连铸用功能耐火材料的应用及发展

张 浩

（河钢宣钢一钢轧厂，河北 张家口 075100）

随着铸钢技术在20世纪50年代兴起，连铸用功能耐火材料也随之产生，并且其应用功能不断提升.整体塞棒、浸入式水口和钢包长水口是主要的功能耐火材料，其性能的好坏对连铸的效率和钢坯的质量有直接影响，探讨其应用和发展的情况有利于促进炼钢技术的发展。

1 连铸用功能耐火材料的应用

（1）整体塞棒。整体塞棒是对中间包和结晶器间的钢水流量进行控制，使连铸生产保障高效运行、并且对铸坯的质量进行保证的关键部件。整体塞棒进行有效应用需要其抗热震性比较好，但是和浸入式水口和钢包长水口相比，其对性能的要求不太严苛，因为整体塞棒通过由外向内的方式进行传热，在应用的过程中也大多和中间包一起进行预热，因此使其对热震性的要求降低。当前，高碱性覆盖剂在连铸技术的应用中非常广泛，连烧炉数也得到提升，尤其是在方坯或圆坯的连铸技术应用中其连烧时间可超过二十小时，中间包覆盖剂以及熔渣会侵蚀整体塞棒，因此，整体塞棒需要具有较强的抗渣侵蚀性能。许多企业为了使实际的工作需求得到满足，都对复合锆碳材料的整体塞棒进行应用。整体塞棒的棒头区域处于钢水的冲刷和侵蚀中的时间比较长，如果棒头材料的侵蚀和损耗速度比较快，就会出现钢流失控的现象或者造成对钢流的速度控制不理想，因此对钢头的材料有较高的要求。当前，铝碳材料或锆碳复合材料的应用比较广泛，高锰钢及高氧钢等钢种的棒头需要应用镁碳材料。由于整体塞棒对高温强度指标的要求不高，因此，许多生产厂家在塞棒本体料中加入经过破碎、分筛之后的废料，本体材料的抗折强度要高于4兆帕。

（2）钢包长水口。钢包长水口的主要作用是在钢水浇筑的过程中将空气隔断，避免钢水二次氧化以及吸入氮气。其抗热震性应该比较好，由于其体积较大，长水口通常也不会具有预热的过程，因此其具有苛刻的抗热震性要求，当前，主要有两种对其进行技术处理的方式，一种是欧洲的内壁氧化技术，代表公司是维苏威公司，这种技术是采取裸烧的方式烧成长水口，对其外部施釉，对其碗口遮蔽，会有1～2mm的氧化层形成于内孔体的内部，有1.5mm的变质层缓冲热震，钢包开浇高于1500℃的高温钢水对该透气绝热层进行直接冲击，能够使对本体产生的热冲击作用得到缓解，保证其抗热震性。另一种方式是由国内开发的绝热内壁方式，主要代表公司是胜威高温陶瓷公司，主要使用低导热材料预成型内壁，如氧化铝、氧化锆材料的空心球或漂珠等，能使抗热震性能得以实现，但是和欧洲工艺相比，其制作工艺比较复杂。

（3）浸入式水口。浸入式水口的主要功能是使钢水防止二次氧化，对钢水的流动状态和注入速度进行控制，使结晶器保护渣防止卷入到钢水中并促进夹杂物上浮。浸入式水口也需抗热震性比较好，在应用水口前，通常会预热到1100°，而连铸开浇钢水的温度可达1500°，水口瞬间接受的温度差异将近400°，因此水口的抗热震性能应比较好。连铸结晶器具有良好的耐渣蚀性能，由于二氧化锆存在相变性，会使其具有热震炸裂的风险，因此，对其进行实际应用中预热加热后，不能太快的进行降温，使部件保证应用安全。同时，锆碳材料接触内孔钢水的过程中，由于其含有较低的石墨量，受到钢流的冲击，会有快速熔损现象发生，因此必须与本体铝衬材料配合使用。在侵入式水口中对铝炭质侵入式水口的应用比较广泛。侵入式水口的防堵塞性能也比较好，在钢铁冶炼的过程中经常出现水口堵塞的问题，水口比内孔的沉积现象严重，因此可以应用现代材质或规避钢流流态的改变，是水口堵塞的现象尽量减少。水口也有较高的高温强度要求，高于塞棒和长水口的要求。

2 连铸用功能耐火材料的发展趋势

连铸技术随着社会经济的不断发展也在不断进步，也促进了我国钢铁行业的发展。工业建设对高性能钢的应用需求不断得到提升，因此，也会逐渐提高对耐火材料的应用需求，但是当前的功能材料在应用的过程中还存在着问题，只有对多种形式的复合材料进行应用，才能够提升功能耐火材料的应用水平，因此连铸用功能耐火材料的发展趋势就是对性能优良的多功能连铸用耐火材料进行开发，要对各种原料进行不断改进，从而使功能耐火材料的应用功能得到提升，不断提高连铸技术，并促进其发展。

3 结语

现代连铸生产工艺对连铸用功能耐火材料有越来越高的要求，经过长时间的探索，开发并应用连铸用耐火材料已有了很大的进步，在某些领域逐渐靠近世界发达国家的技术水平，推动了我国钢铁行业的发展。为使其材料的应用水的不断提升得以实现，还要根据原料的多样化应用不断探索创新，实现其复合型的应用方式，并提升其应用性能，促进我国连铸工艺和钢铁行业的不断发展和进步。

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