李雪輝

（河鋼集團(tuán)宣鋼公司 河北宣化 075100）

前言

隨著煉鋼技術(shù)的發(fā)展，我國的鋼包耐火材料也得到了很好的發(fā)展。鋼包的運(yùn)用壽命不單單與耐火材料的損耗有著極大的關(guān)系，而且也會對煉鋼工序的正常生產(chǎn)產(chǎn)生影響。特別是隨轉(zhuǎn)爐的使用時間的提升，鋼包內(nèi)襯擴(kuò)容及爐外精煉技術(shù)的改變，對鋼包使用壽命的要求不斷提高。容量大、鋼種多、溫度極高、時間很長等嚴(yán)重影響了鋼包的正常運(yùn)轉(zhuǎn)周期，增加了耐火材料的投入量和鋼包砌筑的數(shù)量及工作強(qiáng)度。因此，提高現(xiàn)有鋼包的質(zhì)量，延長鋼包的使用壽命，降低耐火材料的消耗，對保障轉(zhuǎn)爐快節(jié)奏生產(chǎn)及挖潛增效非常有意義。

一、項目實(shí)施主要背景

隨著冶煉工業(yè)的發(fā)展，對鋼水潔凈度的要求越來越高，而要獲得高潔凈度的鋼水，便需要對鋼水實(shí)施冶金處理。加強(qiáng)操作條件，杜絕由于一些落后的工藝和技術(shù)所造成的壽命變短等相關(guān)問題，提升對于鋼包的科學(xué)化管理，增強(qiáng)鋼包的運(yùn)用性能，這樣便能夠符合現(xiàn)代化的冶煉業(yè)的發(fā)展，減少冶煉過程當(dāng)中的生產(chǎn)成本，增強(qiáng)冶煉行業(yè)的工作成效。在生產(chǎn)過程當(dāng)中，生產(chǎn)條件對于鋼包的運(yùn)用壽命產(chǎn)生一定的局限，當(dāng)鋼包和鋼水相互對接的時候，溫度會越來越高；當(dāng)鋼包和鋼水進(jìn)行分離后，對其進(jìn)行澆鑄，其溫度急速降低。在精煉鋼水的過程當(dāng)中會出現(xiàn)很多有著強(qiáng)烈侵蝕性的熔渣，這會使鋼包耐材長時間遭受到侵蝕。并且，目前冶煉工業(yè)對于潔凈鋼的需要量有所提高，因此，需要對于鋼水實(shí)施不一樣的冶金處理手段，通過處理可以使鋼水停留在鋼包中的時間更長，溫差的改變和長期侵蝕導(dǎo)致鋼包內(nèi)襯剝落、損毀，減少了鋼包的運(yùn)用時間。

隨著2019年鋼包擴(kuò)容改造，導(dǎo)致鋼包包襯的砌筑工藝發(fā)生了顯著變化。當(dāng)耐火材料在質(zhì)量和性能方面出現(xiàn)波動，將使鋼包的運(yùn)用壽命減少。隨著煉鋼的速度提升，使鋼包盛放鋼水的時間太長；隨著鋼水的溫度越來越高，會使鋼包內(nèi)襯環(huán)境逐漸惡化，極大干擾鋼包的順利轉(zhuǎn)動，減少了鋼包的使用時間。因?yàn)殇摪倪\(yùn)用時間減短，新砌筑鋼包需要許多的耐火材料，進(jìn)而造成了耐火材料的成本增多。

鋼包耐材質(zhì)量的波動對于其使用時間有著一定的影響，基于煉鋼工藝不斷改進(jìn)，隨著精煉鋼包所處的環(huán)境逐漸惡化，造成鋼包包壁和渣線受到非常嚴(yán)重的侵蝕，容易導(dǎo)致鋼包耐材遭受一定的損毀，因此，鋼包耐材質(zhì)量是干擾鋼包運(yùn)用壽命的關(guān)鍵。對于鋼包耐材運(yùn)用不合理、搭配不當(dāng)會造成鋼包出現(xiàn)一定的損壞。對于鋼包的使用壽命來說，與耐火材料的操作性能的好壞有著直接關(guān)系，也與鋼包耐材質(zhì)量的好壞有著關(guān)聯(lián)。

隨著冶煉工業(yè)的發(fā)展，生產(chǎn)工藝不斷改變，從而對于鋼包的運(yùn)用做出一定的改進(jìn)，使鋼包的使用壽命大大縮短，進(jìn)而也會提升耐火材料的價格，二鋼軋廠針對如何增強(qiáng)鋼包的使用壽命及減少鋼包的耐材價格做出應(yīng)對。

二、項目實(shí)施總體方案

對于增強(qiáng)鋼包的使用壽命、減少鋼包的耐材價格，需要實(shí)施多個層面的改進(jìn)，也需要在工藝、耐材及職工技能方面做出改變來完成。對于每一個層面的改變，都需要本著方案作為主要因素去考慮?？茖W(xué)化的改進(jìn)對提高鋼包使用壽命產(chǎn)生積極意義，對降本增效工作有非凡的意義。

通過加強(qiáng)對鋼包的管理，制定鋼包在線運(yùn)行記錄，對包號、包齡、透氣磚使用次數(shù)、浸泡時間等進(jìn)行在線管理。根據(jù)鋼包投入生產(chǎn)時間統(tǒng)計，班組通過鋼包烘烤運(yùn)行臺賬信息，結(jié)合鋼包類別、包齡、浸泡時間合理使用鋼包。精心組織生產(chǎn)，縮短間隔時間，以便有效縮短鋼包浸泡時間，增加其運(yùn)用的時間，降本增效。要針對鋼包的操作及判廢實(shí)施科學(xué)化的管理，使員工對鋼包有一個全面化了解，運(yùn)用管理制度進(jìn)行約束。對于鋼包判廢而言，也要科學(xué)合理化實(shí)施。當(dāng)實(shí)施鋼包修砌的時候，必須非常嚴(yán)格對于磚縫實(shí)施掌控，檢測永久層的相關(guān)質(zhì)量，就不一樣的施工提出操作可行的規(guī)則，不斷積累經(jīng)驗(yàn)，從而能夠準(zhǔn)確地完成鋼包判廢，增強(qiáng)其使用的時間。

三、項目實(shí)施主要做法

（一）建立鋼包烘烤——運(yùn)行熱包周轉(zhuǎn)制度及臺賬

根據(jù)鋼包烘烤實(shí)際運(yùn)行的情況，建立了鋼包烘烤——運(yùn)行熱包周轉(zhuǎn)制度及臺賬，并制定相關(guān)制度。鋼包烘烤前對修理內(nèi)容進(jìn)行確認(rèn)，嚴(yán)格按照鋼包修理類別的烘烤制度進(jìn)行烘烤時間設(shè)定，烘烤人員必須在鋼包烘烤記錄表內(nèi)填寫開始烘烤時間、各個階段烘烤時間及結(jié)束烘烤時間。在鋼包烘烤期間，每隔2 小時巡視一遍，觀察火焰大小，根據(jù)烘烤階段及時調(diào)整。

（二）提高鋼包使用壽命的工藝改進(jìn)

1.鋼包砌筑方法改進(jìn)實(shí)施

將鋼包的修砌工藝進(jìn)行改變，挑選那些價格合理、質(zhì)量過關(guān)的耐材。鋼包的結(jié)構(gòu)一般涉及四個部分，即鋼包工作層、鋼包永久層、隔熱層及鋼質(zhì)包壁。我們采用澆筑高鋁尖晶石質(zhì)自流澆注料完成包壁永久層澆筑，有效去除磚縫，提升永久層強(qiáng)度，修補(bǔ)其局部位置。

對于包壁襯里的永久層內(nèi)渣線磚以下工作層部分，在進(jìn)行全修的時候，主要修補(bǔ)砌筑包壁層磚、內(nèi)層磚；在中期修補(bǔ)內(nèi)層磚；然后就是那些有脫落的地方完成小的貼補(bǔ)。如果包壁層磚非常薄，便會對于作業(yè)的安全方面產(chǎn)生一定的干擾，不過如果太厚，也會造成鋼包出現(xiàn)自身重量加重，容積變得會很小。所以，內(nèi)層磚要將其厚度變小，減少自身重量，提高其容積。通常，包壁磚的厚度是100—70mm，內(nèi)層磚的厚度是30—65mm（見圖1）。包壁襯里的永久層1內(nèi)渣線磚2以下工作層部分，在對其全修時，砌筑包壁層磚3 和內(nèi)層磚4 兩層；在實(shí)施中期修補(bǔ)，對內(nèi)層磚貼補(bǔ)到如50—70次時，內(nèi)層磚4脫落，此時進(jìn)行中期修補(bǔ)。運(yùn)用該種手段，可以使鋼包的平均包齡實(shí)現(xiàn)120 次/包役，壽命提高22.2%。噸鋼成本平均可降低0.504元人民幣，有著顯著的經(jīng)濟(jì)成效。

2.包底磚砌筑方法改進(jìn)實(shí)施

杜絕包殼出現(xiàn)變形。當(dāng)鋼包和鋼水接觸時，對于鋼包的包底會產(chǎn)生極大的沖擊力，因此，包底的永久層需要采取高鋁澆注料進(jìn)行迅速凝固，杜絕出現(xiàn)烘烤干燥，增強(qiáng)鋼包的整體強(qiáng)度以及安全性能，并且減少對其進(jìn)行修砌的時間。對于包底磚砌筑工藝來說，能夠在預(yù)砌塊模具內(nèi)完成對于鋼包包底的預(yù)期砌筑，如此便不需要等待鋼包冷卻就能夠?qū)嵤?。由于在預(yù)砌塊模具上有具體的基準(zhǔn)面和底面數(shù)據(jù)作為依據(jù)，所以，能夠有效避免出現(xiàn)基準(zhǔn)面不平整的情況，進(jìn)而避免出現(xiàn)一些安全問題。并且在操作過程當(dāng)中采取木榔頭進(jìn)行敲緊，基于定位牢固，耐火磚并不會產(chǎn)生移位，保證了磚縫的質(zhì)量控制完成標(biāo)準(zhǔn)。因?yàn)楦鱾€預(yù)砌塊能夠一次性被吊入到鋼包內(nèi)，作業(yè)工作者不需要反復(fù)進(jìn)出鋼包，減少出現(xiàn)安全問題，降低工作者的勞動強(qiáng)度，并且也能夠減少工作者的作業(yè)時間，避免出現(xiàn)高溫中暑的情況。

包底磚砌筑方法。就包壁的隔熱層而言，需要運(yùn)用新型的鋼包包壁隔熱襯，減少包殼的溫度，盡量避免包殼變形，倘若鋼包與鋼水相互接觸的時候，便會對于鋼包的包底進(jìn)行沖擊，因此對于包底的永久層而言，需要采用高鋁澆注料進(jìn)行凝固，杜絕烘烤干燥，進(jìn)而增強(qiáng)鋼包整體的安全運(yùn)用及加強(qiáng)整體的強(qiáng)度，并且，減少修砌的時間。就鋼包的工作層來說，需要減少到170mm，對于偏心底出鋼沖刷的地方，則需要加厚到220mm，對于鋼包包底的出鋼沖刷的地方，則需要加到150mm 的厚度，完成包壁結(jié)構(gòu)的合理化改變，能在減少成本的同時提升性能。

從圖2中可見，在實(shí)施施工的時候，對于鋼包包底磚砌筑工藝來說，第一要按照水口座磚、透氣磚所處的具體位置進(jìn)行合理劃分，將其劃分為出水口座磚砌筑區(qū)3 及透氣磚砌筑區(qū)2，對于鋼包包底的別的地方劃分成耐火磚砌筑區(qū)1，之后再將該區(qū)進(jìn)行細(xì)化為數(shù)個方形預(yù)砌塊區(qū)4，對于這個區(qū)域的大小及個數(shù)，一般依據(jù)鋼包包底、水口座磚砌筑區(qū)3和透氣磚砌筑區(qū)2 的具體的位置做出對應(yīng)的變化，比如說在本案例當(dāng)中，在耐火磚砌筑區(qū)1 上又細(xì)化出了四個方形預(yù)砌塊區(qū)4，對于方形預(yù)砌塊區(qū)4 及透氣磚砌筑區(qū)，還有水口座磚砌筑區(qū)3來說，與鋼包內(nèi)壁之間需要有一定的間隔，如此對后續(xù)的施工比較有利，把預(yù)砌塊區(qū)進(jìn)行合理設(shè)置，將之設(shè)計成為方形，對于模具的制作以及預(yù)砌塊的砌筑將會非常便利，見圖3，按照每一個方形預(yù)砌塊區(qū)4 的大小、形狀，將預(yù)砌塊模具6 制作出來。在地板上將鋼板鋪好，鋼板的長度和寬度要比對應(yīng)的方形預(yù)砌塊區(qū)4大出200—300mm，如此便能夠保證砌筑的耐火磚保持平整。之后，將框型模具放在鋼板上，此模具要能夠隨時拆卸，并且其形狀、大小等要同對應(yīng)的方形預(yù)砌磚塊區(qū)相互適應(yīng)，同時也需要在模具的兩側(cè)設(shè)置好定位夾具。

圖3

將預(yù)砌塊模具6 做好之后根據(jù)耐火磚砌筑的相關(guān)需要，在每一個預(yù)砌塊模具的框型模具內(nèi)都要砌筑耐火磚之后用定位夾具將之固定，如此便能夠杜絕耐火磚出現(xiàn)移位的情況，確保耐火磚能夠?qū)崿F(xiàn)錯縫砌筑、灰漿飽滿、灰縫達(dá)標(biāo)。當(dāng)耐火磚呈現(xiàn)整體之后，將框型模具打開后完成脫模，保證其為一個整體，經(jīng)過24h之后就可以順利脫模，運(yùn)用吊具把每一個砌筑塊都吊入鋼包當(dāng)中，將之放置到對應(yīng)的方形預(yù)砌塊區(qū)6 內(nèi)（圖4）。按照圖5，需要在水口座磚砌筑區(qū)3 內(nèi)將砌筑水口座磚8 放置進(jìn)去，在透氣磚砌筑區(qū)2 內(nèi)將砌筑透氣磚7 放入，之后運(yùn)用耐火磚砌筑每一個間隔，如此便能夠?qū)摪陌醉樌鲋?/p>

圖4

圖5

（三）提高耐材整體配合使用

鋼包的特性是由耐材所決定的。因此，只有挑選了合適的鋼包砌筑和修砌、挑選價格合理化、性能優(yōu)良的耐火材料，才可以符合精煉鋼包的需求。耐火材料的選擇要依據(jù)鋼包的實(shí)際部位及作用進(jìn)行。包底、包壁及渣線部位對于耐火材料有著非常嚴(yán)格的要求，按照實(shí)際的經(jīng)驗(yàn)，一般鋼包的內(nèi)襯需要運(yùn)用堿性的耐火材料，渣線利用鎂碳磚即可，對于侵蝕程度不高的地方，一般選擇鋁鎂碳磚即可。按照具體情形運(yùn)用具體的磚，不僅增強(qiáng)其性能，而且也能減少成本。之前的一些鋼包，其修砌的泥料都是運(yùn)用高鋁質(zhì)泥，這種泥很容易造成磚縫的跑鋼，也非常容易出現(xiàn)斷裂的情況，包齡小于15爐。倘若利用鎂碳質(zhì)泥料，由于它的化學(xué)成分及理化指標(biāo)同鎂碳磚差不多，能夠促進(jìn)鎂碳磚存在良好的黏性，降低磚縫跑鋼，同時也降低了鋼包在鋼縫處的影響。利用此種泥料，與永久層之間不會粘連，減少了拆包的難度，確保砌包的質(zhì)量，增強(qiáng)其運(yùn)用的時間，減少了耐材成本。

（四）改進(jìn)精煉工藝，縮短精煉工序時間

對精煉工藝實(shí)施改進(jìn)，其目標(biāo)就是為了增強(qiáng)精煉鋼包的使用時間，進(jìn)而增強(qiáng)精煉的質(zhì)量。因?yàn)閭鹘y(tǒng)意義上的精煉而言，在出鋼的時候，鋼中所含有的氧氣含量比較高，導(dǎo)致在殘渣中的氧氣含量也比較高，渣線鎂碳磚脫碳加重了鋼包的侵蝕。因此，在電爐出鋼之前，要在其包底加上合成脫氧劑，從而使鋼水和鋼渣當(dāng)中的氧氣可以及時溢出，減少渣線脫碳，導(dǎo)致渣線破壞，使渣線的使用時間加長。并且也要在包底加入脫硫劑，降低出鋼對于包底的影響。另外，因?yàn)樵诰珶挳?dāng)中，所加入的合金延長了精煉的時間，因此能夠有效減少鋼包被損害的情況，降低侵蝕，增加使用的時間。

（五）提高職工技能，加強(qiáng)對鋼包的科學(xué)管理

鋼包在周轉(zhuǎn)運(yùn)行時，影響鋼包壽命的主要因素有：鋼包內(nèi)襯的判廢水平不高，員工的操作技能不好，對鋼包內(nèi)襯判廢的經(jīng)驗(yàn)缺乏等；盲目要求鋼包運(yùn)用的安全可靠性，從而導(dǎo)致能夠繼續(xù)使用的鋼包被過早拆除；對鋼包內(nèi)襯實(shí)施修砌的工藝不合適，渣線壽命難以同包壁的使用時間相互適合（通常在運(yùn)用的時候，兩套渣線、包底搭配一套包壁），沒有起到合理的綜合成效；鋼包的包沿出現(xiàn)的問題比較多，增加了鋼包小修的次數(shù)；富氧烘烤導(dǎo)致了鋼包內(nèi)襯磚產(chǎn)生的氧化脫碳情形惡劣，造成使用時間縮短；耐火材料出現(xiàn)大的質(zhì)量問題，或者在性能方面出現(xiàn)較大的波動。

四、項目實(shí)施效果

項目實(shí)施后，對于砌筑包壁內(nèi)襯的鋼包來說，其平均包令能夠?qū)崿F(xiàn)110 次/包役，同運(yùn)用現(xiàn)有的技術(shù)手段實(shí)施的鋼包對比，壽命提高22.2%，有的鋼包的包齡甚至是120 次/包役，每一噸鋼的成本減少0.504 元，獲得的經(jīng)濟(jì)效益非常不錯?；趯?shí)施穩(wěn)定的裝修模式后，加上有效的砌筑工藝及烘烤制度后，極大提升了鋼包的安全性能，延長其運(yùn)用時間。并且也能夠降低出現(xiàn)安全隱患的相關(guān)問題，繼而減少耐材的損耗及成本。通過強(qiáng)化對鋼包的使用管理，增強(qiáng)鋼包的運(yùn)用時間，綜合創(chuàng)效200多萬元。

五、結(jié)語

基于對鋼包進(jìn)行裝修模式的調(diào)整、將砌筑的工藝進(jìn)行改進(jìn)及改變烘烤制度后，鋼包在線上的安全使用能力變高，出現(xiàn)異常下線的情形顯著降低，鋼包包齡得到增強(qiáng)。當(dāng)就鋼包工作襯完成小的修補(bǔ)時，不必將渣線內(nèi)的環(huán)鎂碳磚進(jìn)行拆除，能夠起到節(jié)能減排的效果，經(jīng)濟(jì)和社會效益顯著?；诜€(wěn)定的定修模式、合理的砌筑工藝和烘烤制度下，保證了鋼包的安全性能，使得利用的時間延長，減少出現(xiàn)一些安全問題，進(jìn)而降低事故，對生產(chǎn)成本及耐材損耗也有一定的降低。