某钢厂4#连铸机中间包包盖结构优化及应用
力挽狂澜-
某钢厂
4
＃连铸机中间包包盖结构优化及应用<
/p>
摘要：
通过对某钢厂
< br>4#
连铸机中间包包盖实际使用状况与破损形式分析，对包盖
钢壳结构及耐材浇注方式进行改进，适当增加耐材厚度，并增设隔热层以降低包
盖表
面温度，减小包盖变形，大幅度提高了
4
＃号连铸机中间包包盖
使用寿命。
关键词：
中间包；包盖；
寿命；浇注料；密封条；保温板
1
、引言：
连铸中间包是钢水包和结晶器之间用于钢水浇注的中转设备，中间包作为钢
液冶炼过程中
最后一个耐火材料容器，起到存储、分配、净化钢水的作用。中间
包包盖是中间包上的一
个重要部件
,
其主要作用有：
（
1
）
、在中间包烘烤与浇铸过
程中起保温隔热作用，提高中间包烘烤效率与减少钢水散热；
（
2
）
、保护钢包滑板
机构免受
高温钢水的直接热辐射损害；
（
3
）<
/p>
、
对现场测温和取样人员起安全防护作
用
等。
由于中间包包盖的工作环境非常恶劣，
承受着频繁的温度波
动、
高温辐射、
钢渣的侵蚀、钢结构的变形应力等各种物理和化
学破坏，导致包盖内衬浇注料熔
损剥落严重，包盖钢壳变形、翘曲严重，制约了中间包包
盖寿命的提高。
某钢厂
4
＃连铸机项目于
2006
年
12
月投产，使用的中间包为大型矩形中间
包，
容量
80T
，由于中间包尺寸较大，所以中间包包盖
皆采用三段组合式包盖，分
别为
A
盖、
B
盖和
C
盖（
如图
1
所示）
。根据中间包包盖内衬耐
材原设计方案，包
盖浇注料厚度仅为
150mm
，在浇钢平台预热后，包盖钢壳表面温度可达
250
℃
，加
之中间包本身吨位较大，包盖纵向宽度达到
2280mm<
/p>
，使用中变形相当严重。
A
、
C
盖使用寿命仅有
70
炉
左右，
B
盖由于一个较大浇铸孔的存在，变形更为严重，寿
命在
30
～
40<
/p>
炉之间，使得中间包包盖成本居高不下，包盖周转紧张。另外，由于
包盖钢壳表面温度高，影响到操作人员上包盖插电缆线座的作业安全。
图
1
4
＃连铸机中间包包盖结构示意图
C
盖
B
盖
A
盖
2
、中间包包盖破损情况调查与分析
2.1
、宝钢一炼钢
4
＃中间包包盖的破损情况
为了全面了解某钢厂
4
＃连铸机中间包包盖的实际应用状况与破损形式，
< br>特对
中间包包盖的实际使用过程进行了现场跟踪与统计分析，发现中间包包盖的主
要
破损形式有：①
.
包盖金属边框烧蚀
；②
.
包盖边框弯曲变形；③
.
包盖内衬耐火浇
注料剥落。其中，包盖金属边框烧蚀与包盖边框弯曲是
包盖破损的最主要形式，
并是伴随出现。包盖内衬耐火浇注料的剥落往往是以边框局部剥
落为起点而不断
扩展，最终发展为包盖内衬全面积的剥落；包盖内衬耐火浇注料的大面积
剥落不
仅导致包盖保温性能下降而影响其保温防护作用，同时，浇注料掉入中间包易堵<
/p>
塞中间包上水口，从而导致开浇失败，影响连铸浇钢的正常生产。
2.2
、中间包包盖破损机理分析
<
/p>
针对上述中间包包盖的三种破损形式，逐一进行了破损机理分析：
2.2.1
、对于金属边框的烧蚀问题，分析认为其破损机理是
高温氧化与熔蚀。
在中间包包盖的实际使用过程中，由于包盖变形与塞棒、烧嘴口密封不
严，致使
中间包烘烤与浇铸使用时包盖边沿与密封不严处冒火、串气，燃烧火焰与高温废
气直接冲刷包盖金属边框表面，同时，剧烈的钢水高温辐射使包盖工作面温度迅
速上升，造成外露的金属边框下表面出现严重的高温氧化，氧化铁皮的剥落与金
< br>属和氧化铁皮的高温熔蚀，造成金属边框不断烧蚀。
2
.2.2
、对于包盖边框的弯曲变形问题，分析认为其破损机理是高温荷重引起
的塑性变形。包盖在高温吊卸过程中，由于包盖金属边框高温状态下力学强度较
< br>低，吊卸力通过钢丝绳落在包盖的四个角上，包盖的均匀重力载荷通过自身的承
重
传递到四角钢丝绳上，
因而包盖工作面的受力状况为拉力，
而背
面为受压状况，
由于包盖耐火浇注料覆盖层承受拉力能力较低和金属框架高温状态力学性
能较低，
致使高温吊卸时出现包盖外凸变形，
并导致耐火浇注料
覆盖层开裂与剥落；
此外，
由热应力变形理论可知，包盖受热不
均匀产生的热应力是包盖变形的主要原因；
在中间包烘烤与浇铸时，由于包盖边框、棒塞
孔与烧嘴孔密封不严，高温烟气与
废气的不均匀冲刷，致使包盖受热不均匀，导致包盖产
生热应力变形。
2.2.3
、对于中
间包包盖耐火浇注料覆盖层的脱落问题，分析认为其破损机
理是热震剥落与拉力剥落。由
跟踪的情况发现，包盖覆盖层的剥落往往具有突发
性，时常发现覆盖层局部甚至大面积剥
落现象，因而，这种破损形式具有一定的
隐蔽性；分析认为包盖高温吊卸时的外凸变形致
使耐火材浇注料覆盖层工作面处
于受拉状态，导致覆盖层开裂，从而削弱了覆盖层的整体
性以及与包盖金属框架
的结合力，在包盖外凸变形的外推理作用下出现覆盖层突发性剥落
；同时，覆盖
层的剥落降低了其保温性能，造成包盖使用与烘烤时整体温度上升，进一步
恶化
了包盖金属框架的受热与受力状况，加剧了包盖变形的进程。
3
、主要技术措施