干式料作為連鑄中間包第四代工作襯材料，兼有絕熱板和噴涂料的優(yōu)點，具有施工方便，升溫速度快，長壽和脫包容易等優(yōu)點，自20世紀90年代開始在國內(nèi)外越來越多地應用于連鑄中間包工作襯。中間包的主體結(jié)構(gòu)由殼體、永久層、工作層、沖擊杯、上水口、下水口等組成，除殼體外均為一次性消耗型耐火材料，每次使用前需要對中間包耐火材料進行重新修砌。
1中間包修砌質(zhì)量的影響因素
1.1 包壁疏松
中間包包壁疏松主要體現(xiàn)在中間包包壁與包底接觸的位置。包壁疏松表現(xiàn)為兩種形式：一種是從包壁位置縱向延伸，形成不規(guī)則面;另一種是細長狀粉末掉落，形成“狹縫狀”。疏松有兩種原因：一是結(jié)合劑揮發(fā)，造成整體結(jié)合強度下降，尤其是最外部的;二是含有樹脂的細粉沒有將顆粒包裹住，最終造成容易掉渣。將硼玻璃粉與酚醛樹脂混合應用于鎂質(zhì)干式料，可以較好地提高干式料的低溫烘烤強度和中溫強度。
針對現(xiàn)場情況，發(fā)現(xiàn)造成中間包修砌質(zhì)量低的原因有：1)中間包布料不合理。當前中間包黏結(jié)劑配比偏低，且修砌時存在扎堆集中布料的現(xiàn)象，導致干式料中的大顆粒鎂砂易發(fā)生偏析。2)包胎振動時間長。當前中間包包胎使用4臺電機，為了增加渣線位置的密實度，振動時間為15 min。雖然增加了中間包干式料的體積密度，但是下部干式料骨料與粉料容易出現(xiàn)分離，干式料之間容易出現(xiàn)“架橋”現(xiàn)象，引起包壁疏松。3)中間包下部烘烤溫度低。燒嘴火焰打不到底，包胎上部溫度較高，下部溫度相對較低，導致即將硬化的干式料反應溫度不夠，強度較低，最終中間包干式料下部僅形成一層料殼，而內(nèi)部卻還比較疏松。
1.2 包壁裂紋
位于中間包包頭位置的包壁出現(xiàn)橫紋。該位置的干式料厚度110 mm, 裂紋深度40 mm。主要原因為：當前脫模劑涂抹次數(shù)為1次，厚度僅為0.1～0.2 mm, 且涂抹不均勻，造成干式料與包胎黏連，起胎后使得干式料產(chǎn)生裂紋。胎模在提起過程中產(chǎn)生了應力集中，這又造成表面裂紋。
1.3 上水口形狀不符合要求
當前的修包操作規(guī)程只要求水口內(nèi)不能混有雜物。操作時，工人僅用廢舊的編織袋塞在水口內(nèi)，沒有統(tǒng)一的標準，更沒有合理的模具，造成了水口內(nèi)時常殘留雜物，而且上水口形狀也不規(guī)則。
2 改進方案
2.1 優(yōu)化干式料組成、規(guī)范布料
連鑄中間包發(fā)揮著不可替代的作用，而中間包工作層是保護中間包正常安全運行的基礎(chǔ)。目前，中間包材質(zhì)均為鎂質(zhì)干式料，布料時需保證均勻性，而工作層布料的均勻性是耐火材料抗侵蝕的基礎(chǔ)。所以，從操作入手，提出以下優(yōu)化方案：1)提高脫模后工作層強度以滿足施工要求，降低高溫燒后的強度以滿足下線后殘襯解體的需要。將干式料中的樹脂加入量(w)控制在1%～3%;2)中間包包頭三側(cè)和中間包小面必須同時布料，嚴禁扎堆填料;3)袋裝物料最多碼放兩層，且需先布完上面第一層再布第二層，禁止在同一位置1次鋪兩袋料;若有違反或發(fā)現(xiàn)物料中有異物等情況，此中間包報廢，重新布料。
2.2 振動及烘烤工藝優(yōu)化
優(yōu)化中間包振動工藝，振動時間由15 min降低到8 min, 同時加大風鎬力度，保證渣線質(zhì)量;提高干式料內(nèi)部的各種應力平衡作用，保證干式料的完整性和致密性，提高中間包起胎后質(zhì)量。之前烘烤時間均約2 h, 干式料上沿變色1/2后停火，立即打冷風，這導致即將硬化的干式料反應溫度不夠，強度較低，干式料下部僅形成一層料殼，而內(nèi)部還比較疏松。更換燒嘴，將烤包時間由原來的2 h延長到3.5 h, 再打冷風。此后，下部干式料強度明顯提升，沒有出現(xiàn)因強度不夠掉料的情況。
2.3 脫模劑使用優(yōu)化
包胎使用的脫模劑涂抹厚度薄，造成工作層與包胎黏結(jié)，導致中間包起胎時工作層橫向產(chǎn)生裂紋。后續(xù)將脫模劑加水量(w)由15%降到10%,提高脫模劑的涂抹厚度>0.5 mm, 脫模劑由涂抹1次增加到2～3次，且涂抹均勻，由此可以避免產(chǎn)生起胎裂紋。
2.4 泡沫塞的設(shè)計及應用
為減少水口內(nèi)的殘留雜物，設(shè)計修砌中間包專用水口泡沫塞。使用普通泡沫材料，設(shè)計了高145 mm, 上底面ϕ112 mm, 下底面ϕ180 mm, 與水口座磚內(nèi)腔形狀相吻合的圓臺狀泡沫塞，以防止修砌過程中干式料流入水口內(nèi)，確保水口入口形狀成為規(guī)則的喇叭狀。隨著中間包烘烤時溫度上升，干式料產(chǎn)生了一定強度，水口入口形狀固定，泡沫塞不再起作用。依靠干式料增加其水口周圍抗沖刷和抗侵蝕能力，減少因水口周圍雜物造成的鋼渣堵眼現(xiàn)象，避免因堵眼造成連鑄機堵流的惡性事故。使用中間包專用水口泡沫塞后，鋼渣堵眼現(xiàn)象由原來的每月2次降低到0.2次，保證了連鑄高效連續(xù)生產(chǎn)。
3 應用效果
從優(yōu)化中間包干式料組成，規(guī)范布料操作，優(yōu)化振動及烘烤工藝，脫模劑合理使用及設(shè)計中間包專用水口泡沫塞幾方面著手提高中間包修砌質(zhì)量。目前，連鑄中間包修砌合格率由92.5%提高到99.6%,提高了中間包的使用安全性，提高了工作層干式料抗剝落性和抗?jié)B透性，改善了干式料布料的均勻性，提高了干式料致密性。工作層侵蝕情況得到明顯改善，工作層大面侵蝕由原 20 h侵蝕 30 mm降低到目前 24 h 侵蝕 25 mm, 大大提高了中間包的使用壽命，滿足了生產(chǎn)要求。對改進后的中間包進行檢查發(fā)現(xiàn)：中間包下部干式料強度明顯提升，沒有出現(xiàn)因強度不夠疏松掉料的現(xiàn)象，已經(jīng)解決了包壁疏松、裂紋等問題。
4 結(jié)論
(1)干式料組成與布料操作對中間包工作層致密性、均勻性有影響;規(guī)范布料操作可減少中間包干式料疏松、偏析現(xiàn)象。
(2) 優(yōu)化工藝，中間包振動時間由15min降低到8min, 烘烤時間由原來的2 h延長到3.5 h, 提高了鎂質(zhì)干式料在使用過程中的強度。
(3)通過設(shè)計修砌中間包專用水口泡沫塞，保證了中間包上水口使用效果，解決了因水口形狀不規(guī)則造成的鋼渣堵眼等問題。
