中间包是钢铁连铸过程中的关键装置之一,它用来接收钢包的钢水并将其连续、均匀、稳定地注入结晶器,而且还起着调整钢水流和除去非金属夹杂物、洁净钢水等作用。因此选用适合的耐火材料和提高中间包的寿命非常重要。研制开发出长寿命具有净化钢液功能的连铸中间包干式振动料已成为一个亟待解决的课题。 本文通过相图分析设计了镁质干式振动料的物相组成,其主晶相为方镁石,基质为镁橄榄石、尖晶石及少量的钙镁橄榄石(CMS)等。对不同配比的镁质干式振动料结构和性能进行了研究,结果表明:在镁质干式料中添加改性剂A能提高其烧结性,减小其基质中气孔孔径、改善气孔孔径分布;添加尖晶石粉能改善其基质组成;添加铬矿粉能提高其烧结性,改善其基质组成,增大熔渣与干式料润湿的二面角,且铬矿粉溶于渣后,提高了熔渣的粘度。这些都改善了干式料的抗熔渣侵蚀和渗透性。 经多次实验选择一组最优配方在某钢厂12t三机三流中间包上试用:使用一年多来,该干式振动料的平均使用寿命为40小时,最高为45小时。结果表明:该干式料具有整体性强、寿命长、不污染钢液、烤包时间短、容积稳定、结渣率低保温性好和用后易翻包的优点。推广使用该材料,可降低吨钢生产成本,提高铸坯收得率和提高劳动生产率,具有显著的经济效益和社会效益。 根据使用40小时后的中间包工作层残衬结构分析,其侵蚀机理为:干式料对渗入熔渣产生化学过滤作用,增大熔渣粘度,在干式料/熔渣界面形成致密结构,阻碍熔渣的进一步渗透;随着反应的进行复合矿物中熔剂含量的增多,熔点降低,溶于熔渣形成低熔点的硅酸盐相,并沿着干式料中的钙镁橄榄石和镁蔷薇辉石等结合相向干式料基质中扩散渗透。