提高LF炉精炼钢包使用寿命的方法

赵国伟，张生存，王　平，龚明健

（共享铸钢有限公司，宁夏银川750021）

提高LF炉精炼钢包使用寿命的方法

赵国伟，张生存，王平，龚明健

（共享铸钢有限公司，宁夏银川750021）

提高钢包使用寿命不仅可以节约生产成本，而且可以减少钢包耐火材料的侵蚀，提高钢水质量。钢包耐火材料的特性、钢包的砌筑方式及钢包后续的使用维护等都会对钢包寿命产生一定的影响。本文重点探讨钢包的维护、砌筑方法，钢包在LF炉冶炼时氩气、温度的控制，以此来减少钢液对耐火材料的侵蚀，提高钢包的使用寿命。

钢包；精炼；寿命

目前使用的所有普通钢包内衬均为镁碳砖所砌，这种砖具有很高的性价比，耐侵蚀性及抗剥落性都非常高，平均每个钢包的使用寿命都在28次以上。随着科技进步日渐加快，企业竞争力也越来越激烈，顾客对产品质量的要求也越来越苛刻，这就要求不断改善钢液的纯净度。随着钢包的不断使用，耐火材料会逐渐脱落进入到钢液里面（见图1），这些侵蚀物不能及时从钢液中上浮会严重影响钢液的质量。图2为通过对铸件上的缺陷进行检测得出的结果。从分析结果可以看出，夹杂物中除了有O、Si等元素外，还有一定比例的Mg元素，这些Mg元素正是钢包耐火材料脱落进入铸件所致[1]。如何减少钢包耐火材料的脱落，提高精炼钢包的使用寿命，对提高产品质量，增强企业竞争力具有重要意义。

图1　试样断口形貌

1　影响精炼钢包使用寿命的因素

1.1钢包的砌筑

耐火材料的砌筑水平对钢包的使用寿命影响非常大。钢包内衬的侵蚀一般由砖缝开始，砖缝过大，将加剧耐火材料在使用过程中的侵蚀速度。而砖缝如果太小，在钢包使用过程中耐火材料受热会发生膨胀，导致耐火材料之间发生挤压受损，同样会加剧耐火材料的消耗速度。如何把握耐火材料之间的缝隙，砌筑出优质的钢包需要深层次研究。

图2　缺陷EDS分析

1.2钢包的维护

钢包的烘烤以及每次使用完后钢渣的清理等对钢包的使用寿命也有一定的影响。新钢包第一次烘烤特别重要，假如烘烤不到位，钢包在使用过程中耐火材料极容易脱层，导致使用寿命减短。钢包每次使用前如果烘烤温度达不到要求，极容易受到即冷即热环境的影响，且增加钢包在LF炉的冶炼时间，也不利于钢包使用寿命的提高。

1.3LF炉钢包精炼

钢包在LF炉工作时间占钢包整个生命周期80%以上，所以控制好LF炉钢包精炼过程，可以大幅度提高钢包的使用寿命。LF炉冶炼温度、冶炼时间、氩气大小、炉渣粘度等对钢包侵蚀影响非常大。所以在LF炉控制好温度、冶炼时间、氩气及炉渣粘度就可以减少钢液侵蚀耐火材料，提高钢包寿命。

2　提高精炼钢包使用寿命的方法

2.1钢包砌筑优化

钢包内衬工作层的砌筑方式主要为螺旋砌砖法，砌筑过程砖与砖之间的缝隙控制在1 mm~2 mm左右。包底的工作层与高温钢水接触时间最长，承受的钢液静压力最大，清理残钢、残渣时受到的机械损坏也最严重，工作环境比包壁更恶劣，所以砌砖时包底适当加厚，包壁工作层为180 mm，包底加厚到260 mm，同时为了减少上水口处的凝钢，座砖砌筑时比周围包底砖要低20 mm.为了增加钢包的抗侵蚀性、耐剥落性，钢包渣线及工作层包壁都选择镁碳砖[2]。

2.2钢包维护到位

钢包维护主要分为钢包使用前的烘烤、使用后的清理及钢包的连续使用。

钢包的烘烤，特别是新钢包的烘烤要以小火、低温、长时间烘烤为主，湿度较大时低温、快速升温，保证水分从容排除，避免烘烤造成层裂和剥落。旧钢包在使用前也要进行烘烤，一般温度达到700℃以上才可使用，避免温度过低，接触钢水造成表面脱层。

钢包在使用完后要及时清理包壁及包底的残钢、残渣，清理时要注意不能伤害到钢包耐火材料，及时清理残钢、残渣不仅可以提高钢包寿命，同样可以提高钢水质量。

同一个钢包尽量能连续使用。用过的钢包假如长时间不用，耐火材料的表面会慢慢降温，最后粉化，加剧了钢包耐火材料的侵蚀速度。所以同一钢包连续使用，可以避免表面粉化，提高耐材寿命。

2.3LF炉精炼过程改进

一个钢包80%甚至更多的侵蚀是在LF炉产生的，所以控制好LF炉的各个环节就可以提高钢包的寿命。

钢渣调控。炼钢即炼渣，可见钢渣对于钢水的重要性。钢包不仅对产品质量影响巨大，对盛放它的容器也有非常大影响。在LF炉精炼钢水时，钢渣一定不能太稀，防止钢渣过度侵蚀耐火材料，如果钢渣太稀，应及时加活性石灰调渣。

氩气调节。炼钢过程氩气太大，钢液翻滚剧烈，同样会造成耐火材料侵蚀加剧。所以在加合金时需同时增加氩气压力，使钢液翻滚，尽快融化合金，合金加完后立即调小氩气，钢液面鼓动即可。

温度控制。LF炉精炼过程应随时监测温度，温度始终控制在1 570℃~1 590℃之间，这样钢包处于稳定的环境，可以减少耐火材料的消耗。

冶炼时间控制。精炼钢包耐火材料的消耗速度跟时间是成正比关系的，所以想要提高寿命，必须控制单次的冶炼时间，一般情况冶炼时间需控制在60min以内，时间过长，容易加剧耐火材料的侵蚀。

通过以上几点措施的实施，LF炉精炼钢包使用寿命得到一定的提高，使用次数为32次，改进效果较明显。

3　结论

通过以上分析可知，钢包使用寿命主要与钢包的砌筑，新钢包的烘烤，钢包使用前的烘烤，钢包使用后的维护及钢包精炼过程的控制等因素有关。把握好钢包耐火材料的砌筑要点，平时加以维护，特别是钢包在使用过程中由于直接跟钢水接触，损耗最为严重，如果能从温度、氩气、钢渣粘度及冶炼时间等方面综合控制，钢包使用寿命一定会得到大幅度提升。

［1］熊玲琪，尹振江.钢包耐火材料对钢中夹杂物的影响［J］.矿冶，2009（4）：48-49.

［2］纪瑞东.综合砌筑钢包的研制与应用［J］.工业炉，2015（2）：55-56.

Measures for Increasing the Work Life of LF

Refining Ladle
ZHAO Guo-wei，ZHANG Sheng-cun，WANG Ping，GONG Ming-jian（Kocel Steel Foundry Co.，LTD.，Yinchuan Ningxia 750021，China）

Increasing the work life of LF refining ladle not only can save the cost of production，but reduce the erosion of ladle refractory，improve the steel quality.The property of ladle refractories，the masonry method of ladle and ladle maintenance can influence ladle service.This paper mainly discusses the maintenance of the ladle，masonry methods，ladle in the LF furnace smelting argon，temperature adjustment，in order to reduce the corrosion of steel liquid on refactory materials，improve the service life of ladle.

Increasing，refine，life

·艺术铸造·

TG232.7

A

1674-6694（2016）05-0051-02

10.16666/j.cnki.issn1004-6178.2016.05.016

2016-06-23

赵国伟（1987-），男，助理工程师，主要从事大型铸钢件冶炼及浇注工作。