1、连铸中间包构造培训教材中间包是由壳体、包盖、耐火材料内衬和注流控制机构组成。1、中间包壳体中间包壳体是用钢板焊接而成的，为了增加包体的刚性，使之在高温状态下搬运、翻包和清理时不变形，壳体外部焊有加强筋。包体两侧焊有吊环或耳轴，以便于吊运。在包壳上钻有一定数量的出气孔，使中间包在烘烤时排出耐火材料内衬中的蒸汽。包壳上还有溢流槽，避免因盛钢桶钢流失控而引起中间包溢钢事故。2、包盖 中间包包盖是用耐热铸铁或钢板内加耐火混凝土制成，其作用是为了保温，减少中间包内钢液的温降。3、中间包内衬中间包内衬是砌筑的耐火材料，从里到外共有三层：（1）工作层与钢液接触的一层，即工作层厚度在 10 毫米以上。该层内衬
2、材料主要有：高铝砖、碱性砖（如镁砖） 、硅质绝热板、镁质绝热板、镁橄榄石质绝热板和涂料，如镁质、镁铬质涂料等。（2）永久层该层与工作层相接触，其材料一般为粘土砖，厚度为 3040 毫米。（3）绝热层（保温层）该层紧挨着中间包钢壳，其材料通常是石棉板、保温砖或轻质浇注料，厚度为 10 毫米左右。用绝热板砌筑绝热层时，可根据绝热板的厚度而定，一般为 3040 毫米左右，为提高中间包使用寿命，中间包永久层也可采用盛钢桶的整体浇灌工艺。根据使用方法及要求的不同，中间包工作层的砌筑方法可分冷中间包和热中间包。 冷中间包所谓冷中间包，是指砌筑好的中向包在使用前不必烘烤包体，而只对水口进行预热就可使用的中间
3、包，它具有以下优点： a 浇注前不用加热烘烤包体，只对水口进行烘烤，降低能耗，相当于每吨坯节约了 5.7 千克标准煤； b 绝热板导热系数低，保温性能好，中间包内钢液温降小，外壳温度低，热变形小。绝热板中间包浇注 3 小时后，中间包外壳温度为 70 ，而砌砖中间包浇注 1 小时后，外壳温度达 150，这样可使出钢温度降低 510，有利于提高炉体寿命； c 残钢少，可提高金属收得率 0.4; d 减少了砖缝和耐火材料的侵蚀，有利于提高钢水质量;e 改善劳动条件，减轻劳动强度，节约人力约 70 % ；中间包绝热板修砌简单，冷却后绝热板粉化，易使残钢和内衬分离，清理十分方便。由于冷中间包所具有的诸多
4、优点，目前，在连铸生产中广泛使用冷中间包工艺。冷中间包的砌筑方法是：先将中间包内衬的绝热层和永久层用整体浇注工艺，目的是使工作层的尺寸与绝热板的尺寸相匹配，防止绝热板倒塌和板缝渗钢，浇注体各部分的厚度分别为：中部、底部、溢流口处 400 毫米，底砖处 300 毫米，中间包壁厚 20 毫米，然后将绝热板砌筑在浇注层上，构成中间包工作层。 热中间包所谓热中间包，就是指新砌的中间包，在使用前必须进行烘烤，使包内温度达到 1100 左右方能使用。热中间包的工作层一般用粘土质或高铝质的耐火材料砌筑而成。为了减少钢液的冲刷和侵蚀，便于热清理，提高工作层使用寿命，近年来的在工作层的表面涂上一层厚约 1030
5、 毫米的镁质耐火涂料，用完一次涂一次，这种工艺在一定程度上提高了包衬寿命，减少了耐火材料的消耗。热中间包的特点是加热温度高，而易于开浇对钢液只要求有较小的过热度即可。4、中间包注流控制机构中间包注流的控制方式有塞棒式、滑动水口式或定径水口式，前两者适用于板坯和大方坯连铸，而后者则较多地应用于小方坯连铸。 (1) 塞棒式塞棒控制是通过塞棒控制机构控制塞捧上下运动，以达到开闭水口调节钢液流量，塞棒机构如图 6-2。其控制机构由水口、塞棒及控制机构组成，控制原理与盛钢桶塞棒相似。当连续浇钢炉数较多时，由于塞棒长时间在高温钢液中浸泡，塞棒头和棒体之间存在缝隙，高温钢液容易侵入，导致钢质棒心软化，棒头脱
6、落等事故。为解决上述问题，提高中间包浇铸机构的使用寿命，除选用较好的耐火材料外，还采用了整体吹氩塞捧工艺。 整体吹氩塞棒工艺与吹氩搅拌用的塞棒相似，浇铸时，棒芯内通氩气，不断地气洗水口，减少了中间包上水口内壁被 Al2O3 夹杂堵塞的机率，降低了非铝夹杂物在铸坯中的聚积程度。棒芯外壳是用耐火材料挤压整体成型，塞棒本体无砖缝，避免了由于高温钢液的侵人而导致的棒头软化脱落事故。 (2) 滑动水口式采用塞棒浇注，水口碗部容易扩大，塞头易受侵蚀变小，造成控制失灵。为彻底解决上述问题，除了对耐火材料进行改进外，还对中间包注流的控制系统从结构上进行了改革，把普遍运用于盛钢桶注流控制的滑动水口装置运用到中间
7、包上来，中问包采用滑动水口后，为进一步提高单包连浇炉数创造了条件。中间包滑动水口有三种形式：往复式、插板式和旋转式。往复式滑动水口（图 6-3) ：这种滑动水口是通过下滑板的往复运动来启闭和调节注流的，它由耐火材料制的滑板系统和滑动机构两部分组成。滑动机构主要由连杆、滑板座和动力源（气泵、油泵、电动机传动系统或手动系统）组成。下滑板装在滑板座上，与上滑板贴紧，松紧程度可以通过压紧机构调节动力源，通过连杆拉动滑板座可以使下滑板处于不同位置，从而控制中间包注流的大小。插板式滑动水口：滑板是在上下固定板之间依次从一侧插入，从另一侧取出。滑板有两种：带孔的水口滑板和不带孔的滑板，前者用于调节注流的大小
8、，后者用于关闭水口。它们可以按照需要的顺序依次装入到滑板中，然后由动力源将其推入到工作位置。旋转式滑动水口：其特点是下滑板是一个齿轮形的转盘，在转盘上装有水口滑板和封闭滑板，转盘依靠弹簧压紧在固定的上滑板上，由驱动机构通过齿轮传动下滑板以达到启闭和控制注流的目的。其优点是由于下滑板是作圆周运动，上下滑板之间的接触面积变化小，滑动面上的摩擦力保持均匀，接触性能好，控制注流安全可靠，转盘上的启闭滑板使用寿命长，但结构复杂。滑动水口中往复式结构简单，使用可靠，所以，在盛钢桶和中间包注流控制系统中多采用此法。 (3) 定径水口式小方坯连铸所用的定径水口主要有四种类型： 整体定径水口(全均质定径水口）：
9、锆材质，化学成分均匀，使用安全，但成本高，产量低，目前国内使用较少。 结合型（直接复合型）定径水口：内层采用锆材质，其余部分采用低锆材质，共同成型为一个整体，然后经高温烧成后使用。这种水口成本低，使用安全。但产量低，生产投资大，且低锆材料容易混入工作层，使用时不耐冲刷，扩径较大，产品的外层是含放射性物质的锆质材料，易污染环境，对生产人和附近居民有危害，不宜大量生产和使用。 组合式（镶嵌式 定径水口：由内管和外衬两部分组成。外衬常用铝质材料，内管采用锆质材料，两部分分别配料，成型并烧成后，再用粘结剂把两部分粘结在一起，成本低，产量高，生产投资少，但使用时内管容易脱落，造成漏钢，安全可靠性差。 复
10、合定径水口：这种水口综合了以上各种水口的优点。其成本低，使用安全可靠，内管没有脱落的危险，抗钢液冲刷性能好，使用过程中扩径较小，质量稳定，其工作层是经高压成型和高温烧成的锆质小管，外层是非锆质材料，内管上部整个环形面全被外层材料覆盖和阻挡，可防止内管脱落，使用安全。(4) 浸人式水口（伸人式水口） 浸人式水口安装在中间包水口的下部。浇注时，水口浸人到结晶器的钢液中，防止中间包注流被二次氧化。浸入式水口根据其装配方式的不同，可分为内装式和外接式两种（如图 6-4）所示） 。根据形状的差异分为圆柱形（如图 6-5a、 b 、 c ） 、箱型（如图 6-5d ）和椭圆型浸入式水口。图 6-4 浸入式
11、水口 图 6-5 浸入式水口形状1-中间包塞棒 2-内装伸入式水口 a-直孔 b-侧孔向上 c-侧孔向下3-内装短水口 4-外装长水口 d-箱式5-支撑环 6-保护渣 7-结晶器在生产中应用较广泛的是圆柱形水口。它制作方便，流入到结晶器中的钢液流动状态也比较理想。椭圆型水口主要是为了加大水口直径，防止水口堵塞，其效果也比较好，因此，椭圆型水口也较广泛地应用在连铸机上。在实际的浇铸中，常常发生水口堵塞和水口内壁被侵蚀而造成水口壁穿孔或破损，为了满足长时间连浇的要求，除了改善操作、改进生产工艺外，还必须研制具有优良使用性能的浸入式水口材质。此外，还有氧化锆、刚玉等材质。选择水口材质的基本要求是：耐
12、钢液熔损性能好，抗侵蚀性能好，耐急冷急热性好，以及能防止水口堵塞等。上述材质中，熔融石英水口的热变形率小，这种材质与钢液接触后，在表面上形成一个高粘度的玻璃层，故耐熔损性能较好。可减小因熔损物引起的钢液污染，由于导热系数小，在使用前只需稍加预热，在实际应用中很方便，这种材质的水口巳广泛地运用于生产中。但是，熔触石英质水口也存在一些问题，熔融石英水口不能浇含锰量高的钢种，生产实践和试验表明，用熔融石英水口浇高锰钢，水口侵蚀速度达 610 毫米小时，其原因主要是发生了如下反应： 2Mn + (SiO 2) = 2 ( MnO ) + Si ( MnO ) + (SiO2) = ( MnOSiO2) 理论计算和试验指出，钢液中锰含量大于 0.6时，用熔融石英水口浇铸，水口侵蚀太快，不能满足多炉连浇的要求。所以，熔融石英水口在实际应用中也受到了一些限制，氧化铝石墨质水口兼有氧化铝质的高耐火性和石墨材质与钢液浸润性低的特点，对于很多钢种，它是一种较为适用的材质。其缺点主要是 Al2O3 夹杂易附着在水口内壁上，造成水口堵塞。有条件的地方，可采用锆质和刚玉质水口，价格比较昂贵，但效果很好。
