连铸用耐火材料生产线设计(design of refractory production line for continuouscasting)

生产连续铸钢用耐火材料的车间设计。连续铸钢用耐火材料直接与钢水接触，承受着钢水的冲刷和化学侵蚀作用，要求能连续使用多次，而不漏钢水。苛刻的使用条件要求此种耐火材料要具有优良的性能。

设计内容主要包括产品与规模、工艺与设备。

产品与规模连续铸钢用耐火材料包括盛钢桶衬砖、中间罐(俗称中间包)内衬、铸钢用滑动水口耐火材料(包括上、下水口砖及滑板砖)、长水口砖、浸入式水口砖和整体塞棒。各种制品使用部位见图1。滑动水口砖按形状分有上水口砖和下水口砖两种，按生产工艺分有烧成水口砖和不烧水口砖，按功能分有透气水口砖、不透气水口砖和定径复合水口砖。

连铸用耐火材料车间规模除盛钢桶衬砖年产量常达1～2万t外，其余一般年产量为数百吨到数千吨。个别品种年产量仅数十吨到数百吨，如定径复合水口砖。

工艺与设备由于品种多、材质差异大、生产工艺不同，通常要自成独立生产系统。有些生产线较复杂，可成为一个车间。一般分为衬砖生产线、上下水口砖生产线、滑板砖生产线、熔融石英质水口砖生产线和浸入式水口砖、长水口砖、整体塞棒生产线。

衬砖生产线生产盛钢桶衬砖、座砖和中间罐内衬。盛钢桶内衬除用砖砌筑外，还可以用散装料整体浇注。要求该生产线既能生产砖，又能供应各种粒度组成的散装浇注料。这些制品应具有耐钢水和抗炉渣的侵蚀性、体积稳定性。材质有叶蜡石质、高铝质、锆质、镁铝质等多种。工艺流程与生产粘土砖、高铝砖的工艺流程相同。衬砖的成型设备宜选用压力稍大的压砖机，通常用公称压力为3000kN和6300kN的摩擦压砖机。

中间罐内衬常用不定形耐火材料和绝热板等，其生产工艺流程见不定形耐火材料车间设计和轻质隔热耐火材料车间设计。

水口砖生产线生产上、下水口砖。材质有铝碳质、刚玉质和氧化锆质等。工艺流程见图2。该生产线特点是原料种类多、各原料配比相差大，所以要求配料灵活、称量准确。设计应采取小贮量的多个配料槽，选用全自动配料车和单点电子秤相配合。当有多种细粉或微量加入物时，需增设细粉预混合工序，选用预混合车或双锥预混合机。透气水口砖要求粒度均一，并加入部分超细粉(<10um)。超细粉采用微粉设备如气流磨等生产。透气水口砖选用加压振动成型机成型，使制品具有良好的透气性。下水口砖宜采用3000～5000kN的液压机成型，以保证砖形尺寸的准确性。不烧水口砖采用高温(≈300℃)干燥器进行干燥，使砖具有足够的常温强度。

滑板砖生产线滑板砖应具有良好的耐钢水冲刷、耐侵蚀性能和良好的热稳定性。滑板砖按材质划分有镁质砖、铝碳质砖和铝锆碳质砖；按使用部位划分有盛钢桶两层滑板砖和中间罐三层滑板砖。滑板砖生产工艺较复杂，工艺流程见图3。除通常制砖工序外，还需设真空油浸、焙烧和成品加工工序。

滑板砖原料种类多、要求纯度高，并分类、分批贮存。加入量少的辅助原料应与主原料的细粉进行预混合，以提高混合工序中泥料的均匀性。通常选用V型预混合机或双锥预混合机。

成型设备宜选用高压摩擦压砖机或液压压砖机，

公称压力大于12000kN。最好选用20000kN以上的真空液压压砖机，它既能提高砖坯的体积密度和均匀性，又有利于消除制品内部层裂，提高成型效率。

由于配料中含有一定量的炭素材料，在烧成过程中为防止其氧化，宜采用无氧化烧成窑。当采用普通窑时，砖坯必须装在匣钵内，填满焦炭颗粒，使砖坯隔焰煅烧。所以在装窑、出窑处应设装焦和吸焦装置。

经干燥、烧成后的滑板砖，还需经过真空一加压油浸工序。即将砖预热至约200℃，放在浸渍罐内抽真空(约至2．4kPa)，温度达约220℃时向罐内加热沥青并加压至0．8MPa，保压1h左右，浸渍后的砖再经过550℃左右焙烧。这样可提高滑板砖耐钢水的侵蚀性。

成品加工工序包括刮炭、钻孔、磨平、磨光和打箍连Iian等。刮炭机和打箍机是专用设备，钻孔加工宜选用具有程序控制性能的钻床。磨床应根据滑板砖尺寸大小选定。

该生产线因采用沥青作浸渍剂，所以在考虑环保措施时，除设置除尘设施外，还应增设沥青烟气处理装置。

长水口砖和浸入式水口砖生产线除生产长水口砖和浸入式水口砖外，还可生产整体塞棒，因为其材质和生产方式相近，故合在一个生产线内。水口砖的材质有熔融石英质、铝碳质和铝锆碳质的。整体塞棒为铝碳质。

该生产线与普通耐火砖生产工艺差别大，铝碳开长水口砖的生产工艺流程见图4。

因为所用原料品种多，为简化破碎工序，通常原料均以合格的粒度和成分购入，分别贮存在低温、干燥的场所。

石墨原料要加以精制，以剔除杂质和除去水分。用双辊破碎机将石墨破碎至0-3mm以下，在分级机中选分成粗粉、细粉、微细粉三个级别。因微粉中杂质量多，不予采用。粗粉、细粉经干燥后待用。

混练采用高速(1000r／min)混合机，泥料混合时先加结合剂，再加适量酒精，促使结合剂均匀地分散在泥料中，从而使泥料形成均匀的细颗粒，该过程称为造粒。造粒后泥料经专用的流动干燥床干燥、除去剩余的酒精。再经筛分，粗粒返回破碎。

等静压成型是将泥料按一定要求装入橡胶模内，密封后用水冲净模外壁，橡胶模放入等静压机的高压筒内，经受高压(300MPa)液体的均匀挤压、便成为高致密的坯体。

坯体经约220℃干燥，再经1450℃隔焰煅烧，即装入匣钵内并填满焦炭。也可采用无氧化烧成窑，不用匣钵埋炭煅烧。

烧成后制品要经表面切削、钻孔、涂防氧化层并安装进气管等工序后方为成品。

最后一道工序是成品检查，每件制品都要经x射线探测装置检查有无孔洞、裂纹等缺陷和异物混入，检查的结果可打印和录像存档，以备查询。不合格产品严禁出厂。合格品包装要注意防潮、防震。

对于加工切头及碎屑，要另设破碎间，按部位及材质的不同和粒度要求，分别回收和利用。

混合造粒和等静压成型两工序的厂房内应设空调，室温要求控制在30℃左右。

熔融石英质水口砖生产线由于石英含二氧化硅大于98％，通常采用湿法生产工艺，流程见图5。破碎、粉碎工序要加水，以防产生粉尘。颗粒经酸洗，除去加工时设备磨耗带入的铁质。在带橡胶内衬的球磨机中进行加水细磨。磨机介质是非金属球。磨后泥浆加入添加剂在调浆机中混合均匀并调整泥浆的粘度。泥浆在浇注前先在振动台上振动脱气，必要时用真空脱气。浇注宜采用下注法，石膏模宜直接放在振动台上，边浇注边振动。