加强宣钢二钢轧厂钢包管理——以提高钢包使用寿命为例

李雪辉

（河钢集团宣钢公司 河北宣化 075100）

前言

随着炼钢技术的发展，我国的钢包耐火材料也得到了很好的发展。钢包的运用寿命不单单与耐火材料的损耗有着极大的关系，而且也会对炼钢工序的正常生产产生影响。特别是随转炉的使用时间的提升，钢包内衬扩容及炉外精炼技术的改变，对钢包使用寿命的要求不断提高。容量大、钢种多、温度极高、时间很长等严重影响了钢包的正常运转周期，增加了耐火材料的投入量和钢包砌筑的数量及工作强度。因此，提高现有钢包的质量，延长钢包的使用寿命，降低耐火材料的消耗，对保障转炉快节奏生产及挖潜增效非常有意义。

一、项目实施主要背景

随着冶炼工业的发展，对钢水洁净度的要求越来越高，而要获得高洁净度的钢水，便需要对钢水实施冶金处理。加强操作条件，杜绝由于一些落后的工艺和技术所造成的寿命变短等相关问题，提升对于钢包的科学化管理，增强钢包的运用性能，这样便能够符合现代化的冶炼业的发展，减少冶炼过程当中的生产成本，增强冶炼行业的工作成效。在生产过程当中，生产条件对于钢包的运用寿命产生一定的局限，当钢包和钢水相互对接的时候，温度会越来越高；当钢包和钢水进行分离后，对其进行浇铸，其温度急速降低。在精炼钢水的过程当中会出现很多有着强烈侵蚀性的熔渣，这会使钢包耐材长时间遭受到侵蚀。并且，目前冶炼工业对于洁净钢的需要量有所提高，因此，需要对于钢水实施不一样的冶金处理手段，通过处理可以使钢水停留在钢包中的时间更长，温差的改变和长期侵蚀导致钢包内衬剥落、损毁，减少了钢包的运用时间。

随着2019年钢包扩容改造，导致钢包包衬的砌筑工艺发生了显著变化。当耐火材料在质量和性能方面出现波动，将使钢包的运用寿命减少。随着炼钢的速度提升，使钢包盛放钢水的时间太长；随着钢水的温度越来越高，会使钢包内衬环境逐渐恶化，极大干扰钢包的顺利转动，减少了钢包的使用时间。因为钢包的运用时间减短，新砌筑钢包需要许多的耐火材料，进而造成了耐火材料的成本增多。

钢包耐材质量的波动对于其使用时间有着一定的影响，基于炼钢工艺不断改进，随着精炼钢包所处的环境逐渐恶化，造成钢包包壁和渣线受到非常严重的侵蚀，容易导致钢包耐材遭受一定的损毁，因此，钢包耐材质量是干扰钢包运用寿命的关键。对于钢包耐材运用不合理、搭配不当会造成钢包出现一定的损坏。对于钢包的使用寿命来说，与耐火材料的操作性能的好坏有着直接关系，也与钢包耐材质量的好坏有着关联。

随着冶炼工业的发展，生产工艺不断改变，从而对于钢包的运用做出一定的改进，使钢包的使用寿命大大缩短，进而也会提升耐火材料的价格，二钢轧厂针对如何增强钢包的使用寿命及减少钢包的耐材价格做出应对。

二、项目实施总体方案

对于增强钢包的使用寿命、减少钢包的耐材价格，需要实施多个层面的改进，也需要在工艺、耐材及职工技能方面做出改变来完成。对于每一个层面的改变，都需要本着方案作为主要因素去考虑。科学化的改进对提高钢包使用寿命产生积极意义，对降本增效工作有非凡的意义。

通过加强对钢包的管理，制定钢包在线运行记录，对包号、包龄、透气砖使用次数、浸泡时间等进行在线管理。根据钢包投入生产时间统计，班组通过钢包烘烤运行台账信息，结合钢包类别、包龄、浸泡时间合理使用钢包。精心组织生产，缩短间隔时间，以便有效缩短钢包浸泡时间，增加其运用的时间，降本增效。要针对钢包的操作及判废实施科学化的管理，使员工对钢包有一个全面化了解，运用管理制度进行约束。对于钢包判废而言，也要科学合理化实施。当实施钢包修砌的时候，必须非常严格对于砖缝实施掌控，检测永久层的相关质量，就不一样的施工提出操作可行的规则，不断积累经验，从而能够准确地完成钢包判废，增强其使用的时间。

三、项目实施主要做法

（一）建立钢包烘烤——运行热包周转制度及台账

根据钢包烘烤实际运行的情况，建立了钢包烘烤——运行热包周转制度及台账，并制定相关制度。钢包烘烤前对修理内容进行确认，严格按照钢包修理类别的烘烤制度进行烘烤时间设定，烘烤人员必须在钢包烘烤记录表内填写开始烘烤时间、各个阶段烘烤时间及结束烘烤时间。在钢包烘烤期间，每隔2 小时巡视一遍，观察火焰大小，根据烘烤阶段及时调整。

（二）提高钢包使用寿命的工艺改进

1.钢包砌筑方法改进实施

将钢包的修砌工艺进行改变，挑选那些价格合理、质量过关的耐材。钢包的结构一般涉及四个部分，即钢包工作层、钢包永久层、隔热层及钢质包壁。我们采用浇筑高铝尖晶石质自流浇注料完成包壁永久层浇筑，有效去除砖缝，提升永久层强度，修补其局部位置。

对于包壁衬里的永久层内渣线砖以下工作层部分，在进行全修的时候，主要修补砌筑包壁层砖、内层砖；在中期修补内层砖；然后就是那些有脱落的地方完成小的贴补。如果包壁层砖非常薄，便会对于作业的安全方面产生一定的干扰，不过如果太厚，也会造成钢包出现自身重量加重，容积变得会很小。所以，内层砖要将其厚度变小，减少自身重量，提高其容积。通常，包壁砖的厚度是100—70mm，内层砖的厚度是30—65mm（见图1）。包壁衬里的永久层1内渣线砖2以下工作层部分，在对其全修时，砌筑包壁层砖3 和内层砖4 两层；在实施中期修补，对内层砖贴补到如50—70次时，内层砖4脱落，此时进行中期修补。运用该种手段，可以使钢包的平均包龄实现120 次/包役，寿命提高22.2%。吨钢成本平均可降低0.504元人民币，有着显著的经济成效。

2.包底砖砌筑方法改进实施

杜绝包壳出现变形。当钢包和钢水接触时，对于钢包的包底会产生极大的冲击力，因此，包底的永久层需要采取高铝浇注料进行迅速凝固，杜绝出现烘烤干燥，增强钢包的整体强度以及安全性能，并且减少对其进行修砌的时间。对于包底砖砌筑工艺来说，能够在预砌块模具内完成对于钢包包底的预期砌筑，如此便不需要等待钢包冷却就能够实施。由于在预砌块模具上有具体的基准面和底面数据作为依据，所以，能够有效避免出现基准面不平整的情况，进而避免出现一些安全问题。并且在操作过程当中采取木榔头进行敲紧，基于定位牢固，耐火砖并不会产生移位，保证了砖缝的质量控制完成标准。因为各个预砌块能够一次性被吊入到钢包内，作业工作者不需要反复进出钢包，减少出现安全问题，降低工作者的劳动强度，并且也能够减少工作者的作业时间，避免出现高温中暑的情况。

包底砖砌筑方法。就包壁的隔热层而言，需要运用新型的钢包包壁隔热衬，减少包壳的温度，尽量避免包壳变形，倘若钢包与钢水相互接触的时候，便会对于钢包的包底进行冲击，因此对于包底的永久层而言，需要采用高铝浇注料进行凝固，杜绝烘烤干燥，进而增强钢包整体的安全运用及加强整体的强度，并且，减少修砌的时间。就钢包的工作层来说，需要减少到170mm，对于偏心底出钢冲刷的地方，则需要加厚到220mm，对于钢包包底的出钢冲刷的地方，则需要加到150mm 的厚度，完成包壁结构的合理化改变，能在减少成本的同时提升性能。

从图2中可见，在实施施工的时候，对于钢包包底砖砌筑工艺来说，第一要按照水口座砖、透气砖所处的具体位置进行合理划分，将其划分为出水口座砖砌筑区3 及透气砖砌筑区2，对于钢包包底的别的地方划分成耐火砖砌筑区1，之后再将该区进行细化为数个方形预砌块区4，对于这个区域的大小及个数，一般依据钢包包底、水口座砖砌筑区3和透气砖砌筑区2 的具体的位置做出对应的变化，比如说在本案例当中，在耐火砖砌筑区1 上又细化出了四个方形预砌块区4，对于方形预砌块区4 及透气砖砌筑区，还有水口座砖砌筑区3来说，与钢包内壁之间需要有一定的间隔，如此对后续的施工比较有利，把预砌块区进行合理设置，将之设计成为方形，对于模具的制作以及预砌块的砌筑将会非常便利，见图3，按照每一个方形预砌块区4 的大小、形状，将预砌块模具6 制作出来。在地板上将钢板铺好，钢板的长度和宽度要比对应的方形预砌块区4大出200—300mm，如此便能够保证砌筑的耐火砖保持平整。之后，将框型模具放在钢板上，此模具要能够随时拆卸，并且其形状、大小等要同对应的方形预砌砖块区相互适应，同时也需要在模具的两侧设置好定位夹具。

图3

将预砌块模具6 做好之后根据耐火砖砌筑的相关需要，在每一个预砌块模具的框型模具内都要砌筑耐火砖之后用定位夹具将之固定，如此便能够杜绝耐火砖出现移位的情况，确保耐火砖能够实现错缝砌筑、灰浆饱满、灰缝达标。当耐火砖呈现整体之后，将框型模具打开后完成脱模，保证其为一个整体，经过24h之后就可以顺利脱模，运用吊具把每一个砌筑块都吊入钢包当中，将之放置到对应的方形预砌块区6 内（图4）。按照图5，需要在水口座砖砌筑区3 内将砌筑水口座砖8 放置进去，在透气砖砌筑区2 内将砌筑透气砖7 放入，之后运用耐火砖砌筑每一个间隔，如此便能够将钢包的包底顺利砌筑。

图4

图5

（三）提高耐材整体配合使用

钢包的特性是由耐材所决定的。因此，只有挑选了合适的钢包砌筑和修砌、挑选价格合理化、性能优良的耐火材料，才可以符合精炼钢包的需求。耐火材料的选择要依据钢包的实际部位及作用进行。包底、包壁及渣线部位对于耐火材料有着非常严格的要求，按照实际的经验，一般钢包的内衬需要运用碱性的耐火材料，渣线利用镁碳砖即可，对于侵蚀程度不高的地方，一般选择铝镁碳砖即可。按照具体情形运用具体的砖，不仅增强其性能，而且也能减少成本。之前的一些钢包，其修砌的泥料都是运用高铝质泥，这种泥很容易造成砖缝的跑钢，也非常容易出现断裂的情况，包龄小于15炉。倘若利用镁碳质泥料，由于它的化学成分及理化指标同镁碳砖差不多，能够促进镁碳砖存在良好的黏性，降低砖缝跑钢，同时也降低了钢包在钢缝处的影响。利用此种泥料，与永久层之间不会粘连，减少了拆包的难度，确保砌包的质量，增强其运用的时间，减少了耐材成本。

（四）改进精炼工艺，缩短精炼工序时间

对精炼工艺实施改进，其目标就是为了增强精炼钢包的使用时间，进而增强精炼的质量。因为传统意义上的精炼而言，在出钢的时候，钢中所含有的氧气含量比较高，导致在残渣中的氧气含量也比较高，渣线镁碳砖脱碳加重了钢包的侵蚀。因此，在电炉出钢之前，要在其包底加上合成脱氧剂，从而使钢水和钢渣当中的氧气可以及时溢出，减少渣线脱碳，导致渣线破坏，使渣线的使用时间加长。并且也要在包底加入脱硫剂，降低出钢对于包底的影响。另外，因为在精炼当中，所加入的合金延长了精炼的时间，因此能够有效减少钢包被损害的情况，降低侵蚀，增加使用的时间。

（五）提高职工技能，加强对钢包的科学管理

钢包在周转运行时，影响钢包寿命的主要因素有：钢包内衬的判废水平不高，员工的操作技能不好，对钢包内衬判废的经验缺乏等；盲目要求钢包运用的安全可靠性，从而导致能够继续使用的钢包被过早拆除；对钢包内衬实施修砌的工艺不合适，渣线寿命难以同包壁的使用时间相互适合（通常在运用的时候，两套渣线、包底搭配一套包壁），没有起到合理的综合成效；钢包的包沿出现的问题比较多，增加了钢包小修的次数；富氧烘烤导致了钢包内衬砖产生的氧化脱碳情形恶劣，造成使用时间缩短；耐火材料出现大的质量问题，或者在性能方面出现较大的波动。

四、项目实施效果

项目实施后，对于砌筑包壁内衬的钢包来说，其平均包令能够实现110 次/包役，同运用现有的技术手段实施的钢包对比，寿命提高22.2%，有的钢包的包龄甚至是120 次/包役，每一吨钢的成本减少0.504 元，获得的经济效益非常不错。基于实施稳定的装修模式后，加上有效的砌筑工艺及烘烤制度后，极大提升了钢包的安全性能，延长其运用时间。并且也能够降低出现安全隐患的相关问题，继而减少耐材的损耗及成本。通过强化对钢包的使用管理，增强钢包的运用时间，综合创效200多万元。

五、结语

基于对钢包进行装修模式的调整、将砌筑的工艺进行改进及改变烘烤制度后，钢包在线上的安全使用能力变高，出现异常下线的情形显著降低，钢包包龄得到增强。当就钢包工作衬完成小的修补时，不必将渣线内的环镁碳砖进行拆除，能够起到节能减排的效果，经济和社会效益显著。基于稳定的定修模式、合理的砌筑工艺和烘烤制度下，保证了钢包的安全性能，使得利用的时间延长，减少出现一些安全问题，进而降低事故，对生产成本及耐材损耗也有一定的降低。