連鑄用功能耐火材料的應用及發展

張 浩

（河鋼宣鋼一鋼軋廠，河北 張家口 075100）

隨著鑄鋼技術在20世紀50年代興起，連鑄用功能耐火材料也隨之產生，并且其應用功能不斷提升.整體塞棒、浸入式水口和鋼包長水口是主要的功能耐火材料，其性能的好壞對連鑄的效率和鋼坯的質量有直接影響，探討其應用和發展的情況有利于促進煉鋼技術的發展。

1 連鑄用功能耐火材料的應用

（1）整體塞棒。整體塞棒是對中間包和結晶器間的鋼水流量進行控制，使連鑄生產保障高效運行、并且對鑄坯的質量進行保證的關鍵部件。整體塞棒進行有效應用需要其抗熱震性比較好，但是和浸入式水口和鋼包長水口相比，其對性能的要求不太嚴苛，因為整體塞棒通過由外向內的方式進行傳熱，在應用的過程中也大多和中間包一起進行預熱，因此使其對熱震性的要求降低。當前，高堿性覆蓋劑在連鑄技術的應用中非常廣泛，連燒爐數也得到提升，尤其是在方坯或圓坯的連鑄技術應用中其連燒時間可超過二十小時，中間包覆蓋劑以及熔渣會侵蝕整體塞棒，因此，整體塞棒需要具有較強的抗渣侵蝕性能。許多企業為了使實際的工作需求得到滿足，都對復合鋯碳材料的整體塞棒進行應用。整體塞棒的棒頭區域處于鋼水的沖刷和侵蝕中的時間比較長，如果棒頭材料的侵蝕和損耗速度比較快，就會出現鋼流失控的現象或者造成對鋼流的速度控制不理想，因此對鋼頭的材料有較高的要求。當前，鋁碳材料或鋯碳復合材料的應用比較廣泛，高錳鋼及高氧鋼等鋼種的棒頭需要應用鎂碳材料。由于整體塞棒對高溫強度指標的要求不高，因此，許多生產廠家在塞棒本體料中加入經過破碎、分篩之后的廢料，本體材料的抗折強度要高于4兆帕。

（2）鋼包長水口。鋼包長水口的主要作用是在鋼水澆筑的過程中將空氣隔斷，避免鋼水二次氧化以及吸入氮氣。其抗熱震性應該比較好，由于其體積較大，長水口通常也不會具有預熱的過程，因此其具有苛刻的抗熱震性要求，當前，主要有兩種對其進行技術處理的方式，一種是歐洲的內壁氧化技術，代表公司是維蘇威公司，這種技術是采取裸燒的方式燒成長水口，對其外部施釉，對其碗口遮蔽，會有1～2mm的氧化層形成于內孔體的內部，有1.5mm的變質層緩沖熱震，鋼包開澆高于1500℃的高溫鋼水對該透氣絕熱層進行直接沖擊，能夠使對本體產生的熱沖擊作用得到緩解，保證其抗熱震性。另一種方式是由國內開發的絕熱內壁方式，主要代表公司是勝威高溫陶瓷公司，主要使用低導熱材料預成型內壁，如氧化鋁、氧化鋯材料的空心球或漂珠等，能使抗熱震性能得以實現，但是和歐洲工藝相比，其制作工藝比較復雜。

（3）浸入式水口。浸入式水口的主要功能是使鋼水防止二次氧化，對鋼水的流動狀態和注入速度進行控制，使結晶器保護渣防止卷入到鋼水中并促進夾雜物上浮。浸入式水口也需抗熱震性比較好，在應用水口前，通常會預熱到1100°，而連鑄開澆鋼水的溫度可達1500°，水口瞬間接受的溫度差異將近400°，因此水口的抗熱震性能應比較好。連鑄結晶器具有良好的耐渣蝕性能，由于二氧化鋯存在相變性，會使其具有熱震炸裂的風險，因此，對其進行實際應用中預熱加熱后，不能太快的進行降溫，使部件保證應用安全。同時，鋯碳材料接觸內孔鋼水的過程中，由于其含有較低的石墨量，受到鋼流的沖擊，會有快速熔損現象發生，因此必須與本體鋁襯材料配合使用。在侵入式水口中對鋁炭質侵入式水口的應用比較廣泛。侵入式水口的防堵塞性能也比較好，在鋼鐵冶煉的過程中經常出現水口堵塞的問題，水口比內孔的沉積現象嚴重，因此可以應用現代材質或規避鋼流流態的改變，是水口堵塞的現象盡量減少。水口也有較高的高溫強度要求，高于塞棒和長水口的要求。

2 連鑄用功能耐火材料的發展趨勢

連鑄技術隨著社會經濟的不斷發展也在不斷進步，也促進了我國鋼鐵行業的發展。工業建設對高性能鋼的應用需求不斷得到提升，因此，也會逐漸提高對耐火材料的應用需求，但是當前的功能材料在應用的過程中還存在著問題，只有對多種形式的復合材料進行應用，才能夠提升功能耐火材料的應用水平，因此連鑄用功能耐火材料的發展趨勢就是對性能優良的多功能連鑄用耐火材料進行開發，要對各種原料進行不斷改進，從而使功能耐火材料的應用功能得到提升，不斷提高連鑄技術，并促進其發展。

3 結語

現代連鑄生產工藝對連鑄用功能耐火材料有越來越高的要求，經過長時間的探索，開發并應用連鑄用耐火材料已有了很大的進步，在某些領域逐漸靠近世界發達國家的技術水平，推動了我國鋼鐵行業的發展。為使其材料的應用水的不斷提升得以實現，還要根據原料的多樣化應用不斷探索創新，實現其復合型的應用方式，并提升其應用性能，促進我國連鑄工藝和鋼鐵行業的不斷發展和進步。

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