中間(jian)包耐(nai)火導管的使用(yong)壽命和工作(zuo)能(neng)力對鋼(gang)(gang)的質量有重要影(ying)響(xiang)。為查明莫來石(shi)剛(gang)玉(yu)配(pei)裝塞(sai)棒、雙(shuang)陶(tao)瓷注鋼(gang)(gang)水(shui)(shui)(shui)(shui)口和石(shi)英浸入(ru)式(shi)水(shui)(shui)(shui)(shui)口組(zu)成中影(ying)響(xiang)耐(nai)火導管壽命的主要因素，對2000多爐流水(shui)(shui)(shui)(shui)生產不(bu)同化學成分的鋼(gang)(gang)進行了(le)分析(xi)。截斷(duan)器和浸入(ru)式(shi)水(shui)(shui)(shui)(shui)口的出口被侵蝕：浸入(ru)式(shi)水(shui)(shui)(shui)(shui)口“緊縮”(通道和漏鋼(gang)(gang)孔的流通截面縮小)和注鋼(gang)(gang)水(shui)(shui)(shui)(shui)口與(yu)浸入(ru)式(shi)水(shui)(shui)(shui)(shui)口配(pei)裝位(wei)置之間(jian)的縫隙灌鋼(gang)(gang)；塞(sai)棒堵不(bu)嚴(yan)(鋼(gang)(gang)水(shui)(shui)(shui)(shui)流入(ru)塞(sai)棒球形接頭與(yu)注鋼(gang)(gang)水(shui)(shui)(shui)(shui)口底座之間(jian)的縫隙)，是(shi)使用(yong)澆注耐(nai)火材料的主要問(wen)題。
在影響(xiang)(xiang)澆注耐火材料(liao)工(gong)(gong)作能(neng)力因素中(zhong)(zhong)，有鋼(gang)的(de)(de)(de)化(hua)學成分；轉(zhuan)爐出鋼(gang)時的(de)(de)(de)鋼(gang)水(shui)(shui)(shui)溫度(du)；精煉(lian)裝置、中(zhong)(zhong)間包(bao)鋼(gang)水(shui)(shui)(shui)處理前后(hou)的(de)(de)(de)溫度(du)和連鑄(zhu)速度(du)。其(qi)中(zhong)(zhong)影響(xiang)(xiang)最大(da)的(de)(de)(de)是鋼(gang)中(zhong)(zhong)錳(meng)含(han)量(liang)。當(dang)(dang)錳(meng)從0.4%增加到1.8%時，塞棒副和浸入式水(shui)(shui)(shui)口的(de)(de)(de)工(gong)(gong)作條(tiao)件變化(hua)顯著。如當(dang)(dang)錳(meng)含(han)量(liang)大(da)于1.2%時，雙陶瓷水(shui)(shui)(shui)口和石(shi)英(ying)浸入式水(shui)(shui)(shui)口的(de)(de)(de)含(han)鋯工(gong)(gong)作面被強烈(lie)侵蝕(首先是截斷器，它決定著結晶器內(nei)埋人流(liu)股的(de)(de)(de)流(liu)體力學特性(xing))，原因是鋼(gang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)錳(meng)與耐火材料(liao)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)氧化(hua)硅發生化(hua)學反(fan)應，同時還出現機械磨損。該過程會(hui)導致(zhi)硅還原，進入鋼(gang)水(shui)(shui)(shui)中(zhong)(zhong)引起氧化(hua)硅污(wu)染；此(ci)外還導致(zhi)耐火材料(liao)工(gong)(gong)作面尺(chi)寸改變。
連鑄(zhu)碳素品種鋼(gang)(gang)(Mn<1.0%)時，溶解在鋼(gang)(gang)水(shui)中的氧化鋁粒子在耐火材料壁(bi)上產(chan)生強(qiang)烈(lie)沉積，這(zhe)在不(bu)用(yong)硅鈣脫氧情況下(xia)特(te)別明顯。由于(yu)(yu)壁(bi)渣沉積，從(cong)而(er)產(chan)生塞棒(bang)堵不(bu)嚴和(he)浸入(ru)式水(shui)口“增生”問題(ti)。連鑄(zhu)含錳量大于(yu)(yu)1.2%的鋼(gang)(gang)時，由于(yu)(yu)產(chan)生侵(qin)蝕而(er)出現(xian)漏(lou)鋼(gang)(gang)。如果鋼(gang)(gang)中錳含量為1.0～1.2%，則“增生”和(he)侵(qin)蝕兩個過程基本互相(xiang)抵消了，從(cong)而(er)對(dui)耐火流鋼(gang)(gang)導管(guan)的壽命產(chan)生有利(li)的影響。
浸入式(shi)水(shui)口(kou)通(tong)道被氧化鋁(lv)顆粒沉積(ji)而縮小或者被侵蝕而擴(kuo)大(da)，都是(shi)耐火材(cai)料失效的原因，都需(xu)要在(zai)連鑄(zhu)過程(cheng)中(zhong)進(jin)行更換。這(zhe)樣就引起連鑄(zhu)的溫度一速(su)度制度改變，使結(jie)晶(jing)過程(cheng)強烈偏離最(zui)佳狀態。結(jie)晶(jing)器內鋼水(shui)流體力學性(xing)質(zhi)改變，以及熔池容積(ji)內鋼水(shui)過冷，會使夾雜物難于從板坯小半徑側面往覆蓋渣上(shang)浮，從而導致夾雜物“纏(chan)繞”在(zai)一次和二次枝晶(jing)軸之間。由更換浸入式(shi)水(shui)口(kou)前后連鑄(zhu)的“過渡”段板坯所(suo)軋出(chu)的鋼板有明(ming)顯的特(te)點，其超聲波檢測(ce)缺(que)陷的等外品增多2～4倍。
連鑄鈮、釩(fan)微合金化含錳1.3～1.8%的(de)(de)鋼(gang)時，所推薦(jian)的(de)(de)措施能將浸入式水口使用(yong)壽命(ming)延長5～9倍，按SEL072標準超(chao)聲波檢測(ce)的(de)(de)軋(ya)板等外(wai)品率降低5～10個(ge)百分點(絕(jue)對數)。
根據連鑄(zhu)過程流(liu)(liu)體(ti)力學性質，重要(yao)的(de)問題是保證夾(jia)雜(za)物顆(ke)粒(li)(li)上(shang)(shang)(shang)浮和被覆蓋渣吸收所需的(de)足夠時間。在(zai)(zai)一(yi)(yi)(yi)般結構的(de)中間包內，單位批量鋼水的(de)停留(liu)時間非常有(you)(you)限(xian)，不足以有(you)(you)效地(di)去(qu)除絕大(da)(da)部分夾(jia)雜(za)物。中間包內鋼水對流(liu)(liu)運動的(de)速度與方向，對夾(jia)雜(za)物顆(ke)粒(li)(li)的(de)上(shang)(shang)(shang)浮，或(huo)者被引入(ru)浸入(ru)式水口(kou)通道進(jin)而(er)進(jin)入(ru)鑄(zhu)坯體(ti)的(de)過程有(you)(you)重大(da)(da)影(ying)響。在(zai)(zai)與夾(jia)雜(za)物顆(ke)粒(li)(li)上(shang)(shang)(shang)浮相同的(de)方向上(shang)(shang)(shang)，造成一(yi)(yi)(yi)種強制淹(yan)沒式鋼水流(liu)(liu)股，可建立有(you)(you)利的(de)鋼水精煉條件。該項任務已通過采(cai)(cai)用專門的(de)耐火隔墻方法(fa)，將中間包容積分割成一(yi)(yi)(yi)個接鋼水部分和一(yi)(yi)(yi)些配鋼室得到(dao)了實(shi)現。這項工藝在(zai)(zai)國外得到(dao)了廣(guang)泛采(cai)(cai)用。
采(cai)用流(liu)體物(wu)理模型(xing)，對鋼水(shui)(shui)從接鋼部分溢流(liu)至配鋼室的(de)問題(ti)進(jin)行了設計和試(shi)驗，制造出(chu)一些專(zhuan)用的(de)在結構形(xing)式及通(tong)道(dao)方向上(shang)不(bu)同的(de)流(liu)體力學過(guo)(guo)(guo)濾部件(jian)(jian)，過(guo)(guo)(guo)濾部件(jian)(jian)安(an)裝在中(zhong)間(jian)包隔墻的(de)一些水(shui)(shui)平線(xian)上(shang)。過(guo)(guo)(guo)濾部件(jian)(jian)安(an)裝方式的(de)選擇，要(yao)使夾雜物(wu)聚集體不(bu)能落入注鋼水(shui)(shui)口(kou)上(shang)方的(de)快速注流(liu)占領區，而要(yao)借(jie)助于淹沒式流(liu)股將其(qi)引至鋼水(shui)(shui)表面。
對隔墻安裝流(liu)體力學過(guo)濾部(bu)件的(de)(de)中間包進行使用試(shi)驗表明(ming)，其去(qu)除夾(jia)雜(za)物(wu)效果最好。鋼(gang)精煉(lian)中要去(qu)除數量不(bu)少于(yu)(yu)50%的(de)(de)較細夾(jia)雜(za)物(wu)，僅在(zai)造成附(fu)加上升力的(de)(de)情況(kuang)下才有(you)可能(neng)。做到這一(yi)點，特別要采用一(yi)種(zhong)借助陶(tao)瓷(ci)通氣(qi)(qi)吹(chui)嘴(zui)(zui)(zui)形成的(de)(de)氣(qi)(qi)(氬)“幕”機構。該吹(chui)嘴(zui)(zui)(zui)安裝在(zai)鋼(gang)水透過(guo)過(guo)濾部(bu)件溢流(liu)區對應(ying)的(de)(de)中間包配(pei)鋼(gang)室底(di)板工(gong)作(zuo)(zuo)層上。在(zai)此(ci)情況(kuang)下，夾(jia)雜(za)物(wu)的(de)(de)去(qu)除是通過(guo)上浮中的(de)(de)顆粒在(zai)附(fu)加攪拌力的(de)(de)作(zuo)(zuo)用下，借助于(yu)(yu)氬氣(qi)(qi)泡(pao)的(de)(de)浮游(you)被渣層吸附(fu)而(er)實現的(de)(de)。通過(guo)計(ji)算，確(que)定(ding)出(chu)吹(chui)嘴(zui)(zui)(zui)的(de)(de)數目(mu)和(he)通道直徑。氣(qi)(qi)流(liu)應(ying)以氣(qi)(qi)泡(pao)方式出(chu)現，避免(mian)鋼(gang)水沸騰和(he)暴露在(zai)熔池鋼(gang)液(ye)面，以防鋼(gang)水二次氧(yang)化。研制(zhi)成了(le)底(di)通道吹(chui)嘴(zui)(zui)(zui)結構，選(xuan)出(chu)了(le)合理(li)的(de)(de)供(gong)氣(qi)(qi)方式，確(que)定(ding)出(chu)了(le)需(xu)要的(de)(de)氬氣(qi)(qi)耗量。吹(chui)嘴(zui)(zui)(zui)在(zai)配(pei)鋼(gang)室內的(de)(de)安裝位置，是在(zai)同過(guo)濾部(bu)件配(pei)合工(gong)作(zuo)(zuo)情況(kuang)下，根(gen)據(ju)吹(chui)氣(qi)(qi)過(guo)程的(de)(de)物(wu)理(li)模型試(shi)驗確(que)定(ding)的(de)(de)。最有(you)利的(de)(de)安裝位置是，透過(guo)過(guo)濾部(bu)件的(de)(de)淹沒式流(liu)股在(zai)其動能(neng)為最低的(de)(de)條件下，盡可能(neng)遠離(li)注(zhu)鋼(gang)水口區。
根(gen)據阿佐夫鋼公司所作的(de)(de)(de)研(yan)究和工業試(shi)驗(yan)，高壽命的(de)(de)(de)耐(nai)火件(jian)已用(yong)(yong)(yong)到流水生產(chan)線上，其中包(bao)括用(yong)(yong)(yong)于所有牌號(hao)品(pin)種鋼連(lian)鑄用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)莫來(lai)石(shi)石(shi)墨整體塞(sai)棒(bang)，用(yong)(yong)(yong)于鈮(ni)、釩微合金化(hua)含錳低(di)合金鋼連(lian)鑄用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)莫來(lai)石(shi)石(shi)墨浸(jin)入式水口(kou)(此鋼用(yong)(yong)(yong)于生產(chan)重要用(yong)(yong)(yong)途的(de)(de)(de)焊管(guan)坯(pi)及結構件(jian))。這些(xie)耐(nai)火件(jian)的(de)(de)(de)應用(yong)(yong)(yong)，可以顯著減少“過渡”階(jie)段鑄坯(pi)的(de)(de)(de)數量，顯著提(ti)高中間包(bao)壽命指標和降低(di)超聲(sheng)波檢測缺陷的(de)(de)(de)軋板(ban)等外品(pin)率。