南钢改进铁水包内衬材料及施工工艺，最高包龄达到1407炉

南钢第一炼钢厂所使用的铁包主要用于盛接铁水、铁水脱硫和接收回炉钢。其耐火材料不仅要经受一定重量的铁水长时间的高温盛放，还要承受液态铁水的机械冲刷。铁水包的作业环境相当恶劣，因此铁水包的寿命高低，时刻影响到炼钢厂的安全生产。第一炼钢铁水包在2016年7月份之前都是采用传统的结构方式为:钢质包外壳→轻质耐火纤维板永久层→高铝浇注料工作衬。在此种浇筑工艺操作下，铁水包工作层长时间高温高压工作易产生仿耐火纤维板形状的细微裂缝，当铁水温度、静压力足够大时，高温铁水传导的热会使钢质包外壳软化从而无法承受铁水静压力，造成包壳发红或铁水穿包事故，从而带来一系列的安全隐患，员工安全感下降、降低铁水包寿命、烧损设备、造成生产不顺以及耐材消耗大等等的不良影响。故而，我厂的铁包浇筑工艺进行了改进，目前平均寿命1300炉，最高1407炉。

铁水包现状调查

随着我厂产量要求不断增加，生产节奏也明显加快。铁包的频繁周转(下线小修、大修等)给转炉的连续性生产带来一定压力。经过统计，2016年上半年铁包平均寿命为660炉，小修周期为50.2炉，周转中所占用生产时间30.4min。为满足转炉的生产节奏，减少因周转铁包所带来的影响(更换周转铁包需占用行车兑铁水时间)，从提高铁包包龄着手，减少铁包周转频率，提高铁包使用效率，为转炉生产争取时间并达到降低耐材消耗的双赢目标。

改进措施

2.1砌筑工艺改进

铁包浇筑工艺施工顺序:具体如下:

铁包浇筑工艺施工顺序：

贴绝热板(包壁、包底)→浇注包底→养护至包底有足够强度→放胎模、浇注包壁→脱模、养护→烘烤

改为砌筑工艺的施工顺序：

包底浇注→养护至包底有足够强度→包底工作层砌筑→包壁绝热层第一/二层砌筑、→包壁工作层砌筑→烘烤

（1）包底浇注工序，铁水包永久衬包底用高铝浇注料浇注，厚度为80mm。包底高铝浇注料需用振捣棒振捣密实。待底部浇注料浇筑完毕静置养护至足够强度干燥48h，方可砌筑工作衬材料。

（2）包底工作层砌筑，检查包底永久层，如凹凸不平必须进行修补;在包底永久层上平铺一层找平材料，火泥或(干)浇注料。按设计图纸要求砌筑包底工作层(材质为ASC砖，厚度250mm)，砌筑方向垂直或平行于耳轴。每块砖找平、靠紧、撬实，前后包底砖不能重缝。砌筑时要求砖面平整，砖与砖之间高度差距小于3mm。包底中间区域砌筑宽600mm的冲击区。包底和包壁缝隙处用浇注料灌实。多层包底应该重复上述过程，保证每块砖的砌筑质量。

（3）包壁绝热第一/二层砌筑，第一层为25mm厚度的高强轻质黏土砖，第二层为25mm厚度的叶蜡石砖，每块砖找平、靠紧、撬实，上下砖不能重缝。砌筑时要求砖面平整，砖与砖之间平整度小于1mm。

（4）包壁工作层砌筑按砌筑设计图纸要求，确定砌筑结构，包底保护层2层，熔池32层，以上空间为自由层。包壁熔池砖起头在耳轴的一侧，合门在另一耳轴处。层层合门，相邻上下两层合门位置必须错开一定位置，上下层砖缝必须错开。每环砖砌到最后2～3块时，应用钢卷尺量取剩余段的尺寸，确定合门砖的加工尺寸，若必须加工两块合门砖时，两块合门砖不能并在一起使用，中间必须夹一块非加工砖。合门砖要根据合口宽度量好尺寸，在切砖机上切制。如果合门口最小宽度小于40mm，应采用两块合门砖合口。砌筑过程中，使用两种以上砖型混合砌筑，砖缝不大于1mm。2.1.5包口的浇筑，采用高铝浇注料进行浇筑，一次成型。改进之处:将原来焊接的拉钉长度由60mm加长为12mm，便于挂紧浇注料，以增加强度和使用寿命。

2.2 铁水包的烘烤工艺改进

改造后的铁水包砌筑完成后放置48h后进行烘烤，以确保铁包内的材料性能稳定。煤气烘烤温度最高需达到为1100°，按照烘烤曲线烤好后可以投入使用。小火烘烤时间:室温4h升温至110℃，保温20h。中火烘烤时间:4h升温至500℃，保温10h。大火烘烤时间:4h升温至1100℃，保温10h。温度和烘烤时间达到要求，停止烘烤，红包上线即可投入使用。

2.3异常情况及小修作业

（1）对发现的包衬、包底工作面损伤进行及时的小修作业，并按烘烤曲线进行烘烤(大火烘烤12h)。

（2）在残铁清理时拆包机操作中，应注意包口、包衬、包底的确切位置，尽量避免拆包机对铁包的外力损伤。清理结束后安排铁包管理人员对包口、包衬、包底进行观察，发现问题及时处理修补。

（3）已经投入使用的铁水包应避免长时间闲置，若遇此情况时需放在烤包器上开大火烘烤12h。

（4）铁包外壳温度测量按照第一炼钢厂熔融金属容器外壁温度测量制度执行，外壳温度标准≤350°。

（5）承接回炉钢的铁包应选取200-600炉之间寿命的铁包，每次回炉钢装入量不超过75t，回炉钢温度不得高于1560°;盛装回炉钢需在30min内入炉。

（6）脱硫钢种使用的铁包需避免扒渣耙对包口的损伤。

技术特点 

(1)采取导热效果适中的高强轻质黏土砖和叶蜡石砖作为永久层代替浇注料的永久层。起到了很好的既能保温又能良好散热的效果。

(2)改善后的铁水包在反复倾倒的工作中耐侵蚀性强。

(3)一举杜绝了铁水包穿包事故的发生，不仅消除了穿包带来的安全隐患，还节约了耐材成本。

(4)机械化程度高、施工简便，降低了员工劳动强度。

(5)用包个数和人工费用显著减少，耐材成本大大降低。铁包平均寿命为1300炉，小修周期为70.2炉，周转中所占用生产时间20.2min。

结 论

(1)自采取长寿命铁包改造工艺技术以来，各项经济技术指标产生了显著的提高，穿包概率降低至零。

(2)铁包平均寿命为1300炉，小修周期为70.2炉，周转中所占用生产时间20.2min。为转炉生产节约了大量时间，直接经济效益显著。

(3)每月铁包拆除、上线个数由6个降低为2.5-3个，人工费用显著减少，耐材成本大大降低。以前铁包寿命平均660炉，现在1300炉。每个铁包的结算费用为12.5万元，年产钢按照450万t，预计铁包数量为51个，攻关后铁包的上线数量为30个，结算为:12.5万元/个×(51-30)个=262.5万元。

第一作者：张振杰（南京钢铁股份有限公司第一炼钢厂）