中间包模具

中间包模具是冶金工业中连续铸造过程的关键设备之一，主要用于钢水浇注前的暂存与分配，起到缓冲、稳流、净化及均匀成分和温度的作用。其设计与制造质量直接关系到连铸生产的稳定性、铸坯质量及生产效率。

1.中间包模具的基本结构与功能

中间包模具通常由包体、包盖、耐火材料内衬、挡渣墙、冲击板、水口及控流装置等部分组成。包体多采用焊接钢结构，内部砌筑耐火材料以承受高温钢水的侵蚀与热冲击。耐火材料内衬通常由专业层和工作层构成，专业层为保温材料，工作层直接接触钢水，需具备良好的抗侵蚀性和热稳定性。

中间包的主要功能包括：储存钢水，缓解钢包更换过程中的断流问题；促进钢水中非金属夹杂物的上浮与分离，净化钢液；通过合理的流场设计，均匀钢水温度与成分；分配钢水至各个结晶器，实现多流连铸。

2.中间包模具的设计要点

中间包模具的设计需综合考虑钢种特性、连铸机类型、生产节奏及操作要求等因素。其设计要点主要包括容量确定、形状优化、控流装置配置及耐火材料选择。

容量设计需与钢包容量、浇注速度及连浇炉数相匹配，通常为钢包容量的20%-40%。形状设计应有利于钢水的合理流动，减少死区，促进夹杂物上浮。常用的形状有矩形、T形、三角形等，根据流数及现场布置选择。

控流装置如挡渣墙、坝、堰及冲击板的布置对中间包内钢水流场与温度场有重要影响。通过物理模拟或数值模拟优化设计，可有效改善钢水流动状态，延长平均停留时间，提高夹杂物去除率。

耐火材料的选择需考虑其耐火度、抗侵蚀性、热震稳定性及成本。镁质、镁钙质及铝镁质材料是常用选择，工作层可采用砌筑或涂抹方式施工。

3.中间包模具的制造与材料

中间包模具的制造主要包括钢结构的焊接与加工、耐火材料的砌筑及配套部件的安装。钢结构需具备足够的强度与刚度，以承受耐火材料及钢水的重量，同时抵抗热变形。焊接质量需严格控制，避免开裂或变形。

耐火材料的施工质量直接影响中间包的使用寿命与安全。砌筑需保证砖缝严密，避免钢水渗透；涂抹料需搅拌均匀，施工厚度均匀，烘烤制度合理。冲击板、水口等关键部件需精准定位，确保钢流稳定。

4.中间包模具的使用与维护

中间包模具在使用前需经过充分烘烤，以去除耐火材料中的水分，避免钢水喷溅或爆炸。烘烤曲线需根据材料特性制定，通常要求缓慢升温至工作温度。

浇注过程中需监控中间包内钢水液面高度，保持稳定操作。通过添加覆盖剂保温，防止钢水二次氧化。定期检测钢水温度与成分，确保质量稳定。

使用后需及时清理残钢残渣，检查耐火材料侵蚀情况。局部损坏可采用喷补或浇注料进行修补，延长使用寿命。严重损坏需拆除重砌，保证下一次使用安全。

5.中间包模具的改进与发展

随着连铸技术的发展，中间包模具不断优化改进。近年来，注重通过流场优化提高钢水洁净度，采用气幕挡墙、过滤器等新技术进一步去除夹杂物。加热中间包的应用逐渐增多，通过等离子或感应加热补偿钢水温降，实现低温浇注，改善铸坯质量。

长寿化是另一个发展方向，通过优质耐火材料、优化结构设计及维护技术，延长中间包使用寿命，降低耐火材料消耗与成本。自动化与智能化技术也逐渐应用于中间包操作，如液面自动控制、智能烘烤等，提高操作稳定性与效率。

节能环保要求促使中间包设计更加注重保温性能，减少热量损失，降低能耗。废弃耐火材料的回收利用技术得到发展，减少固体废物排放。

中间包模具作为连铸生产的重要环节，其设计、制造与维护对钢铁产品的质量与成本有重要影响。通过持续改进与技术提升，中间包模具在提高连铸效率、降低消耗及改善钢质量方面发挥着关键作用。