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钢包包底修砌模式的改进
严向齐，赵艳玲
（河钢集团邯钢公司邯宝炼钢厂）
摘 要：随着高级别品种钢产量的增加，精炼炉对钢包耐材的要求越来越高。针对邯宝钢包包底工作层整体浇注使用效果不佳，难以满足生产需要的实际情况，将邯宝钢包包底工作层整体浇注，改为砌筑铝镁碳砖。砖砌包底二次小修时，在包底砖上面补浇刚玉浇注料。这样改进后的砖砌包底达到了73炉以上的预期寿命，满足了生产需要。
关键词：包底；砌筑；铝镁碳砖；补浇
1 引言
随着洁净钢、管线钢等高级别钢种需求地不断增加，使得炉外精炼的比例增大、冶炼条件日益苛刻，转炉出钢温度提高，钢包盛钢时间延长，而且精炼所产生的各种侵蚀性很强的熔渣，使钢包用耐火材料的使用条件更加恶化。特别是RH精炼炉的发展，对钢包包底耐材的要求越来越高。钢包包底耐材的正常使用，对生产顺行、对人身安全设备安全等，尤为重要。因此，提供满足生产需要的高寿命钢包包底耐材，势在必行。针对邯宝钢包包底工作层整体浇注使用效果不佳的实际情况，将邯宝钢包包底工作层改进为砌筑铝镁碳砖。一般钢厂钢包包底铝镁碳砖使用不到50炉就需全部更换，邯宝采用高级别铝镁碳砖，并采取47炉左右小修时包底砖上面视侵蚀情况补浇刚玉浇注料的措施，使钢包包底工作层使用炉数达到了73炉以上，最高达到了145炉的良好效果。2 邯钢新区炼钢厂工艺装备
2.1 工艺条件
邯钢新区炼钢厂三座300吨顶底复吹转炉，两座双工位LF精炼炉，两座双工位RH精炼炉，两台双流板坯连铸机，均采用了冶金领域最先进的工艺技术和自动控制技术。钢水一般只经过LF炉精炼40min左右。高级别管线钢等品种钢需双精炼，即要求钢水经LF炉精炼40分钟后，再经过RH精炼40分钟左右。这样双精炼时钢包盛钢时间长达200分钟。另外，邯宝转炉钢水进各精炼炉，精炼炉钢水出站上连铸、连铸钢包倒浇余等，均在接受跨，导致钢包倒浇余不及时包底容易粘附热态钢渣。且从钢包倒完浇余至进转炉接钢水的间隔时间偏长，导致钢包过程温降大。这样，邯宝钢包处于盛钢时间长、精炼过程苛刻、包底承受热态钢渣侵蚀时间长、过程温降大等恶劣环境中，这严重影响钢包耐材的使用效果。2.2 炼钢工艺参数
表1 炼钢工艺参数
3 钢包浇注包底
3.1 耐材结构
包底铁壳上面浇注150mm厚的高铝浇注料（永久层），浇注料上面四周浇注250mm厚的刚玉浇注料非冲击区（工作层），中心浇注300mm厚的刚玉浇注料冲击区（工作层）。
3.2 存在问题
首先，邯宝浇注包底，无整体浇注及连续布料、整体振动设备，仅靠地面搅拌机搅拌好浇注料后，流入料斗，再用壁吊将料吊至需浇注的钢包内，人工用振动棒振动。这样，浇注不连续，整个包底浇注的时间长达3小时，严重影响浇注料的整体性。人工振动效果差，影响包底浇注料强度。其次，夏季现场气温过高、钢包余温高、搅拌用水温度高等因素，易造成包底浇注料出现结块、变质、反应过快、加水量偏高等情况，使得包底气孔大、孔隙率高、高温强度降低，最终导致包底脱层、夹钢的问题，严重影响钢包包底耐材的使用寿命。冬季环境温度低，在现场浇注时间长的现实条件下，对包底浇注料强度、致密性等，影响更大。另外，钢包烘烤器由混合煤气改为转炉煤气后，热值低，且煤气内水份多，也对包底浇注料的烘烤质量产生不利影响。加之RH精炼冶炼炉次的增多，钢水对钢包包底耐材的冲击也愈加明显。
诸如此类的不利因素，导致钢包包底刚玉浇注料工作层，在使用过程中存在剥落脱层严重、分层夹钢渗钢较多、残厚偏薄、寿命太低等异常，这导致钢包安全系数低，耐材浪费，劳动强度大等问题。
正常情况下，钢包包底工作层使用寿命应在70~75炉之间，但一二月份钢包包底刚玉浇注料工作层使用寿命达标的只有20%左右，且46%左右刚玉浇注料包底工作层使用寿命仅43炉左右。另外，包底安全下线残厚应不低于150mm，但一二月钢包刚玉浇注料包底工作层平均残厚仅115mm。况且，包底还存在分层夹钢渗钢较多的问题。因此，急需从根本上解决这一严重威胁钢包安全运行、正常供应，并极大增大钢包烘烤煤气消耗量、极大增加耐材消耗量的问题。4 钢包砖砌包底
4.1 包底改进方案
将钢包包底工作层整体浇注，改为砌筑砖。即钢包包底永久层浇注平整，烘烤到位后，清理干净永久层上面的杂物。之后安装水口座砖和透气砖。再立砌包底砖，要求砖面平整、不出现台阶，砖缝错开，砖与砖之间挤紧，砖缝小于1mm。采用刚玉浇注料将包底砖与包壁、包底砖与座砖之间的缝隙填满捣实。之后上面砌筑围罐砖。砌筑好的钢包包底，烘烤到位后，使用25炉下线更换俩透气砖和水口座砖。再次使用25炉左右，即累计使用50炉左右，视包底耐材情况决定是否补浇刚玉浇注料。再次使用25炉左右，即累计使用75炉左右更换包底砖。4.2 包底提升寿命设计
为提高钢包包底耐材寿命，包底工作层设计采用三种砖型，分别为非冲击区砖型高度为250mm，过渡区砖型高度为300mm，冲击区砖型高度为350mm。通过对包底的冲击区和过渡区的加强，提高了包底使用寿命，也增加了钢包整体寿命。钢包包底设计图如图1所示。
图1 钢包包底设计图
4.3 包底砖材质及特点
邯宝包底砖材质为刚玉尖晶石砖，主要原料为白刚玉、电熔镁砂、电熔尖晶石等，用树脂结合而制成，经高速混练机混练，1000吨摩擦压砖机成型、隧道窑内热处理。具有抗冲击性、抗渣侵蚀性强等优点。通过加入一定量的各个粒级的Al2O3。利用Al2O3的微粉、细粉和颗粒活性的不同，使制品在使用过程中不断的与镁砂细粉生成尖晶石，产生连续的微膨胀作用，利用尖晶石化的体积效应和良好的抗渣性能，一方面可以堵塞气孔，增强致密性，另一方面提高材料的抗侵蚀能力。4.4 包底砖理化指标
表2 包底砖理化指标
4.5 使用效果
目前包底砌筑砖的钢包，在线使用过程未发现开裂、断层、凹坑以及其它异常现象。包底砖解体过程未发现断砖等异常现象，夹钢极少。解决了刚玉浇注料包底脱层剥落、渗钢、残厚一般在110mm~120mm，且寿命一般在46炉左右太低的问题。包底砌砖的修砌模式，包底寿命由原来的46炉左右，提高到了预期73炉的目标。残厚由原来的115mm左右，提高到了现在的150mm以上。耐材寿命提高，减少了耐材使用量，节约包底工作层耐材约30%。包底砖水份少，在满足烘烤温度的前提下，每个大修、中修、小修包烘烤时间均缩短了6小时。包底寿命高，减少了钢包的修砌数量也减少了钢包烘烤数量。从而节约烘烤煤气20%以上。降低工人修砌工作量，且避免了人工用风镐处理原来浇注料包底残钢残渣的高劳动强度。极大提高了钢包安全运行系数，确保了钢包正常供应，利于生产顺行。砖砌包底，避免了原来浇注料搅拌时扬尘问题，利于环保。5 结论
（1）砖砌包底采用优质的铝镁碳砖，机压成型，体密高，抗冲击和抗冲刷性能优越，使用效果明显优于浇注包底，达到了73炉以上的预期寿命，满足了生产需要。
（2）砖砌包底二次小修时，视情况在包底砖上面补浇刚玉浇注料，这样，完全确保了包底砖的使用寿命以及残厚，满足了生产需要。
（3）砖砌包底寿命提高，修砌数量减少烘烤数量减少，且烘烤时间缩短，节约煤气20%以上，同时节约包底工作层耐材约30%。
