炼钢厂钢包座砖裂纹原因分析及解决措施

崔新华，胡爱水，郑余祥

（1.河北鑫达钢铁集团有限公司 技术部，河北 迁安064400；2.河北鑫达钢铁集团有限公司二炼钢厂 技术科，河北 迁安064400；3.中民驰远实业有限公司，辽宁 大石桥115100）

炼钢厂钢包的作用是将转炉内冶炼好的钢水运输至连铸， 在连铸钢包回转台上面，1 500 ℃高温钢液通过钢包底部的水口、滑板流出至中间包内，进行钢坯中转暂停，最终从中包水口流出至连铸拉矫，完成钢坯成型。

对于高温钢液从钢包内流出的水口， 需要安置在水口座砖内部，水口在钢包使用过程中，使用20～25 次可以进行在线更换，水口座砖必须在小修钢包更换包底时进行更换。水口座砖的质量优劣、施工质量的好坏直接影响到钢包能否正常运转。 钢包水口座砖在运行过程中出现的质量问题通常有材质不稳定、打结工艺过程控制出现问题、烘烤不到位、现场施工安装有缺陷等。

本文就现场水口座砖出现的问题进行了梳理，提出整改措施，最终取得了满意的效果，保证了钢包的正常运转。

1 钢包使用现场情况

某企业炼钢厂使用150 t 钢包， 采用双水口，水口直接镶嵌在座砖内部， 座砖在砌筑包底镁碳砖时安装在包底，寿命与包底同步，使用寿命在70～80 炉次之间，整个钢包使用寿命在130～150 炉之间，钢包整体耐材如图1 所示。 钢包水口在钢包烘烤完毕上线前进行安装，采用密封胶泥涂抹在水口外部，人工使用强压将水口镶嵌到座砖内部，使得座砖、胶泥和水口紧密连成一个整体，增加了整体强度。具体安装情况如图2 所示。

图1 钢包耐材配置示意图

图2 水口和座砖安装示意图

座砖在使用过程中， 最上部直接承受钢液的初期冲击，钢液流出过程中的不断冲刷、侵蚀使得座砖长度在不断变短， 座砖内的水口是钢液直接流出的通道，承受着高温钢水的冲击、摩擦和生产过程中的温差变化， 水口与座砖之间靠密封胶泥进行连接及密封。

在2019 年7～9 月份，陆续出现了水口座砖裂纹的现象，发现及时的进行下线处理，发现不及时的通过水口与座砖之间的胶泥通道滋钢穿包， 严重影响了现场生产节奏，增加了钢包成本，生产处于被动局面。图3 为座砖裂纹导致的滋钢穿包形貌图，图4 为在线观察到的座砖裂纹形貌图。

针对由于座砖裂纹导致的座砖通道与水口之间漏钢事故，从水口质量、成分、座砖质量、施工等多个方面逐一进行分析和跟踪。水口完整无损，可以排除原因； 对于座砖发现裂纹， 分析主要是座砖产生裂纹，整体性不完整，强度下降，同时座砖与水口之间的空隙加大，钢液渗进胶泥的空隙，座砖、胶泥和水口三者连成一体的整体强度遭到破坏， 密封胶泥抵挡不了高温炙热的钢液，逐渐遭到侵蚀，从而出现滋钢、漏钢事故。

图3 水口座砖裂纹导致的滋钢穿包形貌图

图4 座砖裂纹形貌图

2 针对漏钢采取的方案措施

对于座砖裂纹出现的裂纹导致漏钢事故， 炼钢厂和技术中心人员结合厂家分析出了原因， 一方面从座砖材质由厂家进行分析和调配， 同时从其它国内座砖厂家紧急调运质量和口碑较好的公司产品进行试用，情况如下：

（1）现场使用A 厂家座砖，如图5 所示，使用到后期（60 次左右），发现有微裂纹，座砖上部有明显扩径现象。

图5 A 厂家座砖裂纹形貌图

（2）B 厂家的座砖，如图6 所示，在下线后，发现也有多处纵向微裂纹，裂纹之间呈现90°分布在座砖的中间部位（从钢包热修平台处人员面对座砖作为水平参照，裂纹不在座砖的四个角部）。

（3）钢包承包厂家对座砖的材质进行了分析，挑选了优质原料一步步进行配方操作， 同时调整了内部骨料和粉料的配方和成分，在使用中进行了总结，出现的裂纹几率逐渐减小。

对于座砖安装操作方面采取的措施如下：

图6 B 厂家座砖裂纹形貌图

座砖在安装时随包底一起进行砌筑， 在座砖安装定位前，将座砖底部的钢构位置处清理杂质、填充好，周边使用浇注料进行振捣、填充，整体施工完毕后进行烘烤，上线（如图7～图9 所示）。

图7 座砖下部清理现场图

图8 座砖就位找正现场图

图9 座砖安装到位现场图

（1）对于包底座砖周边的浇注料的水灰比进行严格控制，水分控制在6%～8%之间。

（2）对于座砖和包底之间的缝隙（30～100 mm），浇注料施工振捣过程使用手动操作， 不能使用振动棒振动，避免振动力过大，骨料下沉。

（3）在线更换水口时，检查座砖裂纹和侵蚀情况。

（4）加强联系调度，钢包下线等钢时间超过30 min，应该进行二次烘烤。

（5）钢包烘烤时严格进行温度监控，指定专用记录本，主要记录各部位的温度（包底、包壁、渣线、包口），烘烤中密切关注钢包水口处和包壁的排气状况。

（6）厂家结合公司技术中心人员，出具现场钢包施工完整方案上墙，如图9、图10 所示，定期进行培训。

3 改造后的效果

通过对座砖几个方面近两个月的攻关， 座砖裂纹逐渐减少和消失，使用寿命也在可控范围之内，改造效果较好，减少了生产事故，节约了耐材成本。

4 结语

炼钢钢包是炼钢钢液中转的重要工具， 内部的耐材质量优劣和施工质量直接关系到生产的顺行和安全， 对于钢包的日常管理和调配使用需要各个钢厂技术人员根据各自的工况条件进行摸索和总结，上述经验具有借鉴和推广价值。

图9 钢包施工方案（1）

图10 钢包施工方案（2）