王 崇，陳愛軍，黃財德，張啟東

( 首鋼京唐鋼鐵聯合有限責任公司，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行了研究。結果表明: 穩定的定修模式、合理的砌筑工藝和規范的烘烤制度，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成本。

關鍵詞: 鋼包; 安全性能; 使用壽命; 研究

0 引言

鋼包是連接轉爐、盛接鋼液并進行鋼液爐外精煉、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，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個數和新包上線個數，同時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、穩定鋼水成分的有效方法。鋼包耐材成本是煉鋼部精煉區耐材的主要成本，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］，為鋼廠創造可觀的經濟效益。改進鋼包的定修模式、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

掌握正確適當的出鋼溫度。出鋼溫度過高對內壁工作層侵蝕嚴重，出鋼溫度過低會延長精煉時間，鋼液停滯時間過長，同樣造成嚴重侵蝕和機械破壞^［6］。

氧化鐵含量要適當，氧化鐵含量過高與鋼水罐內襯耐火材料發生強烈的化學反應，造成蝕損。保持適當的熔渣堿度，熔渣堿度愈小，對鋼水罐工作襯侵蝕就愈嚴重。出鋼時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重。

1． 2 鋼包砌筑設計方面

根據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 鋼包砌筑質量方面

鋼包下線后對受損部位修補，鋼包內襯的殘鋼殘渣清理干凈。對鋼水沖刷和機械破損造成的縫隙、凹坑進行填抹或涂補，鋼包內襯的烘烤方式及烘烤時間要合理。

2 提高鋼包使用壽命的措施

2． 1 鋼包定修模式改進

首鋼京唐公司300 t 鋼包內襯耐火材料的包底、包壁工作層采用剛玉質無碳磚，渣線工作層采用低碳鎂碳磚，設計使用壽命 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，加快鋼包的周轉和使用，確保鋼水潔凈度和鋼水成分的穩定，也可以減少鋼包周轉慢和異常下線對煉鋼產量的影響。

2． 2 鋼包砌筑工藝改進

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 鋼包工作襯最初設計時采用立砌磚型砌筑，鋼包在使用過程中容易出現裂縫、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，異常下線的次數較多，小修修補時用量較大，導致耐材消耗量大、鋼包周轉速率較慢、煉鋼產量一直提不上去。經過重新設計，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和耐材用量大幅度減少。砌筑鋼包時要求鋼包維修人員精心操作、準確判斷，具體要求有以下幾個方面。

2． 2． 1 規范包壁、渣線工作層磚砌筑

包壁、渣線工作層采用平砌磚環形砌筑，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開 800 mm 以上。砌筑中使用兩種以上磚型搭配使用，每層包內壁不能出現明顯錯臺，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，若由于包殼原因產生的縫隙應使用鋁鎂火泥或澆注料灌縫、填實。磚砌筑縫隙≤1 mm，縫隙間采用泥料填實。磚與磚之間火泥涂抹要均勻，砌筑過程中要嚴格執行“泥漿飽滿、背緊靠實、錘敲磚面、磚縫錯開”規范。

2． 2． 2 規范圍罐磚砌筑

圍罐部位采用平砌，砌筑 4 層。砌筑時層層合門，在合門前要求同一層、上下層磚與磚之間擠緊，可適當用千斤頂擠壓。合門時磚的尺寸不合適用切磚機進行切磚處理，切磚厚度≥60 mm。每層砌筑7～10 塊標準磚加入 1 ～ 2 塊反身磚或調整磚，相鄰上下兩層合門位置必須錯開 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打實。

2． 3 強化鋼包使用過程的操作控制

鋼包使用過程中穩定運行可以有效地避免鋼包內襯耐火材料由于急冷急熱而造成的剝落，強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方面。

2． 3． 1 規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，必須及時處理鋼包包沿。具體要求: 當鋼包包口內包沿向包內延伸寬度≥200 mm、鋼包包口外部粘渣高出包口高度≥100 mm 時必須及時組織處理; 進行蹭包沿操作后觀察包沿磚是否松動、脫落，發現問題及時通知上包工進行重點檢查。

2． 4 鋼包烘烤制度改進

鋼水溫度是冶煉鋼鐵的重要指標。鋼包烘烤是減小鋼水出鋼溫降、運輸溫降的重要方法，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

待投包的預熱烘烤: 鋼包砌筑干燥烘烤完成及停用后，在投入使用前進行預熱烘烤操作，鋼包調度在記錄表上記錄烘烤開始和結束時間。改進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: 由于周轉鋼包過多下線的鋼包，在重新投入使用前進行預熱烘烤操作( 鋼包停放時間是從鑄機停澆時間開始計算) 。改進后的停用鋼包烘烤制度如表 3 所示。

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

3 改進后的鋼包使用壽命

經過調整定修模式、改進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，異常下線的數量明顯減少，由鋼包安全隱患和異常下線對生產造成影響的數量明顯減少，鋼包包齡進一步提高。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 結語

穩定的定修模式、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生率，降低了耐材消耗和生產成本，預計每年可以降低生產成本 100 萬元以上。