2023年12月下旬，泰州市旺鑫耐火材料有限公司（下文簡稱旺鑫耐材）與武漢科技大學(xué)等高校及鋼企協(xié)作攻關(guān)，繼創(chuàng)連鑄中間包連續(xù)澆鋼142小時記錄之后，再次斬獲一項重大科技創(chuàng)新成果，煉鋼連鑄降本增效利器——新型連鑄真空中間包。
這種真空中間包對降低中間包包體因高溫差造成大量的傳導(dǎo)熱損失、降低中間包外壁溫度大有裨益，并對充分降低出鋼溫度，提高中間包內(nèi)鋼液溫度場的穩(wěn)定性和均勻性發(fā)揮了積極作用。
持續(xù)著眼連鑄中包區(qū)域 著力解決中包溫降難題
據(jù)旺鑫耐材董事長高桂航介紹，中間包是連鑄生產(chǎn)過程中的重要冶金設(shè)備，中間包內(nèi)的鋼液溫度會直接影響連鑄過程的順行，是保證連鑄坯質(zhì)量的重要參數(shù)之一。目前，由于連鑄中間包耐火材料材質(zhì)的局限，會使中間包保溫效果大打折扣，導(dǎo)致鋼液過程溫降過大。為了確保澆注過程的順行，不得不提高轉(zhuǎn)爐（或精煉爐）出鋼溫度，由此，又會給煉鋼-連鑄過程帶來下列弊端：
一是會導(dǎo)致轉(zhuǎn)爐和鋼包耐火材料等的侵蝕和壽命降低；
二是提高轉(zhuǎn)爐溫度將會造成合金消耗增加，加大鋼鐵料和氧氣消耗等；
三是鋼坯質(zhì)量也會因澆注前后期溫差大而受到影響；
四是中間包外殼溫度及中間包包蓋溫度較高會造成中間包包體和包蓋的變形而降低使用時間；
五是造成澆注平臺環(huán)境溫度較高，給工人的操作環(huán)境和安全帶來隱患。
目前，補償中間包溫降的傳統(tǒng)做法是對中間包內(nèi)的鋼水進(jìn)行加熱，主要加熱方法有等離子加熱或感應(yīng)加熱。但該方法具有設(shè)備投資高、運行成本大、維修量大和環(huán)境影響大等缺點。也有通過使用納米保溫板來改善保溫效果，但納米保溫板的保溫效果有限。
校企協(xié)作攻關(guān)出成果 助力客戶提質(zhì)增效降成本
高桂航指出，新型中間包采用了具有真空保溫作用的雙殼體包體及包蓋，并輔以防氧化涂層隔熱技術(shù)和低導(dǎo)熱系數(shù)的永久層澆注料。其研發(fā)初衷是旨在用真空隔熱原理降低中間包殼在澆注過程中的散熱，增加中間包的保溫效果，進(jìn)而降低出鋼溫度，節(jié)約煉鋼過程中的能耗和物料的消耗，實現(xiàn)低過熱度恒溫澆注的目標(biāo)，從而達(dá)到環(huán)保、節(jié)能、穩(wěn)定生產(chǎn)的目的。由于真空包殼導(dǎo)熱系數(shù)低，防氧化涂層和隔熱型澆注料進(jìn)一步降低了包體耐材的導(dǎo)熱系數(shù)，從而實現(xiàn)了減少連鑄過程溫降、降低中間包包殼和包蓋溫度等顯著效果。
該技術(shù)目前已在某大型鋼企煉鋼廠進(jìn)行了工業(yè)化驗證。從連鑄過程測試發(fā)現(xiàn)：相比于同類型的傳統(tǒng)中間包，新型真空中間包可以實現(xiàn)連澆7爐條件下中間包包壁溫度降低50℃以上、包蓋溫度降低100℃以上、包蓋壽命提升50%以上。
同樣，該技術(shù)成果已于2023年10月-12月在無錫新三洲特鋼公司煉鋼廠進(jìn)行了連續(xù)鑄鋼48小時、72小時、96小時工業(yè)化驗證?，F(xiàn)場生產(chǎn)應(yīng)用實踐表明：中間包連澆48小時、72小時、96小時工況下，實現(xiàn)了中間包包壁溫度降低80℃以上、包蓋溫度降低120℃以上，包蓋壽命提升50%以上，連鑄中間包鋼水平均溫降減少4.5℃以上的效果，為降低連鑄過程溫降、提高鋼水質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本提供了解決方案，為實現(xiàn)低成本，高質(zhì)量精品鋼的生產(chǎn)發(fā)揮了重要作用。為高質(zhì)量精品鋼生產(chǎn)卡脖子問題的解決提供了必要和充分的條件。
金杯銀杯不如用戶的口碑
無錫新三洲特鋼有限公司2023年12月14日，對這種新型連鑄真空中間包的使用效果作出了以下結(jié)論：
一是其對中間包永久層和工作層的施工和烘烤沒有任何影響，使用下來結(jié)果與普通中間包相當(dāng)。
二是其結(jié)構(gòu)，充分考慮和預(yù)留了中間包耐火材料的水汽的排出通道，與普通中間包相當(dāng)。
三是采用的真空室設(shè)計達(dá)到隔熱保溫的效果，同時不影響原中間包的容量和流場。
四是其表面溫度測量結(jié)果是，大面、沖擊區(qū)、沖擊區(qū)拐角、包底等主要測溫點，溫度均＜200℃，明顯地體現(xiàn)了中包保溫效果，且很大程度上改善了澆注作業(yè)區(qū)的工作環(huán)境，真正做到了環(huán)境友好。
五是此次工業(yè)試用的保溫真空中間包，并輔以低導(dǎo)熱系數(shù)永久層，使用后的中間包的溫降比普通中間包可降低4.5℃左右。按照行業(yè)內(nèi)公認(rèn)的算法：鋼水每降低1℃，成本可降低1元，即減少4.5℃溫度，可節(jié)約煉鋼成本4.5元/噸鋼。
目前，旺鑫耐材正與產(chǎn)、學(xué)、研、用密切協(xié)作，百尺竿頭，繼續(xù)攻關(guān)，力爭使新型連鑄真空中間包的各項性能再上新臺階。（夏杰生）
圖為新型連鑄真空中間包包殼
圖為真空中間包及包蓋在線使用
