煉鋼廠鋼包座磚裂紋原因分析及解決措施

崔新華，胡愛水，鄭余祥

（1.河北鑫達鋼鐵集團有限公司 技術(shù)部，河北 遷安064400；2.河北鑫達鋼鐵集團有限公司二煉鋼廠 技術(shù)科，河北 遷安064400；3.中民馳遠實業(yè)有限公司，遼寧 大石橋115100）

煉鋼廠鋼包的作用是將轉(zhuǎn)爐內(nèi)冶煉好的鋼水運輸至連鑄， 在連鑄鋼包回轉(zhuǎn)臺上面，1 500 ℃高溫鋼液通過鋼包底部的水口、滑板流出至中間包內(nèi)，進行鋼坯中轉(zhuǎn)暫停，最終從中包水口流出至連鑄拉矯，完成鋼坯成型。

對于高溫鋼液從鋼包內(nèi)流出的水口， 需要安置在水口座磚內(nèi)部，水口在鋼包使用過程中，使用20～25 次可以進行在線更換，水口座磚必須在小修鋼包更換包底時進行更換。水口座磚的質(zhì)量優(yōu)劣、施工質(zhì)量的好壞直接影響到鋼包能否正常運轉(zhuǎn)。 鋼包水口座磚在運行過程中出現(xiàn)的質(zhì)量問題通常有材質(zhì)不穩(wěn)定、打結(jié)工藝過程控制出現(xiàn)問題、烘烤不到位、現(xiàn)場施工安裝有缺陷等。

本文就現(xiàn)場水口座磚出現(xiàn)的問題進行了梳理，提出整改措施，最終取得了滿意的效果，保證了鋼包的正常運轉(zhuǎn)。

1 鋼包使用現(xiàn)場情況

某企業(yè)煉鋼廠使用150 t 鋼包， 采用雙水口，水口直接鑲嵌在座磚內(nèi)部， 座磚在砌筑包底鎂碳磚時安裝在包底，壽命與包底同步，使用壽命在70～80 爐次之間，整個鋼包使用壽命在130～150 爐之間，鋼包整體耐材如圖1 所示。 鋼包水口在鋼包烘烤完畢上線前進行安裝，采用密封膠泥涂抹在水口外部，人工使用強壓將水口鑲嵌到座磚內(nèi)部，使得座磚、膠泥和水口緊密連成一個整體，增加了整體強度。具體安裝情況如圖2 所示。

圖1 鋼包耐材配置示意圖

圖2 水口和座磚安裝示意圖

座磚在使用過程中， 最上部直接承受鋼液的初期沖擊，鋼液流出過程中的不斷沖刷、侵蝕使得座磚長度在不斷變短， 座磚內(nèi)的水口是鋼液直接流出的通道，承受著高溫鋼水的沖擊、摩擦和生產(chǎn)過程中的溫差變化， 水口與座磚之間靠密封膠泥進行連接及密封。

在2019 年7～9 月份，陸續(xù)出現(xiàn)了水口座磚裂紋的現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)及時的進行下線處理，發(fā)現(xiàn)不及時的通過水口與座磚之間的膠泥通道滋鋼穿包， 嚴重影響了現(xiàn)場生產(chǎn)節(jié)奏，增加了鋼包成本，生產(chǎn)處于被動局面。圖3 為座磚裂紋導致的滋鋼穿包形貌圖，圖4 為在線觀察到的座磚裂紋形貌圖。

針對由于座磚裂紋導致的座磚通道與水口之間漏鋼事故，從水口質(zhì)量、成分、座磚質(zhì)量、施工等多個方面逐一進行分析和跟蹤。水口完整無損，可以排除原因； 對于座磚發(fā)現(xiàn)裂紋， 分析主要是座磚產(chǎn)生裂紋，整體性不完整，強度下降，同時座磚與水口之間的空隙加大，鋼液滲進膠泥的空隙，座磚、膠泥和水口三者連成一體的整體強度遭到破壞， 密封膠泥抵擋不了高溫炙熱的鋼液，逐漸遭到侵蝕，從而出現(xiàn)滋鋼、漏鋼事故。

圖3 水口座磚裂紋導致的滋鋼穿包形貌圖

圖4 座磚裂紋形貌圖

2 針對漏鋼采取的方案措施

對于座磚裂紋出現(xiàn)的裂紋導致漏鋼事故， 煉鋼廠和技術(shù)中心人員結(jié)合廠家分析出了原因， 一方面從座磚材質(zhì)由廠家進行分析和調(diào)配， 同時從其它國內(nèi)座磚廠家緊急調(diào)運質(zhì)量和口碑較好的公司產(chǎn)品進行試用，情況如下：

（1）現(xiàn)場使用A 廠家座磚，如圖5 所示，使用到后期（60 次左右），發(fā)現(xiàn)有微裂紋，座磚上部有明顯擴徑現(xiàn)象。

圖5 A 廠家座磚裂紋形貌圖

（2）B 廠家的座磚，如圖6 所示，在下線后，發(fā)現(xiàn)也有多處縱向微裂紋，裂紋之間呈現(xiàn)90°分布在座磚的中間部位（從鋼包熱修平臺處人員面對座磚作為水平參照，裂紋不在座磚的四個角部）。

（3）鋼包承包廠家對座磚的材質(zhì)進行了分析，挑選了優(yōu)質(zhì)原料一步步進行配方操作， 同時調(diào)整了內(nèi)部骨料和粉料的配方和成分，在使用中進行了總結(jié)，出現(xiàn)的裂紋幾率逐漸減小。

對于座磚安裝操作方面采取的措施如下：

圖6 B 廠家座磚裂紋形貌圖

座磚在安裝時隨包底一起進行砌筑， 在座磚安裝定位前，將座磚底部的鋼構(gòu)位置處清理雜質(zhì)、填充好，周邊使用澆注料進行振搗、填充，整體施工完畢后進行烘烤，上線（如圖7～圖9 所示）。

圖7 座磚下部清理現(xiàn)場圖

圖8 座磚就位找正現(xiàn)場圖

圖9 座磚安裝到位現(xiàn)場圖

（1）對于包底座磚周邊的澆注料的水灰比進行嚴格控制，水分控制在6%～8%之間。

（2）對于座磚和包底之間的縫隙（30～100 mm），澆注料施工振搗過程使用手動操作， 不能使用振動棒振動，避免振動力過大，骨料下沉。

（3）在線更換水口時，檢查座磚裂紋和侵蝕情況。

（4）加強聯(lián)系調(diào)度，鋼包下線等鋼時間超過30 min，應該進行二次烘烤。

（5）鋼包烘烤時嚴格進行溫度監(jiān)控，指定專用記錄本，主要記錄各部位的溫度（包底、包壁、渣線、包口），烘烤中密切關(guān)注鋼包水口處和包壁的排氣狀況。

（6）廠家結(jié)合公司技術(shù)中心人員，出具現(xiàn)場鋼包施工完整方案上墻，如圖9、圖10 所示，定期進行培訓。

3 改造后的效果

通過對座磚幾個方面近兩個月的攻關(guān)， 座磚裂紋逐漸減少和消失，使用壽命也在可控范圍之內(nèi)，改造效果較好，減少了生產(chǎn)事故，節(jié)約了耐材成本。

4 結(jié)語

煉鋼鋼包是煉鋼鋼液中轉(zhuǎn)的重要工具， 內(nèi)部的耐材質(zhì)量優(yōu)劣和施工質(zhì)量直接關(guān)系到生產(chǎn)的順行和安全， 對于鋼包的日常管理和調(diào)配使用需要各個鋼廠技術(shù)人員根據(jù)各自的工況條件進行摸索和總結(jié)，上述經(jīng)驗具有借鑒和推廣價值。

圖9 鋼包施工方案（1）

圖10 鋼包施工方案（2）