中间包作为炼钢流程中承上启下的关键环节,其内衬耐火材料的服役状态直接关系到钢水洁净度、生产连续性与综合成本。其中,干式振动料因其施工便捷、周转快速等优势而得到广泛应用。然而,材料的优越性能必须通过严谨的施工工艺才能完全兑现。任何一个环节的疏忽,都可能导致衬体出现裂纹、疏松或过早侵蚀等问题。
本文将以一名资深现场工程师的视角,系统梳理中间包干式振动料从施工准备到最终烘烤的完整作业流程,并剖析每个步骤背后的技术逻辑与质量控制要点。
筑衬工作的成败,一半取决于施工过程,另一半则取决于前期的准备。充分、细致的准备工作是后续所有操作的基石。
1. 模具与设备准备 施工前必须对胎模进行彻底清理,确保其表面洁净无附着物。随后,用机油或水将石墨粉调和成均匀的浆料,薄薄地刷在胎模工作面上,待其自然风干。这层石墨涂层在后续脱模环节将起到关键的隔离润滑作用,能有效防止新筑衬体被粘连损坏。
振动电机是保证干式料密实成型的核心设备。务必将其安装在胎模的预定位置,并反复检查所有紧固件,确保连接牢固,以防在剧烈振动过程中发生松动甚至脱落。
2. 施工环境要求 施工必须在中间包冷却至安全温度(通常为50°C以下)后方可进行。高温不仅对人员构成危险,也可能影响干式料中有机结合剂的性能。
永久层的状态至关重要。必须将其表面彻底清理,清除所有残留的旧料、浮灰或杂物。一个干净的永久层是确保工作衬与之良好结合、防止出现界面剥离的前提。需要特别强调的是,整个准备和施工过程严禁向中间包内洒水,避免引入的水分影响干式料的物理性能和烘烤效果。
最后,确认所需牌号的干式料已准备就绪,且包装完好,未受潮结块。
筑衬过程是一个环环相扣的系统工程,讲求章法与细节。
1. 包底与水口座砖的基准构筑 首先将水口座砖稳固地安装到位,保证其上表面处于同一水平基准面上。随后,将干式料均匀倒入包底,围绕水口座砖四周进行重点捣打,确保该区域无任何虚空。对于包底大面,可采用分层捣打或平板振动器进行作业,直至整个包底被材料填满并充分捣实。一个值得注意的技巧是,包底材料的施工高度应略高于水口座砖的上表面,这样在后续胎模就位时,能确保胎模与包底材料之间实现无间隙的紧密接触,为整体振动打下坚实基础。
2. 胎模就位与间隙控制 包底施工完成后,将胎模吊入中间包内。坐模时,必须通过精确调整,保证胎模与永久层之间的间隙在四周保持均匀一致。这个间隙的厚度直接决定了工作衬的厚度,其均匀性对于衬体的均衡损耗和热工稳定性至关重要。
3. 侧壁填充与振动排气 接下来是侧壁的填充。应沿胎模四周多点、均匀地倒入干式料。一个关键操作是,在加料的同时,使用振动棒在胎模四周缓慢拖动。此举旨在使松散的干式料在下落过程中初步排气,有效减少颗粒间的空气间隙。这种“边加料,边排气”的方式,可以显著减轻后续主振动时因气体排出不畅而导致的材料偏析——即细粉与骨料分离的现象。分层施工,直至干式料的填充高度略高于永久层上沿。
4. 振动致密化工艺 当所有干式料填充完毕后,启动安装在胎模内部的振动电机。主振动时间通常控制在5 ~ 10秒。时间过短,致密化效果不足;时间过长,则可能加剧材料的偏析风险。主振动结束后,再利用手持式辅助振动电机,沿着中间包外壁缓慢振动一圈,以弥补主振动可能存在的死角。
振动会使松散的物料变得密实,体积收缩,因此顶部会出现空隙。必须立即补充新的干式料,将这些空隙填满,并用工具将顶部的料层充分压实或捣实。
未经热处理的衬体仅靠结合剂提供有限的“生坯强度”,无法承受钢水的高温考验。后续的热工序才是其性能最终形成的关键。
1. 低温固化 脱模前,需对衬体进行低温加热。点燃胎模内的烧嘴,将胎模温度控制在200 ~ 300°C范围内,并保持1 ~ 2小时。这个步骤的目的是使干式料中的低温结合剂(如树脂)发生交联固化反应,从而让新形成的衬体具备足够的强度,以承受后续脱模操作的应力,避免在吊装过程中出现开裂或垮塌。
2. 脱模与终检 待胎模自然冷却后,使用行车将其平稳、垂直地吊起。拔模过程应力求平稳,严防碰撞或刮蹭,避免对脆弱的包沿或内衬造成物理损伤。脱模后,应对衬体内表面进行初步的目视检查。
3. 高温烘烤与使用准备 在正式投入使用前,衬体还需经历一次至关重要的高温烘烤。通常采用大火直接烘烤约1小时,使衬体工作面温度迅速攀升至1000°C以上。在此温度下,材料内部将形成坚固的陶瓷结合,衬体才真正具备了抵抗高温钢水冲刷和侵蚀的能力。烘烤过程的质量控制,包括升温速率和最终温度的把控,直接决定了耐火材料的最终性能和使用寿命。如何科学地评估烘烤后的衬体性能,确保其达到最佳服役状态,是一项复杂的系统性工作。
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