中间包基础知识

简述

中间包是个耐火材料容器，从钢包浇下来的钢水由中间包水口分配到各个结晶器中。

连铸具有提高金属收得率和降低能耗的优越性，使炼钢生产工序简化，流程缩短，生产效率显著提高。

中间包作为冶金反应器是提高钢产量和质量的重要一环。无论对于连铸操作的顺利进行，还是对于保证钢液品质符合需要，中间包的作用是不可忽视的。通常认为中间包起以下作用：

1、分流作用。对于多流连铸机，由多水口中间包对钢液进行分流。

2、连浇作用。在多炉连浇时，中间包存储的钢液在换盛钢桶时起到衔接的作用。

3、减压稳流作用。盛钢桶内液面高度有5—6m，冲击力很大，在浇铸过程中变化幅度也很大。中间包液面高度比盛钢桶低，变化幅度也小得多，因此可用来稳定钢液浇铸过程，减小钢流对结晶器凝固坯壳的冲刷。

4、保护作用。通过中间包液面的覆盖剂，长水口以及其他保护装置，减少中间包中的钢液受外界的污染。

5、清楚杂质作用。中间包作为钢液凝固之前所经过的最后一个耐火材料容器，对钢的质量有着重要的影响，应该尽可能使钢中非金属夹杂物的颗粒在处于液体状态时排除掉。

中间包工艺要求：

1、散热好，面积小

2、保温性能好，外形简单

3、水口的大小与配置满足铸坯断面、流数和连铸机布置形式

4、便于浇注、清包和砌砖

5、长期高温下的结构稳定性。

中间包的总体结构

连铸机上均采用底铸式中间包。它由包体、包盖、塞棒和水口等几部分组成，有长圆形、椭圆形以及三角形等。

1.包体和包盖包体包括包壁和包底。包壁有外壳和内衬组成。外壳一般用12—20mm厚的钢板焊成，易于制造。或用铸钢结构，刚性好但重量较大。外壳上设有吊放罐用的吊钩（环）、安放对准用的支架和供烘烤罐时散发水蒸气用的排气孔。内衬由耐火砖砌成，其内应有一定的倒锥度，以便清渣和砌砖牢固。内衬主要包括：工作层，永久层为30~40mm左右，用粘土砖砌筑；工作层如用耐火砖（粘土质、高铝质等）砌筑时厚度在100mm以上，用绝热板砌筑时视绝热板的厚度而定，一般在30~40mm左右。

在方坯连铸机上，近年来普遍采用了“冷”中间罐，它的工作层是用绝热板（酸性或碱性）和胶泥砌成。绝热板的大小按已砌好永久层的内型制作。绝热板一般壁厚取为30mm，底部为40mm。这种罐的特性是除水口外都不用烘烤，节省能耗，减少温降与残钢，装砌方便，可节省人力约为70%。

中间罐应设有灌盖，一是为了保温，二是用以保护盛钢桶的桶底不致过分受热而变形，中间罐的寿命主要取决于耐火砖和砌筑的质量。

2.中间罐的水口与塞棒在浇筑板坯和大方坯时，常用塞棒来调节水口的流量。浇铸小方坯时则多用定径水口。滑动水口也常应用在中间罐上。

（1）塞棒与盛钢桶上的塞棒一样，它是由钢联杆及多节袖砖组成的，近来正为等静压成形的整体塞棒代替。塞棒长时间在高温钢水中浸泡，容易融化，变形甚至断裂。为提高使用寿命，除采用高质量的耐火砖外，一般都在塞棒中通入压缩空气或氩气进行冷却。

（2）水口水口由含三氧化二铝70~75%的莫米面制作。依浇铸钢种不同，也有用氧化镁、氧化锆，还有用高铝石墨质或氧化锆质制作的。

水口是中间包寿命最短。滑动水口有插入式滑动水口、往复式滑动水口、旋转式滑动水口。

它们的共同特点都是采用三块滑板，上、下两块滑板固定不动，中间加一块活动滑板，用以控制钢流。其主要区别在于：插入式滑动水口是按照需要的顺序，将活动滑板一块接一块的由一侧插入两固定滑板之间，再从另一侧推出用过的活动滑板（共有两种，一种是调节钢流用的带有水口的活动滑板，另一种是关闭水口用的无水口的活动滑板）。而往复式滑动水口在两块固定滑板间只有一块带有水口的活动滑板，通过其往复运动达到控制钢流的目的。在旋转式的滑动水口上有一旋转托盘，上装有八块可动滑块，以备替换。每块可动滑板水口的两边都能用来控制钢流。由于插入式和旋转式滑动水口在浇铸过程中可以更换滑板，故比往复式滑动水口更适于中间罐长期连续使用工作的要求，效果较好。

实践证明，滑动水口工作比较安全可靠，寿命较长，能精确的控制钢流，有利于实现自动控制。

滑板尺寸与水口直径关系

滑板尺寸(mm) 最大水口直径(mm) 最大浇铸速度（t/min）124*124 20 0.5

161 38 1.25 202*274 53 2.50

236*274 68 5.0

当钢水从中间罐铸入结晶器时，无论是普通的塞棒式水口还是滑动式水口都不能消除钢水的氧化、飞溅和热量的散失等原因对铸坯质量的影响。近年来开始广泛使用侵入式水口。国内外的实践证明，侵入式水口的保护渣结合使用效果显著。因工作条件决定，要求侵入式水口应采用耐急冷急热，耐腐蚀并具有一定机械强度的耐火材料制成，通常用高铝石墨，熔融石英或高氧化铝陶瓷等。侵入式水口的形状和尺寸对铸坯质量有直接影响，可根据铸坯断面大小等具体条件选用，多用于大方坯和板坯连铸机上。按侵入式水口出口孔德方向和数目不同，可将其分为直孔式、双侧孔式和多孔式三种。目前只有双侧孔式水口应用比较广。侧孔对水平的倾角是侵入式水口的一个重要参数，一般不超过30度。

中间罐除具有上述基本结构外，为防止盛钢桶可能漏钢，在中间罐上也设有溢流槽的，以便将溢出的钢水流入事故钢包。为促使非金属夹杂更多的吸附于渣中，在中间罐里增加隔墙是很有必要的。

连铸比模铸增加了中间罐，使钢水温降较多。为减少钢水的热量损失，浇铸前中间罐必须充分预热，一般可用燃烧煤气、天然气或柴油等烘烤。国内多用柴油作燃料，压缩空气雾化，鼓风助燃。预热温度为1000~1300℃，烘烤时间一般为1.5~2h。烘烤时应特别注意水口的预热。

二、中间罐主要参数的确定

中间罐的容量、水口和罐体的主要尺寸都是它的主要参数

1.中间罐的容量中间罐的容量要选择适当，尤其在多炉连浇时，在不

降低拉速又要保证罐内必须的刚水量。容量过大钢水在罐内停留时间长，应

使罐的容量大于更换盛钢桶期间连铸机所必须的刚水量。容量过大钢水也多。

容量过小不能满足工艺要求。为此，中间罐的容量主要应根据盛钢桶容量、

铸坯断面大小和浇铸的速度与流数来确定。若铸坯断面面积为S （m ²），平

均拉速为V （m/min ），更换盛钢桶的时间为t （min ），流数为n ，钢水密度为r （t/m ³）时，则中间罐的容量G 中 应为： G 中

=1.3SVrtn （t ）

目前多数工厂，中间罐的容量按盛钢桶的容量确定。当盛钢桶容量较小

时，中间罐容量可取较大值。反之取较小值。

中间罐容量与盛钢桶容量比值

盛钢桶容量（t ）

中间罐容量占盛钢桶容量的百分数（%） 40以下

20~40 40~100

15~20 100以上

10~15

2.中间罐的高度与罐壁斜度 中间罐的高度取决于钢水在罐内的

深度。据实践经验，钢水深度一般不应小于400~450mm 。近年来由于侵入

式水口的应用，钢水深度可加大到500~600mm 以上，最大的可达1000mm 。

罐内钢液面到中间罐上口应保留有200mm 左右的高度。罐壁以有10~20%