中间包干式料塌包问题分析

中间包工作层是保护中间包正常使用的基础，连铸中间包工作层的发展可以分为4个阶段：无工作层阶段、绝热板阶段、涂抹料或喷涂料阶段、干式料阶段。

中间包干式工作衬与涂抹料相比，具有施工方便、热效率高、中间包周转快、使用寿命长、残衬解体性好和能耗低等优点，在连铸中间包冶金工业中得到广泛应用。镁质材料具有较好的抗高铁和高碱性熔渣的侵蚀性能，具有使用寿命长、不污染钢液的特点，已逐渐在中间包工作衬中应用，具有良好的使用效果和应用前景。但方镁石热膨胀系数大并随温度升高而增加，这对在线烘烤制度要求比较高，在烘烤制度不完善的情况下，容易发生大面积坍塌和局部剥落的现象，导致干式料坍塌的主要原因是中温强度低、热态膨胀大、透气性差。

中间包干式料工作层在烘烤及使用过程中经常出现塌包的现象，如图1所示，图左为中间包在线上烘烤100min后大长面工作层大面积塌料现象，图右为浇钢初期塌料。

在中间包干式料工作层脱模时，若操作不当发生磕碰或者脱模剂涂抹不均匀导致干式料产生裂纹，这些过程形成的缺陷会在工作层烘烤过程中形成薄弱之处，严重时就会导致烘烤塌包。

烘烤后准备浇钢的中间包工作层，通常仅在加热面一侧形成氧化脱碳层，强度很弱，背面为强度很高的碳化层。而在塌包的断片中断片分为三层：碳化层被夹在中间，背面一侧也因氧化形成了脱碳层，出现两个脱碳层。原因主要是：干式料施工性能不好，或者是新永久衬施工，在烘烤过程中与永久衬结合性能不好，打结完好后，与永久衬形成离鼓现象；现场操作施工水平欠佳，中间包周转紧张存在热包施工(永久衬温度超过100℃)，烧嘴布置不均匀或者烘烤时间长导致的部分位置工作衬全部硬化，这些都会导致工作衬离鼓，在线烘烤过程中形成上述所说的夹心层，进而导致塌包。

中间包干式料工作衬烘烤过程中，随着中间包温度的升高，酚醛树脂逐渐固化，固化后的树脂在200℃~800℃时分解，释放出气体同时留下固定炭，即树脂被碳化，形成碳网络结构，这种气体量虽没有涂料产生的水汽量大，但如果升温速度快导致结合剂分解过快，会造成大量气体聚集膨胀，再加上干式料工作衬体密大，振动比较密实，严重时会导致工作层烘烤塌包。

因此，选择裂解速度比较平缓、残碳量高的结合剂，分解的气体尽可能的少，对降低塌包风险有一定的作用。从防爆性能方面考虑，与浇注料相同的道理，引入一些可以导通气道的纤维，或者轻振降低干式料的体密，让裂解产生的气体快速排出，缓解内部应力。

中间包干式料工作层在低温烘烤脱模后需要吊至浇注位继续烘烤，加热至1100℃以上才能投入使用。镁砂烧结温度高，750~1100℃时是没有烧结的，这时干式料工作层的结合强度处于较低的阶段，干式料工作层的中温强度低是导致烘烤时塌包的重要原因。

受热胀冷缩因素的影响，加上镁砂本身热膨胀性的影响，干式料在线烘烤到1100℃时产生的膨胀，应力集中释放会产生离鼓，在薄弱处形成裂缝，导致开浇后钻钢或塌包。