隔热板是美国曾次在钢锭模帽口侧壁上使用能提高钢锭的成品率,并改善表面质量有利于轧制。因此,英国、日本、前苏联和前西德等国相继采用隔热板,中间包内衬用隔热板和涂料在我国也同时发展。为适应良好钢的需要,已研制成功多品种隔热板,分别取得好的效果。国内隔热板每吨铜消耗18kg。
一、硅质隔热板
钢水内夹杂物含量与中间包衬材质有关,隔热板中间包与耐火砖中间包相比,铸坯中大于50μm夹杂物含量明显减少。硅质隔热板由石英砂、无机和有机纤维原料及酚醛树脂等结合剂制成。硅质隔热板主要成分为SiO2,适用于浇注普碳钢、碳结构钢和普通低合金钢等。
我国连铸中间包用DZ型硅质隔热板具有低灼减、高强度的特点,“冷包〃开浇不沸腾,基本消除了铸坯皮下起泡现象,适应了连铸工艺的需要,在首钢二炼钢八流小方坯连铸机批量使用约2500t,据一季度统计,其铸坯皮下起泡废品率由1.688%降至0.109%,铸坯合格率提高1.2%,产品使用周期长达5h以上。
广州钢厂从瑞士BBC引进40tUHP电炉,采用国产4机4流小方坯连铸机生产低合金钢。国产硅质隔热板的理化性能:SiO285%-88.5%,体积密度1.3-1.5g·cm-3,残余水分0.1%-0.2%,抗折强度3-5.2MFa,耐火度1710-1730℃,透气度3-6A.F.S,热导率0.3-0.4W(m•K)。隔热板有13种板型,质量稳定、尺寸准确、一般使用4-9炉,最高12炉,
某厂生产的硅质隔热板用于上钢一厂10t矩形中间包,共使用22次,总浇钢量为2786t,最长浇注时间370min,最高浇钢炉数10炉,浇钢量达312t。通过残板显微分析,其特性如下:
(1)反应层与过渡层均无钢液渗入。
(2)在使用中表面形成玻璃层,粘度大,阻止熔渣进一步渗透。
(3)内部均匀分布大量气孔,隔热板始终保持较好的隔热性能。隔热板达到了好的应用效果,实现了冷包开浇,节约烘包燃料90%以上。保温性能好,包内钢水温降10℃左右,不易结冷钢,钢水收得率提高0.5%左右。板坯大、缝除小、耐侵蚀,可减少钢坯非金属夹杂,减少了中间包使用量,有利于提高连铸作业率等。
二、镁质隔热板
隔热板作为中间包内衬,在使用过程中,因钢液、熔渣各成分渗入板的表面,并在板面未形成致密层之前仍继续往内渗透。逐渐导致板表面的化学组分向渣中扩散、溶解,生成液相及低熔点相被钢液冲刷脱落。当隔热板工作面一旦形成了致密层,渗透受到阻碍,侵蚀速率减少。20世纪80年代初,已开始对镁质隔热板进行研究和应用,但由于在多炉连铸中出现隔热板强度不够,所用有机结合剂在使用过程中分解出来的氢对钢质量不利,难以保证洁净钢的要求,因此又开发了以无机结合剂为主的镁质隔热板。
镁质隔热板适用于浇注特殊钢及部分高质钢种,与中间包衬所用材质相当,对钢水的污染比硅质板小。
镁质隔热板,是由耐火填充料、无机纤维、有机纤维、添加剂及磷酸盐无机结合剂等组成。其特点如下:
(1)添加剂中的溧珠(Al2O3 34.46%,SiO2 55.43%)比表面积大为3000-3200cm2/g,与磷酸盐结合具有较强的物理吸附及化学亲和作用,在漂珠表面形成一层粘性膜,使坯体具有较高的中、低温强度,随温度升高,溧珠中Al2O3、Si O 2与MgO反应生成镁铝尖晶石(MA)和镁橄榄石(M2S),遂步以陶瓷结合取代化学结合,不会因高温时结合剂挥发,而使制品强度下降,同时,由于MA的生成,提高了制品的稳定性,防止隔热板产生裂纹;
(2)在基质中引入CaO成分,使其与磷酸盐在600-800℃以上开始生成硅磷酸钙(7CaO•P2O5•2Si O 2)的高温稳定矿相,使制品在中、高温均保持足够高的强度,从而提高了隔热板的抗冲刷性。
该镁质隔热板在鞍钢二炼钢容量为55t的大型中间包(经预热1100℃)使用,保证水口开浇率达到100%,平均连浇5炉,最高连浇8炉,满足了铝镇静钢、低合金钢、炭素结构钢等良好钢种的需要。鞍钢二炼钢、韶关钢厂小方坯连铸机中间包进行试用,均取得满意效果。
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