2023年1月21日，北京聯(lián)合榮大總包的唐山中厚板材有限公司13號(hào)長(zhǎng)壽命連鑄機(jī)中間包在2號(hào)機(jī)下線，澆鑄時(shí)間為156小時(shí)25分鐘，創(chuàng)歷史最高紀(jì)錄，這也是目前世界板坯連鑄機(jī)中間包壽命的最高紀(jì)錄：澆注鋼種45號(hào)、50號(hào)高碳鋼，連續(xù)澆鑄240 爐鋼，過(guò)鋼量27664噸，鑄坯總長(zhǎng)7009m，鑄坯斷面1800mm×280mm?；仡?021年11月26日，北京聯(lián)合榮大與同一用戶維護(hù)的13號(hào)中間包在1號(hào)連 鑄機(jī)下線，澆鑄時(shí)間111小時(shí)28分鐘，鋼種為Q355B-2，共連澆179爐鋼，過(guò)鋼量為22858噸，鑄坯總長(zhǎng)度為5560米，拉速為 0.70m/min~0.95m/min，鑄坯斷面為 250mm×2100mm，創(chuàng)當(dāng)時(shí)的世界紀(jì)錄。再回顧2022年1月12日，北京聯(lián)合榮大與同一用戶維護(hù)的22號(hào)連鑄長(zhǎng)壽中間包在1號(hào)連鑄機(jī)下線，澆鑄時(shí)長(zhǎng)為131小時(shí)34分鐘，鋼種為N355B/Q235B-2，共連澆226爐鋼，過(guò)鋼量為28159噸，鑄坯總長(zhǎng)度為 6790米，拉速為0.80m/min~0.90m/min，鑄坯斷面為250mm×2100mm，同樣破了當(dāng)時(shí)的世界紀(jì)錄。
這既是供需雙方密切配合、協(xié)同創(chuàng)新，3年登上的3個(gè)新臺(tái)階，也是讓國(guó)內(nèi)冶金科技工作者揚(yáng)眉吐氣的3個(gè)新臺(tái)階，更是讓國(guó)外同行關(guān)注的3個(gè)新臺(tái)階。據(jù)聯(lián)合榮大長(zhǎng)期在唐山現(xiàn)場(chǎng)工作的煉鋼事業(yè)部技術(shù)負(fù)責(zé)人徐毅杰介紹：該連鑄中間包這一輪澆鋼后期包殼溫度低于300℃，在此期間通過(guò)監(jiān)測(cè)對(duì)比日常正常中間包渣線侵蝕情況，包殼溫度沒(méi)有發(fā)生明顯突變，包殼溫度整體可控。
由此，該成果的研發(fā)可得出下列結(jié)論：
一是南北兩側(cè)護(hù)板、擋渣墻、塞棒、上水口能滿足150小時(shí)長(zhǎng)壽命中間包使用要求。
二是沖擊區(qū)排渣口正下方澆鋼過(guò)程中需關(guān)注排渣及打渣情況，避免渣殼過(guò)厚導(dǎo)致的塞棒液面部位結(jié)殼及打渣過(guò)程中對(duì)渣線部位護(hù)板的沖擊損害，必要時(shí)可在排渣口整體護(hù)板后部加裝小護(hù)板。
三是非沖擊區(qū)渣線干式料需進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。
四是因長(zhǎng)壽命澆鑄過(guò)程中鋼流對(duì)穩(wěn)流器側(cè)壁持續(xù)沖擊，可對(duì)側(cè)壁材料進(jìn)行適當(dāng)加厚或加強(qiáng)處理，單獨(dú)做一些長(zhǎng)壽命試驗(yàn)。
為用戶排憂解難
北京聯(lián)合榮大董事長(zhǎng)章榮會(huì)博士指出，隨著現(xiàn)代鋼鐵企業(yè)逐漸大型化和生產(chǎn)的高效化，連續(xù)鑄鋼技術(shù)的重要性日益顯現(xiàn)，中間包用耐火材料能否滿足連澆爐數(shù)的要求，對(duì)于鋼鐵企業(yè)的正常生產(chǎn)秩序和企業(yè)總體經(jīng)濟(jì)效益影響巨大。目前，國(guó)內(nèi)板坯連鑄中間包的壽命較低，一般為20小時(shí)～30小時(shí)。
延長(zhǎng)連鑄機(jī)中間包的壽命，對(duì)降低連鑄用耐火材料消耗、減少中間包澆余及熱換中間包重接鑄坯廢品、提高鋼液品質(zhì)等具有重要意義。
唐山中厚板材有限公司共有3臺(tái)一機(jī)一流板坯連鑄機(jī)，與之匹配的中間包容量為40t、鋼包容量為120t。中間包砌筑工藝具體情況為：中間包外鋼殼為焊接鋼結(jié)構(gòu)，帶有加強(qiáng)筋和排氣孔，鋼殼內(nèi)側(cè)焊有錨固鉤，以銜接耐火材料做的絕熱層和永久層，永久層內(nèi)部為工作層，采用鎂質(zhì)干式料振動(dòng)成型；中間包內(nèi)設(shè)有沖擊板、穩(wěn)流器、擋渣墻、擋壩等耐火澆注料預(yù)制件，能夠使鋼液中非金屬夾雜物在中間包內(nèi)上浮，穩(wěn)定鋼水流場(chǎng)；中間包內(nèi)設(shè)有上水口和塞棒等功能耐火材料以控制鋼液的合理流動(dòng)，穩(wěn)定澆鋼；每次連澆后，中間包要翻包并重新進(jìn)行修砌，更換上述工作層、預(yù)制件和功能耐火材料，以保障連鑄現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)需要。
這組板坯連鑄中間包主要冶煉鋼種為常規(guī)鋼種和低碳低硅鋼兩大類，2020年6月份之前平均使用壽命在24小時(shí)左右，平均連澆爐數(shù)最高在35爐左右，連澆爐數(shù)一直處于較低水平。經(jīng)過(guò)榮大與用戶雙方技術(shù)調(diào)研討論發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)場(chǎng)存在的主要問(wèn)題是：渣線干式料的耐侵蝕性不穩(wěn)定、穩(wěn)流器的側(cè)幫開(kāi)澆時(shí)易局部開(kāi)裂、擋渣墻不耐侵蝕、塞棒棒頭和水口碗部沖刷嚴(yán)重、塞棒棒頭出現(xiàn)斷裂等幾種情況，從而導(dǎo)致中間包提前下線，并對(duì)鋼水純凈度造成了非常不利的影響。
綜上所述，延長(zhǎng)連鑄中間包壽命是中國(guó)煉鋼界而且是世界煉鋼界的共性難題。
與用戶協(xié)同創(chuàng)新
章榮會(huì)指出：中間包壽命的延長(zhǎng)，取決于中間包內(nèi)材料和施工、烘烤工藝是否能滿足長(zhǎng)壽命的要求，同時(shí)也是對(duì)煉鋼生產(chǎn)貫徹以連鑄為中心，設(shè)備為保證，品種計(jì)劃為前提的考驗(yàn)。唐山中厚板材有限公司異鋼種連澆技術(shù)的成功開(kāi)發(fā)，為中間包長(zhǎng)壽命技術(shù)的開(kāi)發(fā)創(chuàng)造了極為有利的條件，相應(yīng)地也提出了更高的要求。
榮大公司是一家致力于耐火材料研究、生產(chǎn)、施工的專業(yè)單位，針對(duì)唐山中厚板材有限公司中間包長(zhǎng)壽技術(shù)，承擔(dān)了中間包用耐火材料的整體技術(shù)開(kāi)發(fā)工作。
要實(shí)現(xiàn)中間包長(zhǎng)壽，干式料、擋墻、穩(wěn)流器、塞棒、水口任何一種材料的性能不能滿足，都會(huì)造成中間包提前下線，必須同步提高使用性能，均衡蝕損。據(jù)章榮會(huì)介紹，在研發(fā)并獲取這項(xiàng)屢破世界紀(jì)錄的創(chuàng)新成果過(guò)程中，唐山中厚板材有限公司進(jìn)行了以下密切配合：
一是中厚板公司自主研發(fā)出無(wú)混坯連澆技術(shù)，實(shí)現(xiàn)多鋼種連澆：換包前，中間包進(jìn)行排渣作業(yè)；異鋼種連續(xù)澆鑄后期，大包工對(duì)澆鑄液面進(jìn)行測(cè)量，液位滿足要求時(shí)，澆鋼工關(guān)閉塞棒，減少中間包鋼水量；下一包鋼水全流開(kāi)澆，中間包液位達(dá)到要求時(shí)，塞棒二次開(kāi)澆重新澆鑄。通過(guò)使用此技術(shù)，混坯改判量每次減少40噸。
二是中厚板公司搭建了潔凈鋼生產(chǎn)平臺(tái)，減少鋼水對(duì)耐材的侵蝕：通過(guò)優(yōu)化轉(zhuǎn)爐自動(dòng)煉鋼模型、出鋼即精煉開(kāi)始脫氧新工藝、LF底吹氣量、RH浸漬管提升氣量等工藝方法，搭建了潔凈鋼平臺(tái)。終點(diǎn)氧含量由450ppm 降低到350ppm，夾雜物控制水平得到大幅度提高。
三是渣線干式料調(diào)整，提高工作層渣線料抗侵蝕性：以燒結(jié)鎂砂和電熔鎂砂為主原料，其最大臨界粒度選擇為5mm，加入量為90%～95%，粉狀熱固酚醛樹(shù)脂加入量為3%～5%，碳化硼粉加入量為1%～5%。在顆粒級(jí)配設(shè)計(jì)上追求同等氣孔率下氣孔孔徑最小，達(dá)到抗渣性和抗?jié)B性優(yōu)良的效果。
四是完成了擋渣墻和穩(wěn)流器改進(jìn)，塞棒和水口改進(jìn)調(diào)整；將板坯中間包塞棒長(zhǎng)度由原來(lái)的1740mm改進(jìn)為1650mm。塞棒頭部由半球形改為錐型，以提高塞棒的控流精度。將上水口由平滑外形改進(jìn)為帶凹槽外形，有效解決了水口座磚間的夾鋼問(wèn)題。在塞棒渣線部位采用外層增加 20mm~30mm的ZrO2－C環(huán)，以增加抗侵蝕性能；塞棒棒頭采用鋯碳質(zhì)，在保證熱震穩(wěn)定性的前提下，提高抗沖刷的性能；調(diào)整中間包水口碗部材質(zhì)，采用氧化釔穩(wěn)定的氧化鋯質(zhì)碗部（ZrO2≥94%），以增加抗沖刷性和抗侵蝕性 能；對(duì)水口滑板面材料方案進(jìn)行優(yōu)化，提高耐磨性能，以滿足浸入式水口多次更換的要求。
五是推行連鑄中間包窄溫度控制，降低耐材侵蝕速率。
六是取消鈣處理，降低了鋼渣滲透性對(duì)耐材的侵蝕。
七是與東北大學(xué)合作，對(duì)中間包流場(chǎng)進(jìn)行優(yōu)化。
八是應(yīng)用大包下渣檢測(cè)技術(shù)，減少中間包下渣量。
板坯連鑄中間包壽命的持續(xù)延長(zhǎng)，不僅直接經(jīng)濟(jì)效益顯著，而且可取得可觀的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益：不僅充分挖掘了連鑄機(jī)生產(chǎn)作業(yè)能力，增產(chǎn)作用顯著，有利于在鋼產(chǎn)量穩(wěn)定的前提下淘汰落后產(chǎn)能，而且減少了連鑄拉下、開(kāi)澆操作和修砌中間包工作量，降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度。
長(zhǎng)壽命板坯中間包技術(shù)開(kāi)發(fā)及應(yīng)用，充分挖掘了連鑄設(shè)備生產(chǎn)能力，降低了過(guò)程消耗和工人勞動(dòng)強(qiáng)度，走出了一條節(jié)能減排、高效生產(chǎn)、綠色發(fā)展的新路子，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益明顯，具有積極的推廣應(yīng)用價(jià)值。（夏杰生）
圖為2023年1月21日，連澆時(shí)長(zhǎng)達(dá)156小時(shí)25分鐘，再破世界紀(jì)錄的唐山中厚板材有限公司13號(hào)板坯連鑄中間包生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)。
