2023年1月21日，北京联合荣大总包的唐山中厚板材有限公司13号长寿命连铸机中间包在2号机下线，浇铸时间为156小时25分钟，创历史最高纪录，这也是目前世界板坯连铸机中间包寿命的最高纪录：浇注钢种45号、50号高碳钢，连续浇铸240炉钢，过钢量27664吨，铸坯总长7009m，铸坯断面1800mm×280mm。回顾2021年11月26日，北京联合荣大与同一用户维护的13号中间包在1号连铸机下线，浇铸时间111小时28分钟，钢种为Q355B-2，共连浇179炉钢，过钢量为22858吨，铸坯总长度为5560米，拉速为0.70m/min~0.95m/min，铸坯断面为250mm×2100mm，创当时的世界纪录。再回顾2022年1月12日，北京联合荣大与同一用户维护的22号连铸长寿中间包在1号连铸机下线，浇铸时长为131小时34分钟，钢种为N355B/Q235B-2，共连浇226炉钢，过钢量为28159吨，铸坯总长度为6790米，拉速为0.80m/min~0.90m/min，铸坯断面为250mm×2100mm，同样破了当时的世界纪录。
这既是供需双方密切配合、协同创新，3年登上的3个新台阶，也是让国内冶金科技工作者扬眉吐气的3个新台阶，更是让国外同行关注的3个新台阶。据联合荣大长期在唐山现场工作的炼钢事业部技术负责人徐毅杰介绍：该连铸中间包这一轮浇钢后期包壳温度低于300℃，在此期间通过监测对比日常正常中间包渣线侵蚀情况，包壳温度没有发生明显突变，包壳温度整体可控。
由此，该成果的研发可得出下列结论：
一是南北两侧护板、挡渣墙、塞棒、上水口能满足150小时长寿命中间包使用要求。
二是冲击区排渣口正下方浇钢过程中需关注排渣及打渣情况，避免渣壳过厚导致的塞棒液面部位结壳及打渣过程中对渣线部位护板的冲击损害，必要时可在排渣口整体护板后部加装小护板。
三是非冲击区渣线干式料需进行优化调整。
四是因长寿命浇铸过程中钢流对稳流器侧壁持续冲击，可对侧壁材料进行适当加厚或加强处理，单独做一些长寿命试验。
为用户排忧解难
北京联合荣大董事长章荣会博士指出，随着现代钢铁企业逐渐大型化和生产的高效化，连续铸钢技术的重要性日益显现，中间包用耐火材料能否满足连浇炉数的要求，对于钢铁企业的正常生产秩序和企业总体经济效益影响巨大。目前，国内板坯连铸中间包的寿命较低，一般为20小时～30小时。
延长连铸机中间包的寿命，对降低连铸用耐火材料消耗、减少中间包浇余及热换中间包重接铸坯废品、提高钢液品质等具有重要意义。
唐山中厚板材有限公司共有3台一机一流板坯连铸机，与之匹配的中间包容量为40t、钢包容量为120t。中间包砌筑工艺具体情况为：中间包外钢壳为焊接钢结构，带有加强筋和排气孔，钢壳内侧焊有锚固钩，以衔接耐火材料做的绝热层和永久层，永久层内部为工作层，采用镁质干式料振动成型；中间包内设有冲击板、稳流器、挡渣墙、挡坝等耐火浇注料预制件，能够使钢液中非金属夹杂物在中间包内上浮，稳定钢水流场；中间包内设有上水口和塞棒等功能耐火材料以控制钢液的合理流动，稳定浇钢；每次连浇后，中间包要翻包并重新进行修砌，更换上述工作层、预制件和功能耐火材料，以保障连铸现场生产需要。
这组板坯连铸中间包主要冶炼钢种为常规钢种和低碳低硅钢两大类，2020年6月份之前平均使用寿命在24小时左右，平均连浇炉数最高在35炉左右，连浇炉数一直处于较低水平。经过荣大与用户双方技术调研讨论发现，现场存在的主要问题是：渣线干式料的耐侵蚀性不稳定、稳流器的侧帮开浇时易局部开裂、挡渣墙不耐侵蚀、塞棒棒头和水口碗部冲刷严重、塞棒棒头出现断裂等几种情况，从而导致中间包提前下线，并对钢水纯净度造成了非常不利的影响。
综上所述，延长连铸中间包寿命是中国炼钢界而且是世界炼钢界的共性难题。
与用户协同创新
章荣会指出：中间包寿命的延长，取决于中间包内材料和施工、烘烤工艺是否能满足长寿命的要求，同时也是对炼钢生产贯彻以连铸为中心，设备为保证，品种计划为前提的考验。唐山中厚板材有限公司异钢种连浇技术的成功开发，为中间包长寿命技术的开发创造了极为有利的条件，相应地也提出了更高的要求。
荣大公司是一家致力于耐火材料研究、生产、施工的专业单位，针对唐山中厚板材有限公司中间包长寿技术，承担了中间包用耐火材料的整体技术开发工作。
要实现中间包长寿，干式料、挡墙、稳流器、塞棒、水口任何一种材料的性能不能满足，都会造成中间包提前下线，必须同步提高使用性能，均衡蚀损。据章荣会介绍，在研发并获取这项屡破世界纪录的创新成果过程中，唐山中厚板材有限公司进行了以下密切配合：
一是中厚板公司自主研发出无混坯连浇技术，实现多钢种连浇：换包前，中间包进行排渣作业；异钢种连续浇铸后期，大包工对浇铸液面进行测量，液位满足要求时，浇钢工关闭塞棒，减少中间包钢水量；下一包钢水全流开浇，中间包液位达到要求时，塞棒二次开浇重新浇铸。通过使用此技术，混坯改判量每次减少40吨。
二是中厚板公司搭建了洁净钢生产平台，减少钢水对耐材的侵蚀：通过优化转炉自动炼钢模型、出钢即精炼开始脱氧新工艺、LF底吹气量、RH浸渍管提升气量等工艺方法，搭建了洁净钢平台。终点氧含量由450ppm降低到350ppm，夹杂物控制水平得到大幅度提高。
三是渣线干式料调整，提高工作层渣线料抗侵蚀性：以烧结镁砂和电熔镁砂为主原料，其最大临界粒度选择为5mm，加入量为90%～95%，粉状热固酚醛树脂加入量为3%～5%，碳化硼粉加入量为1%～5%。在颗粒级配设计上追求同等气孔率下气孔孔径最小，达到抗渣性和抗渗性优良的效果。
四是完成了挡渣墙和稳流器改进，塞棒和水口改进调整；将板坯中间包塞棒长度由原来的1740mm改进为1650mm。塞棒头部由半球形改为锥型，以提高塞棒的控流精度。将上水口由平滑外形改进为带凹槽外形，有效解决了水口座砖间的夹钢问题。在塞棒渣线部位采用外层增加20mm~30mm的ZrO2-C环，以增加抗侵蚀性能；塞棒棒头采用锆碳质，在保证热震稳定性的前提下，提高抗冲刷的性能；调整中间包水口碗部材质，采用氧化钇稳定的氧化锆质碗部（ZrO2≥94%），以增加抗冲刷性和抗侵蚀性能；对水口滑板面材料方案进行优化，提高耐磨性能，以满足浸入式水口多次更换的要求。
五是推行连铸中间包窄温度控制，降低耐材侵蚀速率。
六是取消钙处理，降低了钢渣渗透性对耐材的侵蚀。
七是与东北大学合作，对中间包流场进行优化。
八是应用大包下渣检测技术，减少中间包下渣量。
板坯连铸中间包寿命的持续延长，不仅直接经济效益显著，而且可取得可观的社会经济效益：不仅充分挖掘了连铸机生产作业能力，增产作用显著，有利于在钢产量稳定的前提下淘汰落后产能，而且减少了连铸拉下、开浇操作和修砌中间包工作量，降低了工人劳动强度。
长寿命板坯中间包技术开发及应用，充分挖掘了连铸设备生产能力，降低了过程消耗和工人劳动强度，走出了一条节能减排、高效生产、绿色发展的新路子，经济效益和社会效益明显，具有积极的推广应用价值。（夏杰生）
图为2023年1月21日，连浇时长达156小时25分钟，再破世界纪录的唐山中厚板材有限公司13号板坯连铸中间包生产现场。
扫一扫关注微信
