鋼包長期以來采用鋼包磚修砌工作層,隔熱層也是采用鋼包磚修砌,只是永久層有的采用了很薄的打結層。耐火磚修砌的鋼包,磚與磚之間的磚縫、鋼包渣線部分,容易產生鋼水腐蝕以后留下的薄弱部位,需要重點防護。此外鋼包磚使用到一定的時間,需要將鋼包磚拆除,修砌新的工作層。鋼包磚的浪費較大,而且重新修砌,費時費力。國外和國內的個別廠家采用了鋼包的整體修砌技術,該技術的發展,成為了目前鋼包修砌技術的一種發展趨勢。
鋼包的整體修砌技術是首先將鋼包包底采用澆注料澆注成型,然后在鋼包內放入胎具,然后在胎具和鋼包壁之間澆入澆注料,有的是通過放置在胎具中的振動器完成,有的是采用專用的振動工具完成的。鋼包澆注料是通過專用的機械裝置攪拌均勻通過專用的設施實現的。鋼包最容易受侵蝕的部位渣線,仍然采用鎂炭磚修砌。澆注結束以后,自燃養護一段時間(一般在28h左右),然后按照烘烤曲線烘烤以后,投入使用。采用整體修砌技術的鋼包,養護和烘烤很重要,其中烘烤時包襯開裂的機理(見圖)。包襯加熱干燥時如果加熱溫度突然升高,所產生的水汽壓力大于包襯內能夠容納的水汽壓力和包襯材質強度時,包襯開裂。適宜的控制溫度的方法一般為:開始的1~5h,加熱速度小于90℃/h,隨后的3~8h,加熱速度小于200℃/h,加熱耐火材料面的溫度達到800~900℃,6h以后,包殼溫度大于60℃,將加熱面溫度,即烘烤溫度提高虱j1040~1300℃。北方的冬季,鋼包整體修砌以后,首先對包襯進行低溫預熱干燥,尤其重要。
和鋼包磚修砌的鋼包相比,磚縫之間的縫隙和坑洞的缺陷明顯的減少了,而且產生的薄弱部位,使用噴補機噴補,效果明顯。在安全性能上得到了提高?;竟に嚾鐖D所示。
整體澆注的鋼包,澆注料的不同,效果也各不相同,主要表現在:
(1)采用氧化鎂系澆注料澆注的鋼包,能夠應用于冶煉潔凈度較高的鋼種,但是抗爐渣滲透性和抗掛渣性差,并且導熱性較好,使得鋼包的熱損失增加。
(2)使用高鋁澆注料澆注的整體鋼包,抗蝕性能比不上氧化鎂系的澆注料,但是抗爐渣的滲透性和抗掛渣性遠比氧化鎂系澆注料澆注的鋼包好。使用高鋁澆注料澆注的整體鋼包,導熱系數小,熱損失減少。
(3)為了解決氧化鎂系澆注料的缺陷,主要指爐渣的易滲透性和易于剝落性的缺點,使用三氧化二鋁系澆注料時,在高三氧化二鋁澆注料中添加尖晶石,能夠降低侵蝕指數。有文獻介紹,大型連鑄使用的鋼包,采用Al2O3-MgO質澆注料,尖晶石含量為10%~30%時,爐渣的滲透指數最低。為了改善抗爐渣滲透性和膨脹性,添加的尖晶石中三氧化二鋁的含量要高。采用Al2O3-MgO質澆注料,氧化鎂含量在5%~12%時,澆注料有較好的抗渣性。
(4)鋯石系澆注料具有極好的抗爐渣滲透性和抗掛渣性,以及導熱率低熱損失少的優點,適用于鋼包的渣線和包底部位。鋯石系澆注料澆注整體鋼包,二氧化鋯含量越高,侵蝕指數越低。
? ? 整體砌筑的鋼包,侵蝕機理見前面章節的內容。像大多數磚砌鋼包一樣,除了渣線部位,整體鋼包的包底也是容易受侵蝕的部位,侵蝕的原因和過程可以分為以下幾種:
? ? (1)形成垂直的裂紋。這和出鋼時鋼流的沖擊時間,出鋼口到包底的距離,鋼流角度和包內形成熔池的時間有關,這要求包底澆注料的膨脹系數低、抗斷裂強度高。
? ? (2)爐渣沿著裂紋滲透入包底。滲透程度與澆注料的巖相結構、爐渣的化學成分有關。
? ? (3)形成水平裂紋。這主要是已經滲透人包底的爐渣和沒有滲透人包底的爐渣,經過溫度的變化引起晶型的變化引起的熱應力。
? ? (4)包底澆注料呈現出片狀脫落,這主要是垂直裂紋和水平裂紋相交,相交區內的澆注料成為“孤島”狀態,從而從包底呈片狀剝落。包底在侵蝕過程中,垂直裂紋的形成和爐渣沿著垂直裂紋滲透人包底是整體修砌的鋼包受到侵蝕的主要原因。
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