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耐火材料行業知識

中間包氣幕擋墻材料對潔浄鋼水的作用

隨著對鋼水潔凈度的要求越來越高,中間包已不再只是簡單的盛鋼容器,其二次精煉的冶金功能越來越為人們所關注,對中間包內的鋼水流場進行了研究,以獲得更好的中間包流場達到二次精煉的目的。目前入們采用在中間包內設置堰壩等傳統手段來改善中間包流場,但這種結構對30μm以下的夾雜物去除無明顯效果。借鑒鋼包吹氬技術, 近年來中間包底部吹氬技術引起了入們的關注。與鋼包吹氬不同,中間包底部吹氬的主要作用不是增強攪拌,而是通過惰性氣體產生的氣泡來“氣洗”鋼液,氣流在中間包內形成 一個氣幕擋墻,可以有效地改善中間包內鋼水的流動形態和夾雜物的運行軌跡,從而達到去除小顆粒夾雜物的目的,甚至有脫氣的作用。國外學者通過數值模擬和水力模擬發現: 中間包內吹氬形成的氣幕改善了中間包流場,可以減小短路流的形成和死區比率,延長鋼液在中間包內的停留時間,使夾雜物有足夠的上浮去除時間;氣幕擋墻的形成可以“抬起”鋼液,也縮短了夾雜物上浮的距離;另外,氣體的攪動作用增強了小顆粒夾雜物的碰撞機會,容易使小顆粒夾雜物發生碰撞并聚集長大,更易于去除。
中間包氣幕擋墻材料安裝于中間包底部,長期受到高溫鋼水的侵蝕與氣體的沖刷作用,要求其必須具有較好的抗熱震性、耐侵蝕性及抗滲透性。中間包氣幕擋墻的作用機理要求必須產生微小氣泡,并且連續分布,因此對吹氣元件的微觀結構有特殊要求。具體要求是氣幕擋墻材料應具有良好的高溫透氣性,并不易被鋼水所潤濕;同時還需具有良好的體積穩定性,吹氣過程中氣孔不能被鋼液滲透堵死;良好的抗熱震性,能緩沖使用過程中由于溫度巨變產生的熱應力而不至于剝落;孔徑小且孔徑分布較均勻,既能產生微小氣泡,又能有效防止鋼水的滲透。
目前在連鑄中間包氣幕擋墻上使用的材質主要是剛玉質和鎂質兩種,它們的共同特點是均采用了1mm以下等徑顆粒堆積,并配入適量的細粉作為結合劑,經成型后高溫燒成制得。剛玉質氣幕擋墻材料以電熔鋯剛玉、電熔鋯莫來石、活性氧化鋁粉、電熔氧化鋁、三氧化二鉻粉、結合劑按一定比例配置后,經預混、攪拌、成型、干燥、燒成過程制成。鎂質氣幕擋墻材料以電熔鎂砂、高純鎂砂、活性氧化鋁粉、結合劑按一定比例配置后,經預混、成型、干燥、燒成過程制成。就其結構來分,有采用整體一次機壓成型的;也有采 用復合形式,即在氣室外圍采用致密澆注料澆注,而透氣芯部位則采用等粒徑的澆注料配入適量的基質澆注而成。


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