精煉包(LF)包齡影響因素分析
1 前言
自1999年3月份，石鋼電爐廠經(jīng)技改形成“初煉爐(EBT)——精煉爐(LF)——連鑄機(jī)(CC)”三位一體工藝之后，由于精煉時(shí)間長，精煉包作業(yè)條件惡劣，包齡較低，1999年9月份，針對(duì)此問題，經(jīng)過技術(shù)攻關(guān)，自1999年10月份起包齡穩(wěn)步提高，至2003年平均已達(dá)到75爐玥以上，噸鋼成本由1999年的50元下降到2003年的16元，成本明顯降低，個(gè)別月份雖有波動(dòng)，但從整個(gè)工藝效果看是可行的，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。
2 鋼包砌筑工藝的改進(jìn)
2.1 鋼包永久層的改進(jìn)
鋼包永久層由耐火材料砌筑改為整體澆注形式。原永久層為薄板黏土磚加高鋁粉泥砌筑，這種方法的缺陷是在工作層Mg—C磚縫滲鋼后易造成漏鋼事故。改進(jìn)后為永久層使用鋁鎂尖晶石澆注料一次澆注成型，內(nèi)壁表面光滑無空隙無踏料現(xiàn)象，風(fēng)干、烘烤后無剝落現(xiàn)象，使磚縫滲鋼后造成的漏包事故得到了根本控制，提高了鋼包的包齡，從而有效地保證了安全、穩(wěn)定了生產(chǎn)。雖然單包一次成本提高，但正常使用在400爐以上，永久層原噸鋼成本在2.5元，現(xiàn)僅在1元／噸鋼以內(nèi)，綜合效益明顯提高，工人勞動(dòng)強(qiáng)度降低。
2.2 增添保溫層
為了增加鋼包的保溫性能，在永久層和包殼之間增添了保溫層(絕熱板)，實(shí)踐證明在澆注過程中，鋼包的溫降由原來的1℃／件鐘降為0.8℃／件鐘，在中包加蓋的情況下，中包后期、前期溫度可保持在12℃波動(dòng)范圍內(nèi)。
此項(xiàng)技術(shù)的改進(jìn)解決了永久層保溫隔熱差的缺陷，實(shí)現(xiàn)降低上鋼溫度，縮短精煉時(shí)間降低電耗，減少高溫鋼水對(duì)工作層鎂碳磚的沖刷，改善了連鑄質(zhì)量，同時(shí)有效的提高了包齡。
2.3 改善包底的砌筑
偏心爐底出鋼時(shí)鋼水直接沖擊包底，提高沖擊區(qū)耐火磚的厚度，沖擊區(qū)Mg—C磚比周圍區(qū)域高出50mm，質(zhì)量提高到18A，可有效提高包底使用壽命。
原中修鋼包時(shí)，以拆換水口座磚，透氣座磚為主，不整換包底，座磚周圍灌注鋁鎂尖晶石澆注料修補(bǔ)包底，實(shí)踐證明，使用5—6爐后易形成深坑，必須濕補(bǔ)，否則造成鋼水嚴(yán)重污染，增加鋼水的夾雜物?，F(xiàn)改為盡量減少澆注料用量，灌人澆注料后振動(dòng)棒振實(shí)，效果比較理想。
鋼包水口座磚及透氣座磚的找平及填料必須嚴(yán)格執(zhí)行技術(shù)操作規(guī)程。實(shí)踐證明，鹵水濃度必須在1.3M以上才能保證鎂砂粉的燒結(jié)，否則使用過程中由于鋼包的振動(dòng)及轉(zhuǎn)動(dòng)未燒結(jié)的鎂砂粉將順縫流出形成空隙，在鋼水的巨大靜壓力下，使包底產(chǎn)生裂縫，造成鉆鋼漏包，(2000年曾發(fā)生5次)。
2.4 中修鋼包新舊臺(tái)階的處理
中修鋼包，在新舊鎂碳磚接茬處一般有20—60mm的臺(tái)階，若不經(jīng)處理，此處鋼水在氬氣攪拌作用下，將形成旋渦，成為薄弱環(huán)節(jié)。因此，在中修換渣線完畢后，用鎂碳質(zhì)泥料加樹脂的泥料抹平實(shí)(見圖1)，由于泥料和鎂碳磚的成分接近，且樹脂粘接性良好，基本可使問題得到解決。經(jīng)實(shí)踐證明，在鋼包中后期或事故狀態(tài)下，(渣線侵蝕嚴(yán)或漏鋼)更換渣線包壁用至80—100mm情況下效果將更加明顯。
3 改善鋼包耐火磚的質(zhì)量及泥料質(zhì)量。
3.1 鋼包鎂碳磚質(zhì)量的提高及穩(wěn)定。
鋼包磚的質(zhì)量是包齡進(jìn)一步提高的物質(zhì)基礎(chǔ)。2000年初，適合電爐廠工藝條件的磚，在高鋁泥砌筑的條件下，已突破50爐大關(guān)，在使用過程中，由原有于個(gè)別磚的質(zhì)量問題，曾造成甩包，一般包齡不超過20爐。因此，磚的質(zhì)量旦生是影響其包齡的重要因素。加強(qiáng)磚質(zhì)量的檢驗(yàn)及良好的儲(chǔ)存條件必須高度重視。
3.2提高座磚及透氣磚質(zhì)量
一次包齡即是指全新包投入使用至中修的包齡。要提高一次包齡則必須保證水口座磚的質(zhì)量，使其壽命達(dá)到40爐左右。原來用莫來石—鉻剛玉座磚侵蝕快，熱穩(wěn)定性欠佳，20爐左右時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)碎裂現(xiàn)象，不能滿足提高一次包齡的要求。原來用透氣座磚壽命平均4.8爐做，嚴(yán)重影響生產(chǎn)節(jié)奏及鋼包壽命。經(jīng)過對(duì)座磚、透氣磚材質(zhì)的調(diào)整，現(xiàn)座磚壽命已達(dá)到35爐做以上，透氣座磚平均使用壽命達(dá)到了12.5爐做，減少了拆裝透氣磚對(duì)座磚的損害，有效的提高了包齡。另外，一次包齡提高后，可減少冷熱循環(huán)對(duì)鋼包的損失，鋼包透涼后，Mg-C磚粉化剝落層約15mm，剝落影響包齡4-6爐，其剝落的主要原因是碳的氧化和熱脹冷縮造成的。
3.3 泥料的改進(jìn)
原來砌修鋼包所用泥料為高鋁質(zhì)泥，其主要化學(xué)成分和理化指標(biāo)與鎂碳磚相差較大，磚縫鉆鋼嚴(yán)重，由于冷熱循環(huán)，鎂碳磚斷裂嚴(yán)重，一般包齡不超過50爐。現(xiàn)改為鎂碳質(zhì)泥料砌筑，其主要成分及理化指標(biāo)見(表1)。
由于鎂碳質(zhì)泥漿主要化學(xué)成分及理化指標(biāo)與鎂碳磚基本上相同，從而解決了：(1)磚縫跑鋼；(2)減少了鋼包在磚縫處的沖刷；(3)由于此泥料與永久層(鋁鎂尖晶石)不粘結(jié)，大大降低了拆包工的勞動(dòng)強(qiáng)度，且能保持永久層內(nèi)壁的光滑，給砌包質(zhì)量的提高打下了基礎(chǔ)，包齡已突破100爐大關(guān)。
3.3 泥料的應(yīng)用
鋼包在使用過程中往往出現(xiàn)裂縫、孔眼等缺陷，由于Mg-C質(zhì)泥漿的物化特性，在鋼包放涼后灌注泥漿修補(bǔ)，可對(duì)以上缺陷有很好的彌補(bǔ)作用。經(jīng)實(shí)踐證明此薄弱點(diǎn)大大改善，使用一個(gè)鋼包后周期未發(fā)現(xiàn)問題，效果明顯優(yōu)于鎂砂粉加鹵水補(bǔ)包。
4 降低事故，加強(qiáng)烘烤與修補(bǔ)
4.1 鋼包使用過程中的事故是最大的浪費(fèi)
鋼包上水口和上滑板鉆鋼將損失的鋼水、沖壞包殼，嚴(yán)重影響鋼包的使用，甚至造成甩包大拆。鋼包的透氣不良或不透氣，在精煉過程中會(huì)引起渣面及上部鋼水溫度極高，嚴(yán)重侵蝕渣線部位鎂碳磚。其余如渣線漏、掉磚等各種事故均有可能造成鋼包的非正常周轉(zhuǎn)，使鋼包粉化一層，影響包齡。因此，必須嚴(yán)格執(zhí)行鋼包的技術(shù)準(zhǔn)備規(guī)程，嚴(yán)格考核與管理。
4.2 鋼包烘烤
進(jìn)一步提高鋼包烘烤的質(zhì)量，盡量在紅熱狀態(tài)啟用新包，有減少高溫鋼水對(duì)鋼包磚的熱沖擊力的作用。新包前三爐的使用也很關(guān)鍵，必須連續(xù)使用，使Mg-C磚燒結(jié)良好，提高鋼包磚的耐火度。
4.3 加強(qiáng)鋼包使用過程中的修補(bǔ)
在使用過程中，鋼包渣線部位、座磚、沖擊區(qū)等處易出現(xiàn)薄弱點(diǎn)。如坑、孔、裂縫等，可用鋼包熱補(bǔ)料投補(bǔ)，一般補(bǔ)好后可連續(xù)使用4—6爐，效果較好。但由于作業(yè)環(huán)境較差，工人操作困難，可改為噴補(bǔ)。此種鎂碳質(zhì)熱補(bǔ)料為干式透補(bǔ)，一般紅包燒結(jié)20分鐘即可使用。
5 嚴(yán)密組織生產(chǎn)，強(qiáng)化爐前操作
5.1 合理安排新老包的周轉(zhuǎn)
鋼包作為承上啟下的精煉爐是生產(chǎn)順行的關(guān)鍵，若生產(chǎn)不順也影響包齡。如生產(chǎn)事故狀態(tài)下，鋼包處于精煉狀態(tài)(包括等待精煉時(shí)間)最長可達(dá)12小時(shí)，所以對(duì)老鋼包的使用要合理調(diào)配。并且由于EBT—LF—連鑄工藝的匹配不盡合理，第一爐精煉時(shí)間長，且上鋼溫度高，所以老包盡量避開第一爐，從而有效延長使用壽命，減少事故。
5.2 強(qiáng)化爐前操作
強(qiáng)化爐前操作，有效控制危害因素，避免出現(xiàn)以下情況：
(1)氧化渣進(jìn)入鋼包，將直接影響精煉操作，還原氣氛很難盡快形成，嚴(yán)重侵蝕鋼包渣線。
(2)精煉渣的流動(dòng)性不宜加過多的螢石調(diào)整，否則渣子太稀易造成沖刷渣線位。
(3)出鋼量過大，除不易精煉、渣量偏少外，還直接影響渣線壽命，由于底吹氬氣的攪動(dòng)作用及電極弧光的輻射、鋼水的浮力，將直接作用于鋼包的最上面三層磚，使渣線磚松動(dòng)、損壞直至掉磚、造成甩包的嚴(yán)重后果。
(4)重鋼包置于精煉位時(shí)，一定坐正勿偏，否則電極弧光對(duì)鋼包的損壞很嚴(yán)重，2#電極區(qū)又是高溫區(qū)，在此處曾發(fā)生多次嚴(yán)重后果。
6 結(jié)論
(1)鋁鎂尖晶石澆注料作永久層，鎂碳質(zhì)料加樹脂作砌包泥料，可避免鋼包鉆鋼事故，減少漏包，大大提高包齡。
(2)改善砌筑工藝，加保溫層、包底的砌筑，中修砌筑等可有效提高包齡。
(3)加強(qiáng)組織生產(chǎn)，提高耐材質(zhì)量，消除薄弱環(huán)節(jié)，減少冷熱循環(huán)，提高一次包齡。
(4)強(qiáng)化爐前操作，有效控制危害因素，減少對(duì)渣線的侵蝕。
(5)開展鋼包熱補(bǔ)料投補(bǔ)試驗(yàn)，現(xiàn)已取得一些滿意效果。
參考文獻(xiàn)：
1 許汝鐘，徐明華，電弧爐煉鋼問答，冶金工業(yè)出版社。1994
2 徐曾啟，爐外精煉，冶金工業(yè)出版社。1994