摘要：以烧结镁砂颗粒和电熔镁砂细粉为主要原料，分别研究了结合剂加入量，促烧结剂加入量及细粉加入量对镁质干式振动料强度的影响。结果表明：在此实验条件下，结合剂加入量在5％，促烧结剂在1％～1．5％，细粉加入量在30％左右时干式料强度较好。在此基础上研制的干式料在某钢厂现场使用获得成功。

关键词：中间包；干式振动料；镁砂；耐压强度

中间包用耐火材料质量的好坏对排除钢水中的夹杂物、保持钢流的稳定以及提高连铸钢材的质量起到重要的作用。对中间包工作层用耐火材料的要求是：耐侵蚀、抗冲刷，保温好，不污染钢水，易于施工与脱包等。中间包工作衬从材质来说，以前大多是硅质材料，硅质材料属于酸性耐火材料，已不适应现在的碱性炼钢，所以现在多采用碱性耐火材料，以镁质材料为主。从施工方式来分类，有绝热板、涂抹料、喷涂料、干式工作衬等形式。使用碱性绝热板有利于洁净炼钢，且绝热良好，但缺点是使用寿命较低，安装时劳动强度较大；涂抹料和喷涂料目前普遍使用，具有使用寿命相对较长，不污染钢水等优点。但它在施工时需要加入20％左右的水分，因而存在喷涂或搅拌设备维护复杂，工作衬养护时间长等不足，另外为了减少钢水吸氢，必须烘烤到1 100～1 200℃并保温；而干式料由于不含水分，在低温烘烤后有足够的强度，所以可不进行在线烘烤而直接使用，即可冷包浇钢，工作层在使用中烧结，具有不污染钢水，使用寿命长，维护简单，易于翻包清理等优点，因此，干式料的推广应用前景广阔。基于以上原因，作者开发了中间包镁质干式振动料，并成功地应用于某炼钢厂连铸小方坯用中间包。

1  试验

1．1  试验原料

    原料主要选用烧结镁砂颗粒和电熔镁砂细粉，及加入适量的外加剂。镁砂的理化指标见表1。

1．2试验内容

    (1)研究结合剂加入量对干式料低温烘烤强度的影响；

    (2)研究促烧结剂加入量对干式料中温强度的影响；

    (3)研究细粉加入量对干式料强度的影响；

1．3试样制备和检测

    以烧结镁砂为颗粒，电熔镁砂为细粉，按设计配比将材料混合均匀，在三联模内捣打成型，带钢模在烘箱内按200℃×3 h烘烤，脱模后即为40mm×40 mm×160mm试样，再将试样分别按1 200℃×3 h、1 550℃×3 h烧成，随炉自然冷却后，测定材料的物理性能。

2结果与讨论

2．1  结合剂加入量与干式料低温烘烤强度的关系

    从图1可以看出，随着结合剂加入量的增加，干式料的烘烤强度随之增大。在3％以下时，材料强度很小，主要是因为烘烤完后在材料内部没有形成连续的碳网，当结合剂加入量在5％时，材料的低温烘烤强度较高，表明在材料内部形成了连续的碳网。为确保材料有足够的低温烘烤强度，保证材料在烘烤后安全脱模，或脱模后直接使用，结合剂的加入量为5％以上。

2．2  促烧结剂与干式料中温强度的关系

    从图2可以看出，不加促烧结剂时材料的中温强度基本为零，随着促烧结剂加人量的增加，干式料1 200℃×3 h的强度随之增加。为了使材料在烘烤后有足够的强度，不至于出现塌包现象，所以加入促烧结剂。促烧结剂提高中温强度的机理主要是在中温时生成了一定量的液相，从而促进烧结，但加入量过多又有可能会降低材料的高温性能，故较合适的加入量应控制在1％～1．5％。

2．3  细粉加入量与干式料强度的关系

    从图3可以看出细粉的加入量在25％～35％干式料的综合强度较高。颗粒多、细粉数量少时材料的常温强度较高，但高温强度较低。细粉多、颗粒少时常温强度较低，但高温强度较大。经分析认为，细粉加入量少，结合剂在细粉中占的比例高，结合剂固化后产生的碳链结构比较连续,网络连接程度较大，所以常温强度较高；高温烧成后结合剂固化后的残碳在细粉中的比例较高，加之细粉加入量少使得材料烧结性较差，所以高温强度较低。综合考虑施工时的脱模强度以及材料的使用性能，细粉的加入量应控制在30％左右。

综上研究，研制出的镁质干式料化学组成和物理性能如下表2所示。

3生产与应用

    基于以上研究，按照实验选定配方生产30t干式料，在某钢厂小方坯连铸工段进行了现场使用，施工时先安装好底部下水口等部件，平铺包底，吊装胎膜后填充干式料振动密实，工作衬厚为40mm。在200℃左右烘烤90min，脱模后安装冲击板、挡渣堰，在线烘烤90min后浇钢，浇注的钢种有HRB335，HRB_335D，Q235B，HRB400Nb等，平均连铸7．44炉，平均过钢时间521 min。达到浇钢时间后下线观察，发现料层整体较完整，侵蚀较均匀。渣线侵蚀最小为0mm，最大为12mm，平均为2 mm，其他部位实现零侵蚀；残余料层结构合理，烧结层平均厚8 mm，变质层厚20mm，原质层平均厚22 mm，翻包容易。经实际使用表明研制的镁质干式料完全能满足钢厂的使用要求。

4  结论

    通过选择合适的结合剂、促烧结剂及细粉的加入量，研制成功中间包镁质干式振动料，能完全满足某钢厂的使用要求。