中間包作為連鑄過程中鋼包和結晶器之間用來承接鋼水的過渡裝置,不僅是鋼水的儲存器和分配器,還是鋼水的精煉容器,用來穩定鋼流,減小鋼流對結晶器中坯殼的衝刷;使鋼液在中間包內有合理的流場和適當長的停留時間,以保證鋼水溫度均勻及非金屬雜物分離上浮,保證鋼水潔淨度和多爐連澆,是提高鋼材質量和連鑄效率的重要環節,結構如圖1所示。
圖1中間包結構示意圖
中間包的主要任務是:
(1)分流鋼水。對多流連鑄機通過中間包將鋼水分配到各個結晶器;
(2)穩流。降低鋼水靜壓力,保持中間包穩定的液面,平穩地把鋼水注入到結晶器;
(3)貯存鋼水。在多爐連澆更換鋼包時,不減拉速,為多爐連澆創造條件;
(4)淨化鋼水。在較長的澆築時間內,使鋼水溫度基本不變,促使鋼水中夾雜物進一步上浮,防止鋼水和空氣接觸,避免吸氧、吸氮。
中間包用耐火材料從功能上可分為三類:
第一類為包襯材料,主要由隔熱層、永久層和工作層組成;
第二類為穩流部件,包括擋渣堰、擋渣板、衝擊板等;
第三類為控流部分,分為塞棒、滑動水口、定徑水口和侵入式水口等。對於小方坯連鑄而言,高效連鑄的核心是高拉速,這就要求在鋼液質量符合要求的基礎上,儘量提高連鑄機連續作業率和澆鋼速度,以實現高出坯溫度和鑄坯質量。這些技術指標,對中間包耐火材料提出了兩個要求,一是高性能,二是長壽命。
中間包內襯耐火材料組成,大體包括以下部分:
(1)保溫層(10~30mm),該層緊挨著中間包鋼殼,通常採用石棉板、保溫磚或輕質澆注料。效果最好的為矽酸鋁纖維氈,熱導率低,也易砌築。
(2)永久層(100~200mm),該層與保溫層相接觸,其材料一般為黏土磚。整體永久襯最為普遍,澆注料一般為高鋁質或莫來石質自流澆注料。
(3)工作層(20~50mm),該層與鋼水接觸,是關鍵部位。現在普遍採用絕熱板或塗料。絕熱板一般為矽質、鎂質、鎂橄欖石質;塗料為鎂質、鎂鉻質、鎂鈣質。塗料採機械噴塗或手工塗抹。
(4)座磚,鑲嵌在中間包底,安裝中間包水口用,其材質通常為高鋁質。
(5)包底,其材質基本與工作層相當,中間包包底工作層受鋼水衝擊部位極易損壞,要求抗侵蝕耐磨損,一般用高鋁磚或緻密高鋁磚和鋁鉻磚,也用特製大塊的高強度焦油鎂磚。鋼水衝擊部位採用鋯英石磚或預製塊增強。
(6)包蓋覆蓋在中間包上,可起保溫和鋼水飛濺等作用,其材質採用黏土質或高鋁質澆注料作包蓋。
(7)擋渣牆(堰),該牆砌於中間包內,可以是單牆,也可以是雙牆。擋渣牆堰的材質,通常是高鋁磚,也可以製成預製塊,其目的是用來擋的。為提高鋼水的清潔度,在擋渣牆上還可以設置鋼水過濾器。