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鋼包襯耐火材料的選擇應用
一、鋼包敘述：
-鋼包作為冶煉（熔煉）、尤其是“精練”過(guò)程中必不可少的、重要的設備之一，越來(lái)越受到關(guān)注。
-鋼包襯耐火材料的材質(zhì)、絕熱性能，對鋼液降溫、鋼的質(zhì)量以及冶煉過(guò)程具有重要影響。
-首先，對大中型鋼鐵企業(yè)用鋼包與鑄造企業(yè)用鋼包的結構做一簡(jiǎn)單的比較（見(jiàn)表1、表2），就不難看出兩者間的不同。
-從表1可看出，鋼包通過(guò)使用微孔絕熱材料，可以顯著(zhù)降低鋼板溫度，即減少熱損失通量，降低鋼液溫降速度。但一些單位的烘包“熱工曲線(xiàn)制度”尚有不盡人意之處。
-從表2可看出，鋼包只有工作層且較薄，直接采用不定型耐火材料而且對材質(zhì)的選擇隨意性很大，沒(méi)有采用隔熱材料。耐火材料基體組織中的毛細孔道比大型鋼包增加了許多。導致熱損失通量加大，鋼液溫降速度加快，鋼板溫度增高。少數生產(chǎn)大件的鑄造企業(yè)也是用與大型鋼鐵企業(yè)類(lèi)似的鋼包，但在隔熱層處理、烤包的熱工曲線(xiàn)上等因素考慮的不夠。
-從鋼包的構成不難看出單純依靠鋼包隔熱層來(lái)減少鋼液熱散失是不夠的。包襯耐火材料的性能，特別是隔熱層耐火材料的熱導率對鋼包的溫降具有重要影響。
-鑄造企業(yè)使用的鋼包大多以小型包為主，包襯材料的選擇、粒度配比也比較隨意，基本上沒(méi)考慮包襯耐火材料的氧勢指數，導致包襯耐火材料向鋼液傳氧能力加大，導致鋼中增加的氧，在鋼液降溫過(guò)程中將同合金元素反應，使鋼中的合金元素氧化，并生成相應的夾雜物。由于包襯的基體形成大量的孔洞，加大了熱損失通量，加速鋼液溫降。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生由于鋼液中有夾雜物，加之鋼液溫度下降導致澆注溫度降低（尤其是澆注后期），從而導致鑄件質(zhì)量下降。
二、對鋼液質(zhì)量和產(chǎn)生溫降的影響因素
-包襯耐火材料對鋼液質(zhì)量和產(chǎn)生溫降的形成主要因素有以下三個(gè)方面：
1.鋼包襯耐火材料的選擇隨著(zhù)鋼包耐火材料的材質(zhì)由堿性向中性和酸性的順序變化及溫度的升高，耐火材料的氧勢指數在增大，由耐火材料向鋼中的傳氧能力增加。鋼中增加的“氧”在鋼液降溫過(guò)程中將同合金元素反應，使鋼中的合金元素氧化，并生成相應的夾雜物。因此在選擇包襯耐火材料的時(shí)候，必須在嚴格考慮耐火材料的氧勢指數的同時(shí)控制好耐火材料的粒度組成。
2.使用材料的粒度級配不合理包襯耐火材料的粒度配比應結合燒結工藝和使用條件來(lái)選擇。粗、中、細三種粒度配合不當將會(huì )降低鋼液的溫度。表3為包襯因砂料配比不當對鋼液溫度的影響（以堿性材料為例）。包襯料中的大粒度材料構成了包襯的骨架，細粉構成了包襯的基質(zhì)，對包襯的強度和密度起著(zhù)重要的作用。在選擇粒度級配時(shí)必須與鋼包的容積、使用溫度相結合。
3.烤包過(guò)程中溫度升溫曲線(xiàn)不合理大中型鋼鐵企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中還能注重鋼包的烘烤，一般鑄造企業(yè)跟本就不對鋼包進(jìn)行烘烤。即便是進(jìn)行烘烤，升溫曲線(xiàn)設置得也不合理。
4.眾所周知，水在常壓狀態(tài)下的沸點(diǎn)是100℃，當水達到沸點(diǎn)時(shí)水就要變成蒸氣。這時(shí)水蒸氣將急于從相對致密的包襯基體中尋找縫隙逸出。由于蒸氣的急速逸出會(huì )使包襯基體形成一定量的毛細孔道。這個(gè)過(guò)程會(huì )給包襯基體留下禍根--一定量的毛細孔道，加速包襯散熱速度。
5.包襯耐火材料中的水分主要來(lái)源于砂料吸附的水、結晶水和添加劑分解釋放出的水分，以及采用“濕打”過(guò)程中人為加入的水。這些水分必須在800℃以下全部排除，否則因水、蒸氣來(lái)不及排出而導致形成的蜂窩狀孔洞留在包襯基體中，以及因水、蒸氣快速排出使包襯基體組織拱起，形成早期裂紋。因此，在此區間應控制升溫速度。鋼包容量越大，越要降低升溫速率，以避免水蒸氣急速地從砂料中逸出。
6.低溫烘烤就是使包襯基體中的水分充分排出，低溫烘烤時(shí)水蒸氣的逸出速度不能太快，以免在砂料中出現早期裂紋。一般情況下鋼包襯的烘烤熱工曲線(xiàn)是：從室溫升至85℃，其目的是盡可能減小毛細孔道的孔徑，減緩蒸氣逸出的速度。從85℃升至200℃，其目的是盡可能促進(jìn)包襯基體干燥、硬化。從200℃升至至800℃，其目的是為高溫作業(yè)奠定良好的基礎條件。這樣操作將使水蒸氣逸出的速度減緩，以勻速從包襯基體組織逸出，減少包襯基體組織毛細孔道的數量及孔徑，盡可能促進(jìn)包襯基體組織干燥、硬化，為高溫作業(yè)奠定良好的基礎條件。
三、最終的研究結果表明，鋼包耐火材料組成、配比和加熱溫度，對耐火材料分解及向鋼液中傳氧具有重要影響。隨著(zhù)鋼包耐火材料材質(zhì)由堿性向中性和酸性的順序變化及溫度的升高，耐火材料的氧勢指數增大，由耐火材料向鋼中的傳氧能力增加。通過(guò)使用絕熱性能良好的耐火材料（堿性耐火材料），可以顯著(zhù)降低鋼液的熱損失，減少鋼液溫降。目前，微孔包襯材料被認為是絕熱性能最好、熱導率最低的鋼包用耐火材料。
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