在連鑄中間包內(nèi)裝置擋渣墻可改變鋼水在中間包內(nèi)的流動狀態(tài)，增加鋼水在中間包中的停留時間，促使鋼水中夾雜物上浮，起到凈化鋼水的冶金目的。傳統(tǒng)中間包擋渣墻采用高鋁質(zhì)澆注料制作，雖取得了好的應(yīng)用效果，但隨著鋼鐵冶煉技術(shù)的不斷進步和對純潔鋼要求的不斷提高，高鋁質(zhì)澆注料逐漸被鎂質(zhì)澆注料取代。鎂質(zhì)擋渣墻一方面不會導(dǎo)致鋼水二次氧化，另一方面能吸附鋼中Al2O3、SiO2夾雜物，提高鋼水的潔凈度。

1研制

中間包擋渣墻用澆注料，首先應(yīng)具有良好的施工性能，施工體在養(yǎng)護、烘烤過程中不水化、不開裂，并具有足夠高的強度以滿足長途搬運和吊掛安裝的要求。同時，擋渣墻在在線烘烤時應(yīng)具有良好的抗爆裂性能，在使用過程中不坍塌、耐沖刷，能滿足多爐連續(xù)鑄鋼的要求。為此，原料以高純燒結(jié)鎂砂和電熔鎂砂為主，并添加適當(dāng)?shù)慕Y(jié)合劑、分散劑和抗爆裂劑。硅微粉應(yīng)用于鎂質(zhì)澆注料能形成MgO-SiO2-H2O系凝聚結(jié)合，并且已有多年的成功經(jīng)驗。因此，鎂質(zhì)擋渣墻也采用硅微粉做結(jié)合劑。通過對澆注料的流動性、常溫強度和燒后線變化率的優(yōu)化，確定硅微粉的加入量為3a%。

將澆注料制成50mm×50mm×50mm的立方塊，20℃左右自然養(yǎng)護20h后脫模，放入800℃保溫1h后的電爐內(nèi)，30min后取出，觀察樣塊的破裂情況。防爆劑對澆注料抗爆裂性能的影響如表1所示，添加3c%的防爆劑A或3.5c%的防爆劑B時，澆注料具有好的抗爆性能?？紤]到防爆劑的分散性能和成本，選用1c%的防爆劑A和2c%的防爆劑B組成復(fù)合防爆劑。

表1抗爆裂試驗結(jié)果

鎂質(zhì)擋渣墻的理化性能：MgO≥80%,體積密度≥2.8g·cm-3,110℃烘烤后抗折強度≥10MPa,800℃燒烤后抗折強度≥7MPa,1500℃燒烤后抗折強度≥8MPa,線變化率約+0.3%。

2生產(chǎn)過程及養(yǎng)護工藝

在配料、混煉、澆注等過程完成后，施工體的養(yǎng)護是影響其最終使用性能的重要因素。

2.1養(yǎng)護溫度與脫模性能的關(guān)系

生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)施工體的脫模性能與養(yǎng)護溫度有著密切的關(guān)系。冬季環(huán)境溫度低，脫模時容易發(fā)生掉角、斷裂現(xiàn)象，如果有結(jié)冰現(xiàn)象，廢品率幾乎達到100%。夏季氣溫較高，自然養(yǎng)護24h后可以順利脫模。但養(yǎng)護溫度過高時，施工體硬化速度過快，坯體強度低，也會導(dǎo)致廢品率較高。經(jīng)過多次摸索，確定施工體養(yǎng)護溫度為20～40℃。當(dāng)養(yǎng)護溫度在15℃以下時，則要求增加養(yǎng)護時間，但廢品率會增加。

2.2養(yǎng)護時間與脫模性能的關(guān)系

工業(yè)生產(chǎn)要求施工體養(yǎng)護時間短以加快模具的周轉(zhuǎn)，但如果時間過短，坯體強度不能滿足脫模要求，可能導(dǎo)致廢品的產(chǎn)生。統(tǒng)計表明，在養(yǎng)護溫度約30℃的條件下，養(yǎng)護16h時成品率約80%,養(yǎng)護24h時成品率在95%以上，養(yǎng)護36h時成品率接近100%。兼顧產(chǎn)品質(zhì)量和施工周期，確定養(yǎng)護時間為24h。2.3環(huán)境濕度與坯體性能的關(guān)系北方環(huán)境濕度低，施工體自然養(yǎng)護時，由于表面水分蒸發(fā)快，坯體強度不能有效形成，雖然不直接造成廢品，但影響到產(chǎn)品的外觀和使用性能。因此，自然養(yǎng)護期間，根據(jù)環(huán)境濕度情況，在施工體裸露表面加蓋合適的覆蓋物，以保證坯體水分均勻蒸發(fā)和強度的形成。

3應(yīng)用

在某鋼廠48t板坯連鑄中間包現(xiàn)場實用，澆注普碳鋼、低合金鋼等鋼種，計劃澆鋼7～9爐。噴涂料和擋渣墻在線烘烤90min,最高溫度約1100℃?，F(xiàn)場表明，鎂質(zhì)擋渣墻在使用過程中不炸裂，抗鋼水沖刷、侵蝕能力強，澆鋼后墻體基本完整。觀察鋼水浸漬部位的墻體殘樣，發(fā)現(xiàn)整個橫斷面呈灰黑色，結(jié)構(gòu)致密。用掃描電鏡對原樣和用后殘樣進行顯微結(jié)構(gòu)分析，表明鎂質(zhì)擋渣墻使用后，基質(zhì)中有大量的鈣鎂橄欖石生成，且部分鈣鎂橄欖石滲入鎂砂顆粒。同時，基質(zhì)中尖晶石含量明顯升高。圖1是原樣和殘樣基質(zhì)中CaO、SiO2和Al2O3含量的變化?？梢?，相對于原樣，殘樣中CaO、SiO2和Al2O3含量都有較大幅度的升高，說明鎂質(zhì)擋渣墻對鋼水中的CaO、SiO2和Al2O3等夾雜物具有明顯的吸附作用，起到了凈化鋼水的作用。

圖1擋渣墻原樣和殘樣基質(zhì)的化學(xué)成分

4結(jié)論

通過對中間包擋渣墻用鎂質(zhì)澆注料性能和施工體養(yǎng)護條件的優(yōu)化，以高純燒結(jié)鎂砂、電熔鎂砂為主要原料制得的鎂質(zhì)擋渣墻具有優(yōu)良的施工性能和抗爆裂性能。在使用過程中不炸裂，抗鋼水沖刷、侵蝕能力強，澆鋼7～9爐后墻體基本完整。對擋渣墻原樣和用后殘樣的分析表明，鎂質(zhì)擋渣墻對鋼水中的CaO、SiO2和Al2O3等夾雜物具有明顯的吸附作用，起到了凈化鋼水的冶金效果。