保溫耐材技術的應用旨在降低鋼包工作層熱損失，從而減少盛放鋼水熱損失。在現有鋼包上實施有關保溫耐材技術改造，需要考慮將鋼包空間和重量的變化控制到小，且不能影響原有的砌筑工藝。通過改造，減小鋼水溫降以及鋼包殼對外熱輻射，提高鋼水溫度穩定性和連鑄澆鑄效率，同時減輕相關設備的高溫輻射損害。
1鋼包熱量損失模型分析
鋼包熱量損失模型見圖1。從圖中可以看出，鋼水在鋼包中的熱損失分為鋼水渣面熱輻射、鋼包殼熱輻射和鋼包耐材熱儲存三部分。高效保溫層一方面降低鋼包溫度，減少鋼包殼對外熱輻射產生的熱量損失，另一方面增加鋼包耐材的熱儲存，達到減少鋼水溫降的目的，同時減小耐材溫度波動，延長耐材使用壽命。
鋼包熱量損失模型圖
圖1 鋼包熱量損失模型圖
2保溫耐材砌筑
鋼包的普通砌筑方式和保溫耐材砌筑方式對比見圖2。砌筑時應結合生產特點，不影響現有的工作層和整體空包重量，確保行車不超重和重包凈空高度。
鋼包砌筑對比圖
圖2 鋼包砌筑對比圖
3過程對比分析
3.1過程溫度測量
3.1.1鋼包殼溫度變化
選取鋼種Q235B、SPHD，按鋼種和工藝路徑進行對比，一方面對比同工藝路徑鋼種條件下不同耐材鋼包的包殼溫度，另一方面對比不同工藝路徑條件下兩種耐材鋼包殼不同區域的溫度變化差異。鋼包殼不同部位平均溫度及差值見表1。
從表1可以看出，同鋼種路徑條件下，使用保溫耐材鋼包比普通耐材鋼包的包殼溫度低52℃;不同鋼種路徑條件下，保溫耐材鋼包的包殼溫度變化比普通耐材鋼包小;從不同鋼種路徑對比數據看，鋼包殼溫降程度不同，說明保溫耐材的使用影響了鋼包內熱損失模型。
不同鋼種和工藝路徑條件下鋼包殼測溫對比
表1不同鋼種和工藝路徑條件下鋼包殼測溫對比
3.1.2鋼水過程溫降變化
選擇工藝路徑為“轉爐→氬站→連鑄”的鋼種Q235B和工藝路徑為“轉爐→氬站→RH真空→連鑄”的鋼種SPHD，分析保溫耐材鋼包對鋼水過程溫降的影響。Q235B和SPHD鋼不同耐材鋼包鋼水過程溫度分別見表2。
Q235B和SPHD鋼不同耐材鋼包鋼水冶煉過程溫降
表2 Q235B和SPHD鋼不同耐材鋼包鋼水冶煉過程溫降
從表2數據看，在滿足連鑄中間包溫度的前提下，冶煉Q235B鋼的轉爐終點溫度在使用不同鋼包時沒有明顯差異;冶煉SPHD時使用保溫耐材鋼包的轉爐終點溫度降低10℃。
3.2鋼水溫度變化情況及原因分析
3.2.1Q235B鋼水溫降
對于“轉爐→氬站→連鑄”工藝路徑鋼種Q235B，從轉爐終點到連鑄中間包約產生100℃的溫降，主要有以下3個降溫點。
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包括轉爐放鋼吹氬攪拌和氬站處理吹氬攪拌在內，在氬站不同吹氬強度情況下，溫降相差約1℃，是鋼水過程溫降的決定性因素。
�、阡摪鼰釗p失及生產節奏
在鋼水不吹氬情況下，普通耐材鋼包每分鐘溫降約0.5℃，正常的周期誤差10min，溫降變化5℃。
③合金化
包括合金量和合金化時機，同鋼種合金量相同情況下，合金化時機對鋼水溫降的影響較小。
3.2.2SPHD鋼溫降
對于“轉爐→氬站→RH真空→連鑄”工藝路徑鋼種SPHD，從轉爐終點到連鑄中間包溫降約為125℃，主要有以下4個降溫點。
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指從轉爐放鋼開始到氬站處理結束，此過程期間鋼水在鋼包中攪拌引起的鋼水溫降。
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指在RH真空處理過程中由于真空槽吸熱、環流氣體攪拌引起的鋼水溫降。
③鋼包熱損失及生產節奏
普通耐材鋼包在鋼水不吹氬情況下的溫降約0.5℃min。正常周期誤差10min，溫降變化5℃。
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包括合金量和合金化時機，鋼種及合金量相同情況下，合金化時機對鋼水溫降的影響較小。
3.2.3原因分析
從降溫點分析可以看出，對于“轉爐→氬站→連鑄”工藝路徑鋼種鋼水，吹氬站吹氬強度對鋼水溫降的影響較大，掩蓋了不同鋼包對鋼水溫降的影響�！稗D爐→氬站→RH真空→連鑄”工藝路徑鋼種鋼水的溫降影響因素穩定，使用不同鋼包所導致的鋼水溫度變化明顯。
3.3不同耐材鋼包對連鑄中包鋼水溫度的影響
分析連鑄中間包鋼水溫度變化，從連鑄中間包鋼水溫度差值(連鑄中間包鋼水溫度差值ΔT=連鑄中間包鋼水溫度T-連鑄中間包鋼水溫度平均值T平)來看，不同工藝路徑的連鑄中間包鋼水溫度差值變化不同，如圖3所示。
使用不同耐火材料中間包鋼水溫度差值對比圖
圖3使用不同耐材鋼包連鑄Q235B和SPHD鋼時的中間包鋼水溫度差值對比
從圖3可以看出，保溫耐材鋼包同普通耐材鋼包相比，來自前者的鋼水在連鑄中間包的溫度波動小，更加有利于連鑄過程中的鋼水溫度穩定性。
結語
在冶煉過程中，采用保溫耐材技術的鋼包，一方面鋼水熱損失可降低10℃，另一方面鋼包外殼溫度可降低50℃，起到了降低轉爐出鋼溫度、節能降耗以及穩定鋼水澆鑄溫度、提高連鑄效率的作用，同時也減輕了對鋼包關聯設備的熱輻射損害。
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