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| 问： |
如何解决浸入式水口使用过程中出现的问题？ |
| [答]： |
有关专家经过对钢厂在实际操作过程中浸入式水口出现问题的原因分析及经验总结，提出了有效的解决的方法：
（1）水口浇钢前或浇钢过程中的根部断裂。造成原因：主要是内装式浸入式水口较长（约800～1000mm），仅靠上部固定，在运输时受到机械损伤，安装时硬物碰撞水口，吊运中间包时不稳或降落过快形成的惯性冲击以及浇钢过程中钢水对水口的冲击导致浸入式水口从根部断裂。为防止水口断裂，在运输安装时应尽量避免机械碰撞，发现问题及时停用，在中间包座架上垫一层橡胶垫并使吊车平稳起降。
（2）渣线部位侵蚀过快。连浇数炉后，水口渣线部位尤其是锆质区边缘侵蚀严重，甚至断裂。因此要提高锆质区及过渡区的耐侵蚀性和冷热态强度，并将锆质区长度适当放长，修改锆质区的相对位置，从而使渣线部位侵蚀过快的问题得以解决。
（3）水口安装不当引起的开浇失败。在开浇操作正常的情况下，塞棒无法自动打开而导致开浇失败。这主要由于水口与塞棒结合处结冷钢，将水口与塞棒黏合所致。针对这种现象，水口安装应高出座砖或罐底工作层表面10～15mm，烤罐温度须达到1050～1100℃，从根本上解决水口结冷钢的现象。
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| 问： |
有哪些措施可以防止连铸中间包浸入式水口的堵塞？ |
| [答]： |
为了尽量减少连铸浸入式水口堵塞情况的发生，从研究连铸浸入式水口的堵塞机理、堵塞物来源和影响因素着手，某耐火材料有限公司提出了改善浸入式水口堵塞的几点建议：
（1）降低钢中非金属夹杂物含量。控制钢水中的固态非金属夹杂物总量，是最大限度降低水口发生堵塞的有效途径。改善钢水纯净度的措施有：优化脱氧操作，采用复合脱氧剂，在脱氧过程中生成低熔点的复合脱氧产物，在钢包中容易上浮。采用碱性覆盖剂便于吸附吹氩过程中上浮的夹杂物。控制钢水的二次氧化。使用设计合理的中间包并对中间包内钢水的流场实施控制，以延长钢水在中间包内的停留时间，使夹杂物有充分的上浮时间。
（2）改善夹杂形态。研究发现，对于连铸过程中水口堵塞比较严重的铝镇静钢，经合理的钙处理后，可使不同类型的高熔点Al2O3-CaO夹杂物转变为呈液态的12CaO·7Al2O3（熔点在1400℃左右），容易在钢包内上浮，从而改善水口堵塞现象。要实现成功的钙处理，必须把握好钙的加入量。
（3）改进水口材质及几何形状。防止水口堵塞，要求水口材质不含碳，致密度要高，最好在耐材表面设置涂层阻止气体扩散。同时提高水口材质纯度，以阻止复合化合物生成。
在水口材质中加入碳酸钙成分，可以减轻堵塞，因为它有使夹杂物液化的作用，但水口会受到侵蚀，所以加入量有一定的限制。另外，在水口材质中加氮化硼亦能明显减轻堵塞。
水口的形状对堵塞也有很大影响，要避免水口形状的突变而造成钢流改变方向产生紊流现象，确保钢水在水口内以层流的形式流动，可减少水口堵塞。研究发现，水口表面的粗糙度＞0.3mm时，黏滞层的保护作用消失，因此水口耐火材料的工作面应尽量保持光滑。据报道，水口内表面涂覆细晶粒氧化锆—石墨层可降低普通铝碳质水口约30%的粗糙度和摩擦系数，有利于防止水口的堵塞。
对连铸用的浸入式水口，不依赖吹气，而用材质解决水口的堵塞问题，已受到高度重视。其原因是从浸入式水口侧壁狭缝吹气，易使钢产生针孔，降低钢材质量。目前，已试用过Al2O3、ZrO2、Si3N4、Al3N4、BN、B、C、Sialon（赛隆）等与石墨复合的材质做浸入式水口试验，其中赛隆—石墨附着最少。用这种材料作浸入式水口内衬，不吹氩，可连续运行5～9炉。
采用锆钙碳（CaZrO3）材质作防堵塞内衬的主要原料，其厚度为5～7mm时，其性能优于赛隆和氮化物材料，防堵塞效果更好。
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| 问： |
为什么要研制高耐蚀性浸入式水口？ |
| [答]： |
近年来，由于在连铸中多炉连浇炉数的增加和有些钢种残余氧含量偏高，加重了对浸入式水口内孔部位的损伤。连铸用浸入式水口的内孔部材质一般使用铝—石墨系的无硅材质。这种材质虽然可以提高耐蚀性，但是由于渣的浸润和氧的作用会引起石墨的氧化，从而使组织变脆，加剧了内孔部位的损伤。
国内某耐火材料有限公司开发了一种高耐蚀性浸入式水口，这种水口以不含碳的铝—镁系耐火材料为主，使用时因受热而产生尖晶石（二次尖晶石）相，使内孔组织变得致密，故耐蚀性高；耐火材料中Al2O3和MgO按一定的重量配比，当高温浇注时，在微粉区内会形成尖晶石相，这样其耐蚀性能远远高于石墨系浸入式水口，以适应多炉连浇时炉数的增加。
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| 问： |
非预热铝锆碳质浸入式水口和钢包保护套管有什么优点？ |
| [答]： |
某耐火材料有限公司研制的非预热（或称免烘烤）铝锆碳质浸入式水口和钢包保护套管，经过实验室研制和现场使用，表现出良好的性能，突破了普通铝碳质浸入式水口使用前必须严格按照规定升温曲线预热到1100℃的限制，使制品具有无需预热即可使用的特点，可为钢厂节约烘烤所需的能源，杜绝水口炸裂事故，缩短生产准备时间，降低操作难度及劳动强度等。
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| 问： |
为什么要使用非预热（或称免烘烤）铝锆碳质浸入式水口和钢包保护套管？ |
| [答]： |
连接钢包到中间罐之间对钢水起到保护浇注作用的铝碳质钢包保护套管和连接中间罐到结晶器之间防止钢水二次氧化的铝碳质浸入式水口保护渣浇注方法，已作为无氧化浇注的基本手段被广泛应用在品种钢和特钢连铸生产线上，但由于受到材质、结构以及生产条件等因素影响，其使用功能上的某些欠缺逐渐成为制约生产顺行的主要矛盾。例如：一般的铝碳质制品使用前必须进行预热烘烤，否则容易开裂。由于铝碳质制品散热快，烘烤后如果因生产现场某些因素而不能马上使用，温度会迅速下降，如果勉强使用必然会使制品出现开裂等事故，影响连铸机的正常生产。因此，研制非预热（或称免烘烤）铝锆碳质浸入式水口和钢包保护套管已成为满足连铸现场操作所必须立即进行的工作。
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| 问： |
连铸中间包用滑动水口装置与钢包用滑动水口装置对耐火材料的要求有何差别？ |
| [答]： |
由于中间包的容量和承受的钢水温度均与钢包有较大的差别。且使用条件不同，对中间包滑动水口装置及其耐火材料要求更高。
（1）耐火材料部件与熔渣不发生相互作用；
（2）中间包内钢水温度比钢包内钢水温度低40～80℃；
（3）中间包与滑动水口装置的耐火材料要预先加热到800℃以上；而钢包滑动水口装置的耐火材料在浇注前仅为100℃左右；
（4）浇注时中间包滑动水口装置的耐火材料，使用一次的温度从开始的700～800℃至1520～1560℃（浇钢温度）；而钢包滑动水口的耐火材料多次使用时，一个周期的温差则是100～400℃至1600～1670℃。
（5）中间包滑动水口装置的应用要求有专门的生产工艺：供氩、防止钢水在流钢道内凝结、保证浇注顺利等。
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| 问： |
中间包滑动水口采用什么结构，有什么特点？ |
| [答]： |
安装在中间包底部的滑动水口，其使用条件与塞棒相比，主要耐火材料部分不像塞棒那样长时间浸泡在钢水中。中间包滑动水口结构与钢包的不同，在连铸过程中，为使浸入式水口保持同一浇注位置，上下板都是固定的，另加一块滑动板能起到对钢水流量的控制和调节作用。所以中间包滑动水口与钢包滑动水口不同之处在于耐火材料部分。钢包采用二层式滑动水口，中间包为三层式滑动水口。其组成如下：
（1）上水口；
（2）上滑板（固定板）；
（3）中间滑板（滑动板）；
（4）下滑板（固定板）；
（5）下水口（与下滑板相连，但不运动）。
三层式滑板的特点是，中间的滑动板不用火泥，用金属带嵌板进行固定，对控制裂纹扩散起良好作用。要严格检查滑动面的平行度。中间滑板滑动面不平行度不超过0.1mm。浇注初期，为防止钢水在滑动水口的流钢道内冷凝，安装有塞棒或陶瓷溢流管，阻止冷钢液流入水口通道，保持钢水在中间包内形成必需的液面，并严防更换浸入式水口时，因钢水冷却在通道内凝结或被非金属夹杂物堵塞通道。
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| 问： |
中间包控制钢流用塞棒有哪些类型,整体塞棒有什么特点？ |
| [答]： |
在浇注过程中，中间包的钢水深度要求稳定在500～700mm。采用塞棒控制钢水的流量，即通过操作机构，调节中间包塞棒和水口间的相互配合以控制钢流。塞棒的类型有：
（1）组合型塞棒。这种传统塞棒，下端棒头（塞头砖）和上端是数节釉砖，上下端用钢管串联而成。由于接缝多和安装原因，钢水和熔渣容易侵蚀到连接缝中，引起断棒或塞头脱落。
（2）整体塞棒。棒身与棒头直接连接在一起，不存在连接缝，这是常用的一种类型。
整体塞棒的特点是：整体塞棒一律采用等静压成型，其形状和尺寸取决于中间包容量、钢水面高度和中间包水口的喇叭形状及孔径大小而定。其塞棒头有带空心的、带吹氩孔或带透气塞的整体塞棒，固定的方式是关键。一般有两种固定方式：
1）金属销固定。塞棒头外形有锥形和球形两种。对于端头长1150mm的整体塞棒，多数采用锥形。96%是用金属销固定，该固定方式可保证钢包内钢水液面不超过700mm，能安全可靠操作。
2）螺纹固定。用螺纹金属管固定整体塞棒的方法严格，对固定件制造质量和整体塞棒在中间包内的安装质量要求均较高；必须将整体塞棒和中间包水口装在同一中心线上，否则不可避免漏钢或塞头不严引起事故发生。螺纹固定法的优点是当惰性气体通过喷头吹入钢水时，易于用火泥密封，保证氩气密封性好，避免泄漏。
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| 问： |
长水口发展方向主要有哪些？ |
| [答]： |
长水口的发展方向主要有两个：
（1）不含SiO2长水口的研制。传统的Al2O3-C质长水口通常含有一定数量的熔融石英以提高抗热震性。然而，由于SiO2与MnO或FeO反应生成低熔点物质，从而降低了材料的抗侵蚀和抗冲刷性能。因此，在浇铸高锰钢或高氧钢时，研制了不含SiO2的Al2O3-C材料。相对于传统的Al2O3-C材料，该材料热膨胀系数相对较大，必须精确控制预热条件。此外，可合理设计氧化铝的颗粒级配或添加ZrO2-莫来石及适量的低熔点物质，改善材料的抗热震性能。日本川崎钢铁公司千叶厂通过增加铝碳质长水口的C和Al2O3的含量,排除SiO2和金属粉，使长水口的平均寿命提高到10次,最高达到22次。
（2）不烘烤及多中间包浇铸用长水口。此类长水口通常含有较多的石墨及一定量的熔融石英，材料的抗氧化和抗冲刷性能较差，但能节约时间和能源。在多中间包浇注情况下，为了延长使用寿命，水口的预热温度至少要在800℃。国内长水口主要为铝碳质和熔融石英质,使用寿命一般为4～6炉。由武钢二炼钢和洛阳耐火材料研究院共同研制的不烘烤长水口可连浇7炉以上，浇铸时间不低于5h。武钢三炼钢通过将长水口头部材质改为致密型，进气方式改为上沿环缝进气，并通过外包钢壳形成气室和在使用中每炉更换一个耐火材料保护垫，也取得了良好的使用效果。
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| 问： |
浸入式水口氧化铝堵塞的原因是什么？ |
| [答]： |
在浇注一些特殊钢及Al或Al-Si镇静钢时所用的Al2O3-C或Al2O3-ZrO2-C质浸入式水口往往产生结瘤现象，造成钢液流态不稳定，甚至水口堵死，破坏了正常铸流并影响钢坯质量，现已成为限制Al2O3-C或Al2O3-ZrO2-C质浸入式水口实现多炉连铸、提高连铸效率的主要障碍。
造成氧化铝在水口内壁结瘤的可能原因如下：
（1）钢液脱氧生成Al2O3；
（2）耐火材料中所含SiO2和碳促使Al2O3的形成，其反应如下：
SiO2(s)+C(s)=SiO(g)+CO(g)
3SiO(g)+2Al(l)=Al2O3(s)+3Si(l)
3CO(g)+2Al(l)=Al2O3(s)+3C(s)
（3）Al2O3微粒在氧化铝和钢液表面张力等作用下在浸入式水口内壁接触、附着长大。
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