王 崇，陳愛軍，黃財(cái)?shù)?，張啟東

( 首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司，河北 唐山 063200)

摘要: 從鋼包的定修模式、砌筑工藝、烘烤制度方面，對提高鋼包的安全性能和使用壽命進(jìn)行了研究。結(jié)果表明: 穩(wěn)定的定修模式、合理的砌筑工藝和規(guī)范的烘烤制度，減少了鋼包的安全隱患，鋼包的包齡提高，降低了耐材消耗的生產(chǎn)成本。

關(guān)鍵詞: 鋼包; 安全性能; 使用壽命; 研究

0 引言

鋼包是連接轉(zhuǎn)爐、盛接鋼液并進(jìn)行鋼液爐外精煉、鋼水澆鑄的大型工具，隨著特種鋼種類的不斷增加，鋼水精煉力度的不斷深入，鋼包的使用環(huán)境變得更加惡劣。在滿足鋼水潔凈度^［1］、碳含量的要求范圍內(nèi)，確保安全使用的前提下提高鋼包的使用壽命，降低耐火材料消耗^［2,3］，仍是當(dāng)今耐火材料界的一大研究課題。提高鋼包包齡能有效地減少鋼包周轉(zhuǎn)個(gè)數(shù)和新包上線個(gè)數(shù)，同時(shí)可以提高紅包出鋼率和鋼包底吹透氣率，是保證鋼水潔凈度、穩(wěn)定鋼水成分的有效方法。鋼包耐材成本是煉鋼部精煉區(qū)耐材的主要成本，占到 50% 以上，提高鋼包包齡可以有效的降低耐材的消耗^［4,5］，為鋼廠創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟(jì)效益。改進(jìn)鋼包的定修模式、砌筑工藝、烘烤制度，對提高鋼包的安全性能和使用壽命進(jìn)行了研究。

1 影響鋼包使用壽命的因素

1． 1 鋼水冶煉方面

掌握正確適當(dāng)?shù)某鲣摐囟?。出鋼溫度過高對內(nèi)壁工作層侵蝕嚴(yán)重，出鋼溫度過低會(huì)延長精煉時(shí)間，鋼液停滯時(shí)間過長，同樣造成嚴(yán)重侵蝕和機(jī)械破壞^［6］。

氧化鐵含量要適當(dāng)，氧化鐵含量過高與鋼水罐內(nèi)襯耐火材料發(fā)生強(qiáng)烈的化學(xué)反應(yīng)，造成蝕損。保持適當(dāng)?shù)娜墼鼔A度，熔渣堿度愈小，對鋼水罐工作襯侵蝕就愈嚴(yán)重。出鋼時(shí)正確控制鋼水車的位置，避免鋼流沖擊包壁，造成倒渣面包壁侵蝕嚴(yán)重。

1． 2 鋼包砌筑設(shè)計(jì)方面

根據(jù)不同部位的侵蝕情況選用包壁厚度和材料; 合理選擇底吹磚及水口的位置，避免鋼水對局部包壁的過度侵蝕。

1． 3 鋼包砌筑質(zhì)量方面

鋼包下線后對受損部位修補(bǔ)，鋼包內(nèi)襯的殘鋼殘?jiān)謇砀蓛?。對鋼水沖刷和機(jī)械破損造成的縫隙、凹坑進(jìn)行填抹或涂補(bǔ)，鋼包內(nèi)襯的烘烤方式及烘烤時(shí)間要合理。

2 提高鋼包使用壽命的措施

2． 1 鋼包定修模式改進(jìn)

首鋼京唐公司300 t 鋼包內(nèi)襯耐火材料的包底、包壁工作層采用剛玉質(zhì)無碳磚，渣線工作層采用低碳鎂碳磚，設(shè)計(jì)使用壽命 120 次。鋼包的定修模式主要考慮透氣磚、水口座磚與渣線磚、包壁磚相匹配。具體定修模式如表 1 所示，穩(wěn)定的定修模式可以有效地降低鋼包的安全隱患和異常下線，加快鋼包的周轉(zhuǎn)和使用，確保鋼水潔凈度和鋼水成分的穩(wěn)定，也可以減少鋼包周轉(zhuǎn)慢和異常下線對煉鋼產(chǎn)量的影響。

2． 2 鋼包砌筑工藝改進(jìn)

砌筑工藝對鋼包的在線安全使用和提高使用壽命有很大的影響，該300 t 鋼包工作襯最初設(shè)計(jì)時(shí)采用立砌磚型砌筑，鋼包在使用過程中容易出現(xiàn)裂縫、侵蝕加快和剝落掉塊等問題。鋼包在使用過程中存在較大的安全隱患，異常下線的次數(shù)較多，小修修補(bǔ)時(shí)用量較大，導(dǎo)致耐材消耗量大、鋼包周轉(zhuǎn)速率較慢、煉鋼產(chǎn)量一直提不上去。經(jīng)過重新設(shè)計(jì)，將鋼包工作襯改為平砌磚型砌筑，鋼包在線使用過程中裂縫出現(xiàn)的頻率下降，鋼包的安全性能明顯提高，鋼包異常下線的次數(shù)和耐材用量大幅度減少。砌筑鋼包時(shí)要求鋼包維修人員精心操作、準(zhǔn)確判斷，具體要求有以下幾個(gè)方面。

2． 2． 1 規(guī)范包壁、渣線工作層磚砌筑

包壁、渣線工作層采用平砌磚環(huán)形砌筑，層層合門，合門位置必須在鋼包耳軸處，一層只能有一處門，相鄰上下兩層合門位置必須錯(cuò)開 800 mm 以上。砌筑中使用兩種以上磚型搭配使用，每層包內(nèi)壁不能出現(xiàn)明顯錯(cuò)臺，每層工作層磚砌筑表面必須保證水平。工作層與永久層之間必須靠牢，若由于包殼原因產(chǎn)生的縫隙應(yīng)使用鋁鎂火泥或澆注料灌縫、填實(shí)。磚砌筑縫隙≤1 mm，縫隙間采用泥料填實(shí)。磚與磚之間火泥涂抹要均勻，砌筑過程中要嚴(yán)格執(zhí)行“泥漿飽滿、背緊靠實(shí)、錘敲磚面、磚縫錯(cuò)開”規(guī)范。

2． 2． 2 規(guī)范圍罐磚砌筑

圍罐部位采用平砌，砌筑 4 層。砌筑時(shí)層層合門，在合門前要求同一層、上下層磚與磚之間擠緊，可適當(dāng)用千斤頂擠壓。合門時(shí)磚的尺寸不合適用切磚機(jī)進(jìn)行切磚處理，切磚厚度≥60 mm。每層砌筑7～10 塊標(biāo)準(zhǔn)磚加入 1 ～ 2 塊反身磚或調(diào)整磚，相鄰上下兩層合門位置必須錯(cuò)開 800 mm 以上，且與同層包壁合門處不重合，每層圍罐磚與包壁工作層之間用鋁鎂澆注料灌嚴(yán)打?qū)崱?/p>

2． 3 強(qiáng)化鋼包使用過程的操作控制

鋼包使用過程中穩(wěn)定運(yùn)行可以有效地避免鋼包內(nèi)襯耐火材料由于急冷急熱而造成的剝落，強(qiáng)化鋼包使用過程的控制可以有效提高鋼包的使用壽命，具體措施有以下幾個(gè)方面。

2． 3． 1 規(guī)范底吹磚的吹掃操作

采用專用底吹磚吹掃試氣裝置，通過鋼包底吹磚的氬氣壓力機(jī)流量來確定底吹磚的吹掃情況，避免底吹磚的過度侵蝕造成鋼包異常下線，降低鋼包的使用壽命。

2． 3． 2 規(guī)范處理鋼包包沿操作

為了避免因包沿大影響煉鋼、精煉及鋼包烘烤，同時(shí)避免由于包沿過大后處理損壞包沿磚造成鋼包異常下線，必須及時(shí)處理鋼包包沿。具體要求: 當(dāng)鋼包包口內(nèi)包沿向包內(nèi)延伸寬度≥200 mm、鋼包包口外部粘渣高出包口高度≥100 mm 時(shí)必須及時(shí)組織處理; 進(jìn)行蹭包沿操作后觀察包沿磚是否松動(dòng)、脫落，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)通知上包工進(jìn)行重點(diǎn)檢查。

2． 4 鋼包烘烤制度改進(jìn)

鋼水溫度是冶煉鋼鐵的重要指標(biāo)。鋼包烘烤是減小鋼水出鋼溫降、運(yùn)輸溫降的重要方法，合理的鋼包烘烤溫度可以降低鋼包的散熱，減小對鋼水出鋼溫度的影響。但烘烤過多，不僅浪費(fèi)煤氣，而且對耐火材料壽命的影響也很大^［4］。

2． 4． 1 待投鋼包烘烤制度

待投包的預(yù)熱烘烤: 鋼包砌筑干燥烘烤完成及停用后，在投入使用前進(jìn)行預(yù)熱烘烤操作，鋼包調(diào)度在記錄表上記錄烘烤開始和結(jié)束時(shí)間。改進(jìn)后的待投鋼包烘烤制度如表 2 所示。

2． 4． 2 停用鋼包烘烤制度

停用鋼包投入前的烘烤: 由于周轉(zhuǎn)鋼包過多下線的鋼包，在重新投入使用前進(jìn)行預(yù)熱烘烤操作( 鋼包停放時(shí)間是從鑄機(jī)停澆時(shí)間開始計(jì)算) 。改進(jìn)后的停用鋼包烘烤制度如表 3 所示。

下線鋼包停放時(shí)間超過 2 h 以上嚴(yán)禁使用，必須進(jìn)行離線烘烤; 停放時(shí)間在 2 ～4 h 上線前烘烤時(shí)間控制在 2 h 以上; 下線鋼包停放時(shí)間 4 ～8 h 上線前烘烤時(shí)間控制在 4 h 以上; 下線鋼包停放時(shí)間 8 ～24 h 上線前烘烤時(shí)間控制在 5 h 以上; 下線鋼包停放時(shí)間超過 24 h 上線前烘烤時(shí)間控制在 7 h 以上。鋼包調(diào)度在記錄表上記錄清楚烘烤開始和結(jié)束時(shí)間。

3 改進(jìn)后的鋼包使用壽命

經(jīng)過調(diào)整定修模式、改進(jìn)鋼包砌筑工藝和烘烤制度，鋼包的在線安全使用性能明顯提高，異常下線的數(shù)量明顯減少，由鋼包安全隱患和異常下線對生產(chǎn)造成影響的數(shù)量明顯減少，鋼包包齡進(jìn)一步提高。如圖 1 所示，鋼包的包齡由 2016 年平均值 120．45爐提高到 2017 年平均的 121．20 爐。

4 結(jié)語

穩(wěn)定的定修模式、合理的砌筑工藝和烘烤制度，可以有效地確保鋼包的安全性能提高鋼包的使用壽命。鋼包的安全性能和使用壽命的提高，減少了鋼包安全隱患問題造成的事故發(fā)生率，降低了耐材消耗和生產(chǎn)成本，預(yù)計(jì)每年可以降低生產(chǎn)成本 100 萬元以上。