摘 要：随着钢厂产能的不断提升，降低和减少了连铸机停机时间，一方面可保证生产的稳定顺行，另一方面也可降低连铸机的生产成本，随着中间包包龄的不断提升，塞棒等功能耐材产品质量成为影响连铸机稳定顺行的主要因素，围绕中间包塞棒出现的各类问题原因分析，制定相应的技术管理措施，有效降低各类事故，在提高中间包经济包龄的同时，又可以确保连铸机的稳定顺行。
随着国内钢厂精细化管理和成本管控的要求，各钢厂越来越重视连铸机中间包耐材质量事故的管控，由于中间包非计划停浇，影响钢厂连续生产，导致间接成本上升，其中功能耐材过程使用故障事故影响频次较高，如何减少和杜绝各类功能耐材质量事故，对提升产能降低成本有着重要的意义。连铸机中间包浇注过程中由于钢水成分、钢水冲刷等因素对塞棒侵蚀影响较大，尤其浇注到中后期，塞棒侵蚀异常非计划停浇事故频繁发生。
正常浇注过中出现塞棒棒头侵蚀异常，浇注到后期塞棒行程突然下降非计划停浇，塞棒拔出后棒头出现脱落现象(图1、图2)。
使用过程突然塞棒行程侵蚀速率明显加快，短时间内造成塞棒不控流非计划停浇，塞棒拔出后棒头出现侵蚀变尖或控流接触部位侵蚀不规则现象(图3、图4)。
使用过程突然出现塞棒行程下降，结晶器液面出现异常波动，最终造成非计划停浇，塞棒拔出后棒头出现侵蚀剥落或掉块(图5、图6)。
⑴在浇注过程中由于塞棒头部和水口组成的环形通道钢水流速快，相对压力降低，使得塞棒棒头环形区域的Mg、C或Al、C还原反应温度降低，造成该区域功能耐材侵蚀特别严重，从而造成环形区塞棒部位脱落。
⑵虽然C可以增加耐火材料的抗热震性，由于C的存在使得耐火材料对氧化异常敏感，如果材料中的C被氧化会直接降低强度，钢水会轻易的穿过脱碳层，如果这种情况发生在塞棒的控流区域，会出现塞棒棒头局部侵蚀掉块或者是棒头脱落。
⑶中间包多流塞棒连铸浇注系统靠近浇注区附近的塞棒棒头，由于受钢水冲击力大，塞棒棒头的侵蚀速率明显高于其它流。
⑴部分塞棒棒头侵蚀异常是由于钢水成分中元素发生了波动导致的结果。如某钢厂的自由氧的增高(保护浇铸效果差时出现)可以加快铝碳材料中C的损毁。
⑵钢水中Ca含量的增高，促使棒头碳热还原反应，可以加速铝碳材料氧化物的熔损等[1];另一方面加剧了镁质棒头中MgO和C的反应，造成了塞棒棒头的侵蚀速率加快。
⑶ 由于钢水中的硅酸锰容易与塞棒棒头反应生成低熔点相，随着钢水中的Mn含量的增加，对塞棒造成严重侵蚀。
一方面，由于塞棒材质中高的挥发份会导致残余应力的提高，而且是容易导致裂纹产生的拉应力增大。另一方面与冷等静压成型与烧成工序密切相关，成型时棒头顶端应力应变会发生剧烈变化，高的压力增加了这种趋势，而在卸压后，残余了不可忽略的应力，加大了裂纹产生的概率，如果在烧成时发生异常升温，塞棒内部的产生的热应力又可加剧裂纹的产生。
⑴设定合理中间包烘烤曲线(图7),中间包在浇钢前进行烘烤，前30 min温度控制在800 ℃以内，然后可大火烘烤到1 100 ℃,烘烤时间不少于70 min, 最长烘烤时间不宜超过180 min, 确保在线中间包塞棒棒头受热更加均匀，减少由于温差导致塞棒棒头热震剥落。
图7 中间包烘烤曲线
⑵控制钢水中的氧含量，避免由于钢水中氧含量的超标，加剧塞棒棒头氧化侵蚀。
①不影响钢水质量的情况下，严格控制精炼出站钢水的氧含量，确保其<50 ppm。
②提高钢包水口的自开率，避免平台烧氧，杜绝敞开浇注和钢水在中间包的二次氧化，禁止中间包红眼浇钢。
⑶确保钢水可浇的前提下，合理控制钢水中的Mn和Ca, 有效降低钙丝投入量，避免钢水中Ca含量超过30 ppm, 同时减少钢水中的Mn含量，降低对塞棒棒头的侵蚀，同时做好保护浇铸工作，避免大量硅酸锰的形成。
⑷严格控制钢包浇注后期的下渣量，减少造成渣碱度及氧含量变化对塞棒棒头的侵蚀。
⑸强化塞棒生产过程内部应力释放和裂纹的控制[2]。
①塞棒生产中挥发份是成型料的控制指标之一，表征料的“湿度”,有效控制挥发份可减少塞棒棒头裂纹的产生。
②裂纹的发生和形成主要是内部发生了相关应力和应变，重点从两个方面着手解决裂纹，首先材料允许情况下可降低成型压力；其次应控制产品烧成的装窑量，并合理设置装窑产品的排放。
③在塞棒成型时，直接用粉末料成型极易产生裂纹，一般所采取的是先造粒再成型的方式，可在以后的生产中可增加造粒机，用颗粒料进行压制成型。
④优化塞棒棒头添加剂，降低弹性线变化过大或棒头水化影响，提高塞棒棒头的抗热震剥落性能。
⑹优化中间包其中工艺，在靠近钢水浇注区域增加或加高挡坝，同时提高挡坝材质，减少钢水对靠近浇注侧塞棒棒头的冲刷。
通过对现场塞棒使用环境的改善、中间包砌筑方式和塞棒工艺配比的优化，2022年上半年某钢厂连铸机中包实现了由于塞棒棒头侵蚀、掉块等非计划停浇的事故为零，同比行业3‰的塞棒事故率大幅度下降。同时下线检查塞棒棒头侵蚀均匀，塞棒完全可满足高连浇炉数的要求，确保了连铸机的高产及稳定顺行，也为后续中间包高连浇炉数奠定了基础。
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