連鑄系統(tǒng)是現(xiàn)代鋼鐵冶煉的核心技術(shù)之一,其主要設(shè)備包括鋼包、中間包、結(jié)晶器等。這些設(shè)備在高溫、鋼水沖刷、渣蝕以及化學(xué)侵蝕等復(fù)雜條件下運(yùn)行,對耐火材料的性能提出了嚴(yán)格要求。功能耐火材料是連鑄系統(tǒng)的重要組成部分,因其具有特定的功能和性能被廣泛應(yīng)用。
一、鋼包用功能耐火材料
鋼包作為鋼水的主要盛裝容器,其功能耐火材料主要集中在出鋼系統(tǒng)與鋼水精煉控制領(lǐng)域。
1. 滑板磚
材料:高純氧化鋁碳材料或氧化鋁鋯碳復(fù)合材料。
功能:
控制鋼水流量,耐高溫沖刷和氧化。
滑板磚具有良好的抗熱震性和耐磨性。
2. 透氣磚(鋼包底吹用)
材料:剛玉尖晶石或鋁鎂碳復(fù)合材料。
功能:
向鋼水底部吹入惰性氣體,進(jìn)行鋼水?dāng)嚢杌蛎撗趺摿颉?
具備高透氣性、抗渣侵蝕和耐沖刷性能。
3. 長水口
材料:高純氧化鋁、氧化鋯、碳化硅復(fù)合材料。
功能:
防止鋼水二次氧化和夾雜物生成,同時具有優(yōu)異的抗熱震性和抗沖刷性。
二、中間包用功能耐火材料
中間包起到鋼水儲存和分配的作用,其使用的功能耐火材料需要具備耐侵蝕、抗沖刷和抗熱震性能。
1. 浸入式水口
材料:氧化鋁碳或氧化鋁碳化硅復(fù)合材料,外層采用抗氧化涂層保護(hù)。
功能:
控制鋼水從中間包到結(jié)晶器的流速,防止二次氧化和夾雜物生成。
抗鋼水沖刷,使用壽命長。
2. 中間包水口(座磚)
材料:氧化鋁鎂碳材料或高鋁材質(zhì)。
功能:
安裝水口組件,穩(wěn)定出鋼流量,承受鋼水沖刷和渣侵蝕。
3. 涂抹料
材料:高鋁質(zhì)或鋁鎂質(zhì)耐火涂料。
功能:
修補(bǔ)中間包內(nèi)襯,形成光滑耐侵蝕的保護(hù)層。
4. 擋渣塞棒
材料:氧化鋁碳材料。
功能:
在出鋼過程中阻擋浮渣進(jìn)入水口,保持鋼水潔凈。
三、結(jié)晶器用功能耐火材料
結(jié)晶器是連鑄工藝的關(guān)鍵設(shè)備,其耐火材料需要耐高溫、抗熱震并具備隔熱性能。
1. 保護(hù)渣
材料:鋁硅酸鹽或堿性耐火粉料。
功能:
涂覆在結(jié)晶器內(nèi)表面,保護(hù)鋼水表層,減少熱量散失。
優(yōu)化凝固條件,防止鋼水粘結(jié)結(jié)晶器。
四、其他功能耐火材料
1. 異形預(yù)制件
材料:尖晶石、氧化鋁碳復(fù)合材料。
功能:
用于鋼包、中間包關(guān)鍵部位,如水口座磚和擋墻,提供特殊功能支持。
2. 功能梯度材料
材料:工作面為高抗侵蝕材料(如氧化鋯),背襯層為輕質(zhì)隔熱材料。
功能:
實(shí)現(xiàn)多功能性能優(yōu)化,適應(yīng)復(fù)雜工況需求。
五、功能耐火材料的性能要求
1. 高溫性能:
高耐火度,承受1600℃~1800℃的高溫環(huán)境。
2. 抗氧化性:
能夠抵抗鋼水中的氧化性氣氛和高溫熔渣侵蝕。
3. 抗沖刷性:
承受高速鋼水流和夾雜物的沖擊而不發(fā)生結(jié)構(gòu)破壞。
4. 熱震穩(wěn)定性:
適應(yīng)高溫快速升降變化,避免裂紋和剝落。
5. 化學(xué)穩(wěn)定性:
在高溫下與鋼水和熔渣相容,不發(fā)生有害反應(yīng)。
六、總結(jié)
連鑄系統(tǒng)功能耐火材料種類繁多,其發(fā)展趨勢是材料的高性能化和長壽命化。例如通過復(fù)合材料的研發(fā)與應(yīng)用,不僅提高了耐火材料的抗熱震性、抗侵蝕性,還減少了鋼水夾雜物,提高了鋼材質(zhì)量。在未來,功能耐火材料將向綠色化、智能化方向進(jìn)一步發(fā)展,為連鑄工藝的經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。