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　　保溫耐材技術(shù)的應(yīng)用旨在降低鋼包工作層熱損失，從而減少盛放鋼水熱損失。在現(xiàn)有鋼包上實施有關(guān)保溫耐材技術(shù)改造，需要考慮將鋼包空間和重量的變化控制到小，且不能影響原有的砌筑工藝。通過改造，減小鋼水溫降以及鋼包殼對外熱輻射，提高鋼水溫度穩(wěn)定性和連鑄澆鑄效率，同時減輕相關(guān)設(shè)備的高溫輻射損害。

　　1鋼包熱量損失模型分析

　　鋼包熱量損失模型見圖1。從圖中可以看出，鋼水在鋼包中的熱損失分為鋼水渣面熱輻射、鋼包殼熱輻射和鋼包耐材熱儲存三部分。高效保溫層一方面降低鋼包溫度，減少鋼包殼對外熱輻射產(chǎn)生的熱量損失，另一方面增加鋼包耐材的熱儲存，達(dá)到減少鋼水溫降的目的，同時減小耐材溫度波動，延長耐材使用壽命。

　　鋼包熱量損失模型圖

　　圖1 鋼包熱量損失模型圖

　　2保溫耐材砌筑

　　鋼包的普通砌筑方式和保溫耐材砌筑方式對比見圖2。砌筑時應(yīng)結(jié)合生產(chǎn)特點(diǎn)，不影響現(xiàn)有的工作層和整體空包重量，確保行車不超重和重包凈空高度。

　　鋼包砌筑對比圖

　　圖2 鋼包砌筑對比圖

　　3過程對比分析

　　3.1過程溫度測量

　　3.1.1鋼包殼溫度變化

　　選取鋼種Q235B、SPHD，按鋼種和工藝路徑進(jìn)行對比，一方面對比同工藝路徑鋼種條件下不同耐材鋼包的包殼溫度，另一方面對比不同工藝路徑條件下兩種耐材鋼包殼不同區(qū)域的溫度變化差異。鋼包殼不同部位平均溫度及差值見表1。

　　從表1可以看出，同鋼種路徑條件下，使用保溫耐材鋼包比普通耐材鋼包的包殼溫度低52℃;不同鋼種路徑條件下，保溫耐材鋼包的包殼溫度變化比普通耐材鋼包小;從不同鋼種路徑對比數(shù)據(jù)看，鋼包殼溫降程度不同，說明保溫耐材的使用影響了鋼包內(nèi)熱損失模型。

　　不同鋼種和工藝路徑條件下鋼包殼測溫對比

　　表1不同鋼種和工藝路徑條件下鋼包殼測溫對比

　　3.1.2鋼水過程溫降變化

　　選擇工藝路徑為“轉(zhuǎn)爐→氬站→連鑄”的鋼種Q235B和工藝路徑為“轉(zhuǎn)爐→氬站→RH真空→連鑄”的鋼種SPHD，分析保溫耐材鋼包對鋼水過程溫降的影響。Q235B和SPHD鋼不同耐材鋼包鋼水過程溫度分別見表2。

　　Q235B和SPHD鋼不同耐材鋼包鋼水冶煉過程溫降

　　表2 Q235B和SPHD鋼不同耐材鋼包鋼水冶煉過程溫降

　　從表2數(shù)據(jù)看，在滿足連鑄中間包溫度的前提下，冶煉Q235B鋼的轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)溫度在使用不同鋼包時沒有明顯差異;冶煉SPHD時使用保溫耐材鋼包的轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)溫度降低10℃。

　　3.2鋼水溫度變化情況及原因分析

　　3.2.1Q235B鋼水溫降

　　對于“轉(zhuǎn)爐→氬站→連鑄”工藝路徑鋼種Q235B，從轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)到連鑄中間包約產(chǎn)生100℃的溫降，主要有以下3個降溫點(diǎn)。

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　　包括轉(zhuǎn)爐放鋼吹氬攪拌和氬站處理吹氬攪拌在內(nèi)，在氬站不同吹氬強(qiáng)度情況下，溫降相差約1℃，是鋼水過程溫降的決定性因素。

　�、阡摪鼰釗p失及生產(chǎn)節(jié)奏

　　在鋼水不吹氬情況下，普通耐材鋼包每分鐘溫降約0.5℃，正常的周期誤差10min，溫降變化5℃。

　　③合金化

　　包括合金量和合金化時機(jī)，同鋼種合金量相同情況下，合金化時機(jī)對鋼水溫降的影響較小。

　　3.2.2SPHD鋼溫降

　　對于“轉(zhuǎn)爐→氬站→RH真空→連鑄”工藝路徑鋼種SPHD，從轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)到連鑄中間包溫降約為125℃，主要有以下4個降溫點(diǎn)。

　　①鋼水吹氬攪拌

　　指從轉(zhuǎn)爐放鋼開始到氬站處理結(jié)束，此過程期間鋼水在鋼包中攪拌引起的鋼水溫降。

　�、赗H真空處理溫降

　　指在RH真空處理過程中由于真空槽吸熱、環(huán)流氣體攪拌引起的鋼水溫降。

　　③鋼包熱損失及生產(chǎn)節(jié)奏

　　普通耐材鋼包在鋼水不吹氬情況下的溫降約0.5℃min。正常周期誤差10min，溫降變化5℃。

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　　包括合金量和合金化時機(jī)，鋼種及合金量相同情況下，合金化時機(jī)對鋼水溫降的影響較小。

　　3.2.3原因分析

　　從降溫點(diǎn)分析可以看出，對于“轉(zhuǎn)爐→氬站→連鑄”工藝路徑鋼種鋼水，吹氬站吹氬強(qiáng)度對鋼水溫降的影響較大，掩蓋了不同鋼包對鋼水溫降的影響�！稗D(zhuǎn)爐→氬站→RH真空→連鑄”工藝路徑鋼種鋼水的溫降影響因素穩(wěn)定，使用不同鋼包所導(dǎo)致的鋼水溫度變化明顯。

　　3.3不同耐材鋼包對連鑄中包鋼水溫度的影響

　　分析連鑄中間包鋼水溫度變化，從連鑄中間包鋼水溫度差值(連鑄中間包鋼水溫度差值ΔT=連鑄中間包鋼水溫度T-連鑄中間包鋼水溫度平均值T平)來看，不同工藝路徑的連鑄中間包鋼水溫度差值變化不同，如圖3所示。

　　使用不同耐火材料中間包鋼水溫度差值對比圖

　　圖3使用不同耐材鋼包連鑄Q235B和SPHD鋼時的中間包鋼水溫度差值對比

　　從圖3可以看出，保溫耐材鋼包同普通耐材鋼包相比，來自前者的鋼水在連鑄中間包的溫度波動小，更加有利于連鑄過程中的鋼水溫度穩(wěn)定性。

　　結(jié)語

　　在冶煉過程中，采用保溫耐材技術(shù)的鋼包，一方面鋼水熱損失可降低10℃，另一方面鋼包外殼溫度可降低50℃，起到了降低轉(zhuǎn)爐出鋼溫度、節(jié)能降耗以及穩(wěn)定鋼水澆鑄溫度、提高連鑄效率的作用，同時也減輕了對鋼包關(guān)聯(lián)設(shè)備的熱輻射損害。