传统树脂结合中间包干式料使用时会产生甲醛、苯酚等刺激性气体，污染环境；还会释放出CO₂、CO、CH₄、H₂及H₂O等气体，对钢水形成增碳和增氢效应。南京钢铁股份有限公司的技术人员从干式料用低温结合剂着手，分别对比了传统酚醛树脂结合和新型复合碱性盐结合的两种干式料的热性能差异，采用ANSYS模拟分析了两种结合类型干式料的热性能随温度的变化规律，并同期跟踪了两种干式料对40 t中间包前两炉钢液增氢控制的影响差异。通过本研究工作，尝试从耐火材料角度为降低中间包工作衬料对钢液[H]含量的影响，提高钢液尤其品种钢产品质量提供一种解决办法。

试验采用96-97烧结镁砂（w(MgO)=96.57%）作为主原料，混合料由5～3、3～1、1～0 mm和200目等不同粒度的镁砂以及少量添加剂组成，外加5%的酚醛树脂、碱性复合盐F1（w(SiO₂)=35.3%、w(P₂O₅)=10.8%、w(R₂O)=30.5%）或F2（w(SiO₂)=12.5%、w(P₂O₅)=57.8%、w(R₂O)=27.9%）分别作为结合剂，按照一定的颗粒级配制成干式料（复合盐结合干式料分别标记为"F1"和"F2"）。按照相应颗粒级配混合2 kg左右的干式料，随机抽取150 g混合料进行测试分析。采用热重分析仪TG-01P进行检测，升温速率10 ℃/min，由室温25~30 ℃升至最高温度1 200 ℃。采用ANSYS模拟计算在线烘烤时不同加载温度/时间下40 t中间包工作衬与永久衬的界面温度随时间的变化趋势。

图1  三种镁质干式料的热重分析对比

研究结果：（1）与传统树脂干式料相比，新型干式料在较低温度下可实现快速排尽体系内挥发物达到质量平衡态。（2）通过模拟计算发现：不同加载条件下新型干式料与永久衬界面处温度在100 min内达到600 ℃，随着烘烤温度提高和烘烤时间延长，界面处温度越高，保障了所有区域内干式料充分排出体系内的挥发物，降低了干式料向钢液增氢的可能性。（3）将两种结合体系干式料在连铸平台上烘烤3 h（最高烘烤温度介于1 250~1 280 ℃）后同期上线使用，新型干式料前两炉增氢数据分别为0.44 ppm和0.18 ppm；树脂型干式料则分别为0.78 ppm和0.18 ppm，首炉增氢降低幅度达到43%，满足了品种钢增氢控制在0.5 ppm的质量技术要求。

（摘编自《第十七届全国不定形耐火材料学术会议论文集》2023，作者林鹏程等）