干(gan)式料(liao)作為(wei)連(lian)鑄(zhu)中(zhong)間(jian)(jian)(jian)包(bao)(bao)第四代工(gong)作襯(chen)材料(liao)，兼有(you)絕熱(re)板和噴涂料(liao)的(de)優(you)點(dian)，具有(you)施工(gong)方(fang)便，升溫速(su)度快，長壽(shou)和脫包(bao)(bao)容(rong)易(yi)等(deng)優(you)點(dian)，自20世紀90年(nian)(nian)代開始在(zai)國內外越來越多地應(ying)用于(yu)連(lian)鑄(zhu)中(zhong)間(jian)(jian)(jian)包(bao)(bao)工(gong)作襯(chen)。某鋼廠長材事(shi)業部1#、2#連(lian)鑄(zhu)機(ji)為(wei)6流小方(fang)坯連(lian)鑄(zhu)機(ji)，中(zhong)間(jian)(jian)(jian)包(bao)(bao)為(wei)“T”型結構(gou)，均使用干(gan)式料(liao)修砌，澆(jiao)鑄(zhu)斷面為(wei) 165 mm×165 mm, 拉速(su)為(wei) 2.5～4.2 m·min-1,要求(qiu)工(gong)作拉速(su)穩定在(zai)4.0 m·min-1。中(zhong)間(jian)(jian)(jian)包(bao)(bao)的(de)主(zhu)體結構(gou)由(you)殼體、永久(jiu)層(ceng)、工(gong)作層(ceng)、沖擊杯、上水口(kou)、下水口(kou)等(deng)組成，除殼體外均為(wei)一次(ci)性(xing)消耗(hao)型耐(nai)(nai)火(huo)材料(liao)，每次(ci)使用前需要對中(zhong)間(jian)(jian)(jian)包(bao)(bao)耐(nai)(nai)火(huo)材料(liao)進行重新修砌。自2021年(nian)(nian)3月11日投產以(yi)后，由(you)于(yu)生(sheng)產工(gong)藝不完善以(yi)及連(lian)鑄(zhu)中(zhong)間(jian)(jian)(jian)包(bao)(bao)冷修操(cao)作等(deng)因素，影響了(le)1#、2#連(lian)鑄(zhu)機(ji)中(zhong)間(jian)(jian)(jian)包(bao)(bao)修砌質量(liang)及壽(shou)命的(de)提高(gao)。為(wei)了(le)進一步(bu)提高(gao)中(zhong)間(jian)(jian)(jian)包(bao)(bao)修砌質量(liang)，從2021年(nian)(nian)開始，通(tong)過技術攻關(guan)，使得中(zhong)間(jian)(jian)(jian)包(bao)(bao)修砌質量(liang)有(you)了(le)大幅度的(de)提高(gao)，鋼鐵材料(liao)消耗(hao)、能源消耗(hao)以(yi)及耐(nai)(nai)火(huo)材料(liao)、輔(fu)材消耗(hao)明顯降低。當前，中(zhong)間(jian)(jian)(jian)包(bao)(bao)修砌合格率為(wei)92.5%。2021年(nian)(nian)3—7月份共(gong)修砌中(zhong)間(jian)(jian)(jian)包(bao)(bao)280個，其中(zhong)包(bao)(bao)壁疏松(song)的(de)有(you)12個，包(bao)(bao)壁裂紋(wen)的(de)有(you)7個，上水口(kou)形狀不符合要求(qiu)的(de)有(you)2個。
1中間包修砌質量的影響因素
1.1 包(bao)壁(bi)疏松
中(zhong)間包(bao)(bao)(bao)包(bao)(bao)(bao)壁疏松(song)主(zhu)要(yao)體現(xian)在中(zhong)間包(bao)(bao)(bao)包(bao)(bao)(bao)壁與包(bao)(bao)(bao)底接觸的(de)位置。包(bao)(bao)(bao)壁疏松(song)表現(xian)為兩種(zhong)形(xing)式：一(yi)(yi)種(zhong)是(shi)從(cong)包(bao)(bao)(bao)壁位置縱向延(yan)伸，形(xing)成(cheng)(cheng)不規則面;另一(yi)(yi)種(zhong)是(shi)細(xi)(xi)長(chang)狀粉末(mo)掉落，形(xing)成(cheng)(cheng)“狹縫(feng)狀”。疏松(song)有(you)(you)兩種(zhong)原因(yin)：一(yi)(yi)是(shi)結合劑揮發(fa)，造成(cheng)(cheng)整(zheng)體結合強度(du)下(xia)降，尤(you)其是(shi)最外(wai)部的(de);二是(shi)含有(you)(you)樹脂的(de)細(xi)(xi)粉沒有(you)(you)將顆粒包(bao)(bao)(bao)裹住，最終造成(cheng)(cheng)容易(yi)掉渣(zha)。將硼玻璃粉與酚醛樹脂混合應用(yong)于鎂質干式料，可以較(jiao)好地提高干式料的(de)低溫(wen)烘烤強度(du)和中(zhong)溫(wen)強度(du)。
針(zhen)對現(xian)(xian)場情況(kuang)，發現(xian)(xian)造成中(zhong)(zhong)(zhong)間(jian)包(bao)(bao)(bao)修砌(qi)質量低(di)(di)的(de)原因有：1)中(zhong)(zhong)(zhong)間(jian)包(bao)(bao)(bao)布料(liao)(liao)(liao)(liao)不(bu)(bu)合理(li)。當前(qian)中(zhong)(zhong)(zhong)間(jian)包(bao)(bao)(bao)黏結劑配比偏(pian)低(di)(di)，且(qie)修砌(qi)時存(cun)在扎堆集(ji)中(zhong)(zhong)(zhong)布料(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)現(xian)(xian)象，導致干(gan)式(shi)料(liao)(liao)(liao)(liao)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)大(da)顆粒(li)鎂砂易發生偏(pian)析。2)包(bao)(bao)(bao)胎(tai)振動(dong)時間(jian)長。當前(qian)中(zhong)(zhong)(zhong)間(jian)包(bao)(bao)(bao)包(bao)(bao)(bao)胎(tai)使用4臺電(dian)機，為(wei)了(le)增加(jia)渣線位置的(de)密(mi)實度(du)，振動(dong)時間(jian)為(wei)15 min。雖然增加(jia)了(le)中(zhong)(zhong)(zhong)間(jian)包(bao)(bao)(bao)干(gan)式(shi)料(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)體(ti)積密(mi)度(du)，但是下(xia)部干(gan)式(shi)料(liao)(liao)(liao)(liao)骨料(liao)(liao)(liao)(liao)與粉料(liao)(liao)(liao)(liao)容(rong)易出現(xian)(xian)分離，干(gan)式(shi)料(liao)(liao)(liao)(liao)之間(jian)容(rong)易出現(xian)(xian)“架橋”現(xian)(xian)象，引起(qi)包(bao)(bao)(bao)壁疏(shu)松。3)中(zhong)(zhong)(zhong)間(jian)包(bao)(bao)(bao)下(xia)部烘烤溫(wen)(wen)(wen)度(du)低(di)(di)。燒嘴火焰(yan)打不(bu)(bu)到底(di)，包(bao)(bao)(bao)胎(tai)上部溫(wen)(wen)(wen)度(du)較高，下(xia)部溫(wen)(wen)(wen)度(du)相對較低(di)(di)，導致即將(jiang)硬化的(de)干(gan)式(shi)料(liao)(liao)(liao)(liao)反應溫(wen)(wen)(wen)度(du)不(bu)(bu)夠，強度(du)較低(di)(di)，最終中(zhong)(zhong)(zhong)間(jian)包(bao)(bao)(bao)干(gan)式(shi)料(liao)(liao)(liao)(liao)下(xia)部僅形(xing)成一(yi)層料(liao)(liao)(liao)(liao)殼(ke)，而內部卻還比較疏(shu)松。
1.2 包壁裂紋
位(wei)于中間包(bao)包(bao)頭(tou)位(wei)置的包(bao)壁出現橫紋(wen)(wen)。該位(wei)置的干式(shi)(shi)料(liao)厚度(du)110 mm, 裂紋(wen)(wen)深度(du)40 mm。主要(yao)原因為(wei)(wei)：當前脫模劑涂抹次數為(wei)(wei)1次，厚度(du)僅為(wei)(wei)0.1～0.2 mm, 且涂抹不均勻，造成(cheng)干式(shi)(shi)料(liao)與包(bao)胎(tai)黏連，起胎(tai)后(hou)使得(de)干式(shi)(shi)料(liao)產生裂紋(wen)(wen)。胎(tai)模在提(ti)起過程中產生了(le)應力(li)集中，這又(you)造成(cheng)表(biao)面(mian)裂紋(wen)(wen)。
1.3 上水口(kou)形狀不符合要求
當前(qian)的(de)(de)修(xiu)包操(cao)作規程只要求水(shui)口(kou)內不能混有雜物。操(cao)作時(shi)(shi)，工(gong)人僅(jin)用廢舊(jiu)的(de)(de)編織袋(dai)塞在水(shui)口(kou)內，沒有統(tong)一(yi)的(de)(de)標準，更沒有合理(li)的(de)(de)模具，造成了水(shui)口(kou)內時(shi)(shi)常殘留雜物，而(er)且上水(shui)口(kou)形狀也不規則。
2 改進方(fang)案
2.1 優化干式料(liao)組成、規范布(bu)料(liao)
連(lian)鑄中(zhong)間(jian)包(bao)發揮(hui)著不可替代的(de)作用，而中(zhong)間(jian)包(bao)工(gong)作層(ceng)是保護中(zhong)間(jian)包(bao)正常安全運行的(de)基礎。目前，中(zhong)間(jian)包(bao)材質均(jun)(jun)為鎂(mei)質干式料(liao)，布(bu)料(liao)時(shi)需(xu)保證均(jun)(jun)勻性，而工(gong)作層(ceng)布(bu)料(liao)的(de)均(jun)(jun)勻性是耐火(huo)材料(liao)抗侵(qin)蝕的(de)基礎。所以，從(cong)操(cao)作入手(shou)，提(ti)出(chu)以下(xia)(xia)優化(hua)方案：1)根(gen)據陳(chen)昌平等(deng)的(de)研究，提(ti)高(gao)脫模后(hou)工(gong)作層(ceng)強度以滿(man)足施工(gong)要求(qiu)，降低高(gao)溫燒后(hou)的(de)強度以滿(man)足下(xia)(xia)線后(hou)殘襯解體(ti)的(de)需(xu)要。將干式料(liao)中(zhong)的(de)樹脂加(jia)入量(w)控制在1%～3%;2)中(zhong)間(jian)包(bao)包(bao)頭(tou)三(san)側(ce)和中(zhong)間(jian)包(bao)小面必須同(tong)時(shi)布(bu)料(liao)，嚴(yan)禁扎(zha)堆填料(liao);3)袋(dai)裝物(wu)(wu)料(liao)最多碼放兩(liang)層(ceng)，且(qie)需(xu)先布(bu)完上面第一層(ceng)再布(bu)第二層(ceng)，禁止在同(tong)一位(wei)置1次鋪兩(liang)袋(dai)料(liao);若有違(wei)反或發現物(wu)(wu)料(liao)中(zhong)有異(yi)物(wu)(wu)等(deng)情況，此中(zhong)間(jian)包(bao)報廢，重新布(bu)料(liao)。
2.2 振動及烘烤工藝優化
優化中間(jian)包振動工藝，振動時(shi)間(jian)由15 min降低到(dao)8 min, 同時(shi)加(jia)大風(feng)鎬力度(du)，保(bao)(bao)證渣線(xian)質(zhi)量;提高干式(shi)料內部的各種應(ying)力平衡作用(yong)，保(bao)(bao)證干式(shi)料的完整性(xing)和致密性(xing)，提高中間(jian)包起(qi)胎后質(zhi)量。之前(qian)烘烤時(shi)間(jian)均約2 h, 干式(shi)料上沿變色1/2后停火，立即打冷(leng)風(feng)，這導致即將(jiang)硬化的干式(shi)料反應(ying)溫度(du)不夠(gou)，強(qiang)(qiang)度(du)較(jiao)低，干式(shi)料下部僅形(xing)成(cheng)一層料殼(ke)，而(er)內部還比較(jiao)疏松。更換燒嘴，將(jiang)烤包時(shi)間(jian)由原來的2 h延長到(dao)3.5 h, 再打冷(leng)風(feng)。此后，下部干式(shi)料強(qiang)(qiang)度(du)明顯提升，沒有出現因強(qiang)(qiang)度(du)不夠(gou)掉料的情(qing)況。
2.3 脫模劑(ji)使用優化
包胎使用(yong)的脫模劑(ji)(ji)涂(tu)抹厚度(du)(du)薄，造(zao)成工作層與包胎黏結(jie)，導致中(zhong)間包起胎時工作層橫向產(chan)生裂紋。后續(xu)將脫模劑(ji)(ji)加水量(liang)(w)由15%降(jiang)到(dao)10%,提高脫模劑(ji)(ji)的涂(tu)抹厚度(du)(du)>0.5 mm, 脫模劑(ji)(ji)由涂(tu)抹1次(ci)增(zeng)加到(dao)2～3次(ci)，且涂(tu)抹均(jun)勻，由此可以(yi)避(bi)免產(chan)生起胎裂紋。
2.4 泡(pao)沫塞的設(she)計及應用
為(wei)(wei)減(jian)少(shao)水(shui)(shui)口(kou)(kou)內的(de)殘(can)留雜物(wu)，設(she)計修砌中間(jian)包(bao)專用(yong)(yong)水(shui)(shui)口(kou)(kou)泡(pao)沫(mo)塞(sai)。使用(yong)(yong)普通泡(pao)沫(mo)材(cai)料(liao)(liao)，設(she)計了(le)高(gao)145 mm, 上(shang)底(di)面(mian)?112 mm, 下底(di)面(mian)?180 mm, 與水(shui)(shui)口(kou)(kou)座磚(zhuan)內腔形狀(zhuang)(zhuang)相(xiang)吻(wen)合的(de)圓臺狀(zhuang)(zhuang)泡(pao)沫(mo)塞(sai)，以防止修砌過程中干(gan)式(shi)料(liao)(liao)流入(ru)水(shui)(shui)口(kou)(kou)內，確保(bao)水(shui)(shui)口(kou)(kou)入(ru)口(kou)(kou)形狀(zhuang)(zhuang)成(cheng)為(wei)(wei)規則的(de)喇叭狀(zhuang)(zhuang)。隨(sui)著中間(jian)包(bao)烘烤時(shi)溫(wen)度上(shang)升，干(gan)式(shi)料(liao)(liao)產(chan)生(sheng)了(le)一定(ding)強度，水(shui)(shui)口(kou)(kou)入(ru)口(kou)(kou)形狀(zhuang)(zhuang)固(gu)定(ding)，泡(pao)沫(mo)塞(sai)不再起(qi)作用(yong)(yong)。依(yi)靠干(gan)式(shi)料(liao)(liao)增加其水(shui)(shui)口(kou)(kou)周圍抗沖刷和抗侵蝕能力，減(jian)少(shao)因(yin)水(shui)(shui)口(kou)(kou)周圍雜物(wu)造(zao)成(cheng)的(de)鋼渣堵眼(yan)現(xian)象(xiang)(xiang)，避(bi)免(mian)因(yin)堵眼(yan)造(zao)成(cheng)連(lian)(lian)鑄(zhu)機堵流的(de)惡性(xing)事故。使用(yong)(yong)中間(jian)包(bao)專用(yong)(yong)水(shui)(shui)口(kou)(kou)泡(pao)沫(mo)塞(sai)后，鋼渣堵眼(yan)現(xian)象(xiang)(xiang)由原來(lai)的(de)每月2次降(jiang)低到0.2次，保(bao)證了(le)連(lian)(lian)鑄(zhu)高(gao)效連(lian)(lian)續生(sheng)產(chan)。
3 應用效果
從優(you)化中(zhong)(zhong)間(jian)(jian)包(bao)干(gan)式料(liao)(liao)(liao)(liao)組成，規范布料(liao)(liao)(liao)(liao)操作(zuo)(zuo)，優(you)化振(zhen)動(dong)及(ji)烘(hong)烤工(gong)(gong)藝，脫模劑合理使(shi)用(yong)(yong)(yong)及(ji)設計中(zhong)(zhong)間(jian)(jian)包(bao)專用(yong)(yong)(yong)水口泡沫塞(sai)幾(ji)方面(mian)著手(shou)提(ti)高(gao)中(zhong)(zhong)間(jian)(jian)包(bao)修砌(qi)質量(liang)。目前(qian)，連鑄中(zhong)(zhong)間(jian)(jian)包(bao)修砌(qi)合格率(lv)由(you)92.5%提(ti)高(gao)到(dao)99.6%,提(ti)高(gao)了(le)中(zhong)(zhong)間(jian)(jian)包(bao)的(de)(de)使(shi)用(yong)(yong)(yong)安(an)全性(xing)，提(ti)高(gao)了(le)工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)層(ceng)干(gan)式料(liao)(liao)(liao)(liao)抗剝落(luo)性(xing)和抗滲透性(xing)，改(gai)善(shan)了(le)干(gan)式料(liao)(liao)(liao)(liao)布料(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)(de)均勻(yun)性(xing)，提(ti)高(gao)了(le)干(gan)式料(liao)(liao)(liao)(liao)致密性(xing)。工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)層(ceng)侵(qin)(qin)蝕(shi)情況(kuang)得到(dao)明顯(xian)改(gai)善(shan)，工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)層(ceng)大面(mian)侵(qin)(qin)蝕(shi)由(you)原 20 h侵(qin)(qin)蝕(shi) 30 mm降低到(dao)目前(qian) 24 h 侵(qin)(qin)蝕(shi) 25 mm, 大大提(ti)高(gao)了(le)中(zhong)(zhong)間(jian)(jian)包(bao)的(de)(de)使(shi)用(yong)(yong)(yong)壽命，滿足了(le)生產要求。對改(gai)進后的(de)(de)中(zhong)(zhong)間(jian)(jian)包(bao)進行檢查發現：中(zhong)(zhong)間(jian)(jian)包(bao)下部(bu)干(gan)式料(liao)(liao)(liao)(liao)強度明顯(xian)提(ti)升，沒(mei)有出現因強度不(bu)夠疏(shu)松(song)(song)掉料(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)(de)現象(xiang)，已經解決了(le)包(bao)壁(bi)疏(shu)松(song)(song)、裂紋等(deng)問題。
4 結論
(1)干(gan)式料(liao)組成與布料(liao)操作(zuo)對中(zhong)間包(bao)工作(zuo)層致密(mi)性、均勻(yun)性有(you)影(ying)響;規范(fan)布料(liao)操作(zuo)可減少中(zhong)間包(bao)干(gan)式料(liao)疏(shu)松、偏析現象。
(2) 優化工藝，中間(jian)包振動(dong)時間(jian)由(you)15min降低到8min, 烘(hong)烤(kao)時間(jian)由(you)原來(lai)的(de)2 h延(yan)長到3.5 h, 提高了鎂質(zhi)干式料(liao)在使用過程(cheng)中的(de)強(qiang)度。
(3)通(tong)過設計修砌中(zhong)間包(bao)(bao)專用(yong)水口泡沫塞，保證了中(zhong)間包(bao)(bao)上水口使用(yong)效(xiao)果(guo)，解決了因水口形(xing)狀不規(gui)則造(zao)成的鋼渣(zha)堵(du)眼等問題。