加強宣鋼二鋼軋廠鋼包管理
——以提高鋼包使用壽命為例

李雪輝

（河鋼集團宣鋼公司 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、時間很長等嚴重影響了鋼包的正常運轉(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，便需要對鋼水實施冶金處理。加強操作條件，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，增強鋼包的運用性能，這樣便能夠符合現(xiàn)代化的冶煉業(yè)的發(fā)展，減少冶煉過程當中的生產(chǎn)成本，增強冶煉行業(yè)的工作成效。在生產(chǎn)過程當中，生產(chǎn)條件對于鋼包的運用壽命產(chǎn)生一定的局限，當鋼包和鋼水相互對接的時候，溫度會越來越高；當鋼包和鋼水進行分離后，對其進行澆鑄，其溫度急速降低。在精煉鋼水的過程當中會出現(xiàn)很多有著強烈侵蝕性的熔渣，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，減少了鋼包的運用時間。

隨著2019年鋼包擴容改造，導(dǎo)致鋼包包襯的砌筑工藝發(fā)生了顯著變化。當耐火材料在質(zhì)量和性能方面出現(xiàn)波動，將使鋼包的運用壽命減少。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。因為鋼包的運用時間減短，新砌筑鋼包需要許多的耐火材料，進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，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)量是干擾鋼包運用壽命的關(guān)鍵。對于鋼包耐材運用不合理、搭配不當會造成鋼包出現(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，從而對于鋼包的運用做出一定的改進，使鋼包的使用壽命大大縮短，進而也會提升耐火材料的價格，二鋼軋廠針對如何增強鋼包的使用壽命及減少鋼包的耐材價格做出應(yīng)對。

二、項目實施總體方案

對于增強鋼包的使用壽命、減少鋼包的耐材價格，需要實施多個層面的改進，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。

通過加強對鋼包的管理，制定鋼包在線運行記錄，對包號、包齡、透氣磚使用次數(shù)、浸泡時間等進行在線管理。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，增加其運用的時間，降本增效。要針對鋼包的操作及判廢實施科學(xué)化的管理，使員工對鋼包有一個全面化了解，運用管理制度進行約束。對于鋼包判廢而言，也要科學(xué)合理化實施。當實施鋼包修砌的時候，必須非常嚴格對于磚縫實施掌控，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，從而能夠準確地完成鋼包判廢，增強其使用的時間。

三、項目實施主要做法

（一）建立鋼包烘烤——運行熱包周轉(zhuǎn)制度及臺賬

根據(jù)鋼包烘烤實際運行的情況，建立了鋼包烘烤——運行熱包周轉(zhuǎn)制度及臺賬，并制定相關(guān)制度。鋼包烘烤前對修理內(nèi)容進行確認，嚴格按照鋼包修理類別的烘烤制度進行烘烤時間設(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

1.鋼包砌筑方法改進實施

將鋼包的修砌工藝進行改變，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，提升永久層強度，修補其局部位置。

對于包壁襯里的永久層內(nèi)渣線磚以下工作層部分，在進行全修的時候，主要修補砌筑包壁層磚、內(nèi)層磚；在中期修補內(nèi)層磚；然后就是那些有脫落的地方完成小的貼補。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；在實施中期修補，對內(nèi)層磚貼補到如50—70次時，內(nèi)層磚4脫落，此時進行中期修補。運用該種手段，可以使鋼包的平均包齡實現(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)濟成效。

2.包底磚砌筑方法改進實施

杜絕包殼出現(xiàn)變形。當鋼包和鋼水接觸時，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行迅速凝固，杜絕出現(xiàn)烘烤干燥，增強鋼包的整體強度以及安全性能，并且減少對其進行修砌的時間。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)基準面不平整的情況，進而避免出現(xiàn)一些安全問題。并且在操作過程當中采取木榔頭進行敲緊，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)量控制完成標準。因為各個預(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)進出鋼包，減少出現(xiàn)安全問題，降低工作者的勞動強度，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行凝固，杜絕烘烤干燥，進而增強鋼包整體的安全運用及加強整體的強度，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)進行細化為數(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，比如說在本案例當中，在耐火磚砌筑區(qū)1 上又細化出了四個方形預(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、灰縫達標。當耐火磚呈現(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，運用吊具把每一個砌筑塊都吊入鋼包當中，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 放置進去，在透氣磚砌筑區(qū)2 內(nèi)將砌筑透氣磚7 放入，之后運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)鋼包的實際部位及作用進行。包底、包壁及渣線部位對于耐火材料有著非常嚴格的要求，按照實際的經(jīng)驗，一般鋼包的內(nèi)襯需要運用堿性的耐火材料，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。按照具體情形運用具體的磚，不僅增強其性能，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)成分及理化指標同鎂碳磚差不多，能夠促進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，增強其運用的時間，減少了耐材成本。

（四）改進精煉工藝，縮短精煉工序時間

對精煉工藝實施改進，其目標就是為了增強精煉鋼包的使用時間，進而增強精煉的質(zhì)量。因為傳統(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，因為在精煉當中，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，加強對鋼包的科學(xué)管理

鋼包在周轉(zhuǎn)運行時，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)驗缺乏等；盲目要求鋼包運用的安全可靠性，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、項目實施效果

項目實施后，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，同運用現(xiàn)有的技術(shù)手段實施的鋼包對比，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)濟效益非常不錯?；趯嵤┓€(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。通過強化對鋼包的使用管理，增強鋼包的運用時間，綜合創(chuàng)效200多萬元。

五、結(jié)語

基于對鋼包進行裝修模式的調(diào)整、將砌筑的工藝進行改進及改變烘烤制度后，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。當就鋼包工作襯完成小的修補時，不必將渣線內(nèi)的環(huán)鎂碳磚進行拆除，能夠起到節(jié)能減排的效果，經(jīng)濟和社會效益顯著。基于穩(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，進而降低事故，對生產(chǎn)成本及耐材損耗也有一定的降低。