□ 丰文祥1)朱万彤2)刘洪奎2)陈路兵1)张广智3)何惠敏3)
1)洛阳耐火材料研究院西苑耐火材料厂 洛阳471039
2)鞍山钢铁公司第三炼钢厂
3)北京利尔西苑耐火材料有限公司
摘 要 通过添加适当的稀释剂、引气剂和保气剂，优化覆盖剂的组成、粘度、熔化温度和熔化速度，研制出的钙质中间包覆盖剂自由碳含量低，在使用过程中粉尘少、不结壳、不挂渣，铺展性能和保温效果好。使用该覆盖剂后，中间包渣中SiO2、Al2O3、S、MnO的含量大幅度增加，说明该覆盖剂对钢液中的SiO2、Al2O3、S、MnO等夹杂物具有极强的吸附作用，可起到净化钢水、提高钢坯质量的冶金效果。 关键词 中间包，覆盖剂，夹杂物
随着冶金技术的不断进步和对冶炼纯净钢、特殊合金钢的要求不断提高，中间包覆盖剂已由传统的隔热保温、防止钢水二次氧化功能逐渐向增加其冶金功能的方向发展。理论和实践都证明,CaO可以捕捉钢液
中SiO2、Al2O3、S、MnO等夹杂物，形成低熔点物质进入渣中，既净化了钢水，也降低了水口结瘤等事故的发生率[1]。本文对钙质中间包覆盖剂的研制和使用效果进行了介绍。
1 研制
众所周知，高CaO/SiO2(质量比，下同)的炉渣具有高的熔点和粘度，在中间包使用条件下可能会产生结壳现象，影响到多炉连续浇钢的进行和现场测温、取样操作。为此，选择了一种稀释剂，通过调节稀释剂的加入量来调节高CaO/SiO2覆盖剂的熔点和粘度，使其具有良好的使用性能。
金属化膜
为了增强覆盖剂的保温效果，通常是往覆盖剂中添加炭化稻壳和鳞片状石墨，利用炭化稻壳的蜂窝状结构减少热的传导损失，利用石墨的层状结构减少热的辐射损失。但是，当炭化稻壳和石墨加入量过大时，可能会导致钢液增碳，不利于冶炼低碳钢和超低碳钢。为此，在覆盖剂中加入适量引气剂和保气剂，使其在使用过程中形成一定数量的微气泡并能稳定存在，从而大幅度降低钢液表面的热损失[2～4]。
研制的钙质中间包覆盖剂的理化性能为:ω(CaO)≥55%,ω(SiO
2
)≤12%,ω(C f)≤6%，容重0.8～1.2g・cm-3，熔化温度1300～1400℃，粘度(1450℃)0.8～1.2Pa・s。
2 应用
2000年4月，研制的钙质覆盖剂在鞍钢第三炼钢厂试用，连铸钢包容量为180t，中间包容量为50t，引流砂(Al2O3的质量分数≤5%)以石英砂为主，配有少量焦炭。生产的钢种有Q195、Q235、AR507、船板钢、汽车钢等。计划连续浇钢7～9炉，浇钢时间250～300min。带外衰减
现场使用表明，该覆盖剂铺展性好、粉尘少、不结壳、不挂渣，隔热保温效果良好。现场观察发现，中间包渣呈三层结构，即熔融层、半熔融层和粉状层。其中熔融层为液态渣层，保证了渣对钢中夹杂物的吸附功能。冷却后的熔融层呈致密状结构(显微结构见图1)，能有效地防止钢水二次氧化。半熔融层呈半熔融状态，粉状层为未融化的覆盖剂。半熔融层和粉状层呈疏松多孔状结构。从半熔融层冷却后的显微结构(图2)可见，该层中存在着大量微气泡，气泡的最大直径约200μm，平均直径约30～50μm。大量的微气泡增强了中间包渣的隔热保温效果。
丰文祥：男,1972年生，硕士，工程师。
收稿日期:2000-11-30编辑：黄卫国卤素管
生产应用耐火材料/NAIH UO CAI LIAO2001,35(5)276～278 276
NAIH UO CAILIAO/耐火材料2001/5
图1
熔融层显微结构
图2 半熔融层中的气泡
3 冶金效果
为了考察钙质覆盖剂对钢液中SiO 2、Al 2O 3、S 、MnO 等夹杂物的吸附效果，对同一浇次不同炉次
采摘网
的中间包渣进行了化学分析，结果见表1。浇铸钢种为经过ANS 精炼的AR507钢，浇钢温度1544～1577℃，工作衬为北京利尔公司提供的镁钙质喷
涂料(CaO 、Al 2O 3、SiO 2的质量分数分别为≥40%、≤2%、≤5%)；覆盖剂用量：第一炉125kg ，第二炉80kg ，第三炉至第八炉每炉60kg ，共加覆盖剂565kg 。每炉开浇后一次性将覆盖剂投入中间包中。
表1 中间包渣的化学组成
ω/%
成 分CaO SiO 2Al 2O 3MnO S 覆盖剂
59.3510.8019.610.210.0303第一炉末38.6418.8229.16 4.490.0324第三炉末34.5023.2229.21 5.320.0338第五炉末22.4515.5534.0912.120.0462第八炉末
26.32
25.32
30.67
9.12
0.0336
3.1 中间包渣CaO/SiO 2的变化及对Al 2O 3的吸收
中间包渣的CaO/SiO 2及对Al 2O 3的吸收情况随浇钢炉次的变化见图3。由图3可见，随着浇钢炉次的增加，渣的CaO/SiO 2由5.5左右降低至1.0左右。而相对于覆盖剂，渣中Al 2O 3含量则明显增加，最大增幅达70%以上，但其增加趋势是不同的：第一炉至第五炉，渣中Al 2O 3含量随浇钢炉次的增加而增大,
到第八炉时，渣中Al 2O 3
含量略有降低。
图3 中间包渣Al 2O 3含量及CaO/SiO 2随浇钢炉次的变化
渣的CaO/S iO 2降低有两个主要原因：一个是钢包引流砂进入中间包，另一个是覆盖剂捕捉了钢液中上浮的S iO 2杂质。至于Al 2O 3含量的增加，由于钢包引流砂和中间包喷涂料中Al 2O 3含量都很低，因而渣中增加的Al 2O 3主要来自于钢液中的Al 2O 3夹杂。
3.2 中间包渣对MnO 的吸收
图4为中间包渣中MnO 含量随浇钢炉次的变化。由图可见，钙质覆盖剂对钢液中MnO 夹杂也有明显的吸附作用，并且渣中MnO 含量随浇钢炉
次的变化趋势与Al 2O 3含量的变化趋势很相似。
图4 中间包渣中MnO 含量随浇钢炉次的变化
3.3 中间包渣对S 的吸收
渣中S 含量随浇钢炉次变化的情况见图5。
可见，中间包渣对S 也有极强的吸附作用，并且中
图5 中间包渣中S 含量随浇钢炉次的变化
2001/5耐火材料/NAIH UO CAILIAO
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间包渣中S含量随浇钢炉次的变化趋势也与Al2O3含量的变化趋势相似。
4 结论
研制的钙质覆盖剂，自由碳含量低，使用过程中粉尘少、不结壳、不挂渣，铺展性能和保温效果良好，对钢液中的SiO2、Al2O3、MnO、S等夹杂物有极强的吸附作用，已成功应用于多家钢铁企业。参考文献
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Development and application of CaO2based cover agent for tundish/Feng Wenxiang,Zhu Wantong,Liu H ongkui,et al//Naihuo Cailiao.-2001,35(5):276
siro2246CaO2bas e d tundis h cover a gent was develop e d by a dding appropriate diluent,foaming2agent and foaming2 keeping2a gent and optimizing the chemical comp osition,vis cosity,melting temp erature and melting velocity.It has low free2carbon content.Under the s ervice condition,the cover a gent sp urts little dus t,does not congeal and has not sla g a dhere d,and has good sprea ding and ins ulating prop erties.When the cover a gent was us e d, the contents of SiO2,Al2O3,MnO and S in the tundis h sla g increas e d greatly,which s howe d that the cover a2 gent could s trongly a bs orb inclusions s uch as SiO2,Al2O3,MnO and S.So the cover a gent could p urify the molten s teel and improve billet quality.
Key words:Tundis h,Cover a gent,Inclusions
Author’s address:Luoyang Ins titute of Refractories Res earch,Luoyang471039,China
・研究动态・ca1703
以氧化铝粉为原料的微波合成
微波加热具有升温速度快，能量利用率高，物体受热均匀，并且能优化材料的性能等优点，目前越来越普遍地用于干燥、热处理、烧结等加热过程，以及高温材料或构件的高温合成。最近，俄罗斯研究者以氧化铝粉为原料，采用微波加热的方法进行了材料和构件的高温合成研究。
(1)刚玉元件的合成：以平均粒径为0.5μm，比表面积为11m2・g-1的氧化铝粉为原料，采用2.45GHz、6kW的微波炉于1600℃加热合成，总的加热时间为1h，所得刚玉元件的相对密度达98%～99%。加有5%(体积分数)SiC 的类似元件的相对密度为96%。
(2)高纯莫来石粉的合成：将硝酸铝和四乙氧(基)硅烷按比例混合均匀，放入特制的ZrO2质容器中(其底和盖为刚玉质)，于2.45GH z、、700W的微波炉内加热合成，所得材料由100～200μm的莫来石晶体和少量的无定型相组成。
(3)Al2O3-ZrO2材料的合成：以Y2O3稳定的ZrO2(其中Y2O3的质量分数为3%)和Al2O3为原料，按质量比为1:4的比例配料，在230MPa压力下压制成相对密度为50%的样块，在2.45GHz、、6kW的微波炉内，以100℃・min-1的升温速度升至1400℃进行烧结，所得材料的相对密度为95%。而同样的样块采用普通加热方式于1350℃加热108h后的相对密度却只有92%。(黄卫国)铝尖晶石浇注料的抗氧化铁侵蚀特性 为了提高精炼钢包等用铝尖晶石质浇注料的使用寿命，研究了氧化铁对铝尖晶石浇注料中尖晶石及材料组织的影响。
试验一是选用电熔和烧结两种尖晶石，颗粒尺寸为粗颗粒、细颗粒、细粉和超细粉的6种试样，研究氧化铁对尖晶石的影响；试验二是微粉部分使用电熔尖晶石，改变浇注料基质中颗粒组成、有机纤维和分散剂，研究其对组织的影响。
抗氧化铁侵蚀性试验是在尺寸为60mm×100mm×35 mm事先烧成的试样中间放置25g钢渣，测定经1600℃,5h 处理后的氧化铁渗入厚度及浸润状况。结果表明：尖晶石以粗颗粒和超细粉形式添加时，氧化铁的渗透指数较高，而以细颗粒和微粉形式添加时，抗渗透效果最佳。另外，使用电熔尖晶石的浇注料比使用烧结尖晶石的抗氧化铁的侵蚀能力强。这些可能是由于氧化铁固溶于尖晶石的结果。结构试验表明：烧成后试样显气孔率越大，侵蚀越严重。
通过对铝尖晶石质浇注料抗氧化铁侵蚀性研究表明：使用电熔尖晶石微粉的和低气孔的致密材料可大大抑制氧化铁的渗入。此浇注料的使用寿命长。但要注意致密浇注料的干燥特点。(徐慧娟)
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