,能够应用于冶炼洁净度较高的钢种,但是抗炉渣渗透性和抗挂渣性差,并且导热性较好,使得钢包的热损失增加。
(2)使用高铝浇注料浇注的整体钢包,抗蚀性能比不上氧化镁系的浇注料,但是抗炉渣的渗透性和抗挂渣性远比氧化镁系浇注料浇注的钢包好。使用高铝浇注料浇注的整体钢包,导热系数小,热损失减少。
(3)为了解决氧化镁系浇注料的缺陷,主要指炉渣的易渗透性和易于剥落性的缺点,使用三氧化二铝系浇注料时,在高三氧化二铝浇注料中添加尖晶石,能够降低侵蚀指数。有文献介绍,大型连铸使用的钢包,采用Al2O3-MgO质浇注料,尖晶石含量为10%~30%时,炉渣的渗透指数最低。为了改善抗炉渣渗透性和膨胀性,添加的尖晶石中三氧化二铝的含量要高。采用Al2O3-MgO质浇注料,氧化镁含量在5%~12%时,浇注料有较好的抗渣性。
(4)锆石系浇注料具有极好的抗炉渣渗透性和抗挂渣性,以及导热率低热损失少的优点,适用于钢包的渣线和包底部位。锆石系浇注料浇注整体钢包,二氧化锆含量越高,侵蚀指数越低。
整体砌筑的钢包,侵蚀机理见前面章节的内容。像大多数砖砌钢包一样,除了渣线部位,整体钢包的包底也是容易受侵蚀的部位,侵蚀的原因和过程可以分为以下几种:
(1)形成垂直的裂纹。这和出钢时钢流的冲击时间,出钢口到包底的距离,钢流角度和包内形成熔池的时间有关,这要求包底浇注料的膨胀系数低、抗断裂强度高。
(2)炉渣沿着裂纹渗透入包底。渗透程度与浇注料的岩相结构、炉渣的化学成分有关。
(3)形成水平裂纹。这主要是已经渗透人包底的炉渣和没有渗透人包底的炉渣,经过温度的变化引起晶型的变化引起的热应力。
(4)包底浇注料呈现出片状脱落,这主要是垂直裂纹和水平裂纹相交,相交区内的浇注料成为“孤岛”状态,从而从包底呈片状剥落。包底在侵蚀过程中,垂直裂纹的形成和炉渣沿着垂直裂纹渗透人包底是整体修砌的钢包受到侵蚀的主要原因。
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