提高中間包連澆爐數(shù)的生產(chǎn)實踐

湯孝斌

摘 要：中間包包襯壽命和連澆爐數(shù)是衡量連鑄機(jī)生產(chǎn)能力的一項重要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，通過提高中間包包襯壽命與連澆爐數(shù)，不僅可以穩(wěn)定煉鋼工序生產(chǎn)節(jié)奏，有效提高連鑄機(jī)作業(yè)率，減少中包更換次數(shù)，還可以降低耐材成本和爐前出鋼溫度，提高金屬收得率。

關(guān)鍵詞：中間包；連澆爐數(shù)；生產(chǎn)實踐

PRACTICE ON INCREASE IN CONTINUOUS CASTING HEATS IN TUNDISH

Tang Xiaobin

（Yangchun New Steel Company Limited.? ? Yangchun? ? 529600，China）

Abstract：The ladle life and the number of continuous pouring furnaces is an important economic and technical index to measure the production capacity of the continuous casting machine. By improving the ladle life and the number of continuous pouring furnaces， not only can the production rhythm of the steelmaking process be stabilised， the operation rate of the continuous casting machine be effectively improved and the number of ladle changes be reduced， but also the cost of resistant materials and the temperature of the steel output before the furnace can be reduced and the metal yield can be improved.

Key words：intermediate ladle; number of continuous pouring furnaces; production practice

0? ? 前? ? 言

陽春新鋼鐵有限責(zé)任公司煉鋼廠擁有五機(jī)五流小方坯連鑄機(jī)3臺，主要生產(chǎn)HRB400E，HRB500E，HPB300，XGL等鋼種，普碳鋼最高拉速5.7 m/min、工作拉速4.0～4.8 m/min，因中間包壽命普遍不高，導(dǎo)致金屬收得率低、能耗高，大大增加了煉鋼工序成本和員工勞動強(qiáng)度。因此提高中間包使用壽命、減少頻繁換包造成的時間浪費、降低生產(chǎn)成本和員工勞動強(qiáng)度，成為當(dāng)前要解決的首要問題。煉鋼廠根據(jù)現(xiàn)場實際情況，理論聯(lián)系實際，針對當(dāng)前高拉速下中間包存在的的上水口擴(kuò)徑、塞棒尖、護(hù)板侵蝕嚴(yán)重等問題進(jìn)行攻關(guān)，制定了相應(yīng)的技術(shù)改進(jìn)措施，從而使得中間包使用壽命穩(wěn)定提升至24 h、平均連澆爐數(shù)提升至44爐以上。

1? ? 問題調(diào)查

1.1? ? 中間包使用狀況分析

根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2021年1～12月，年平均連澆爐數(shù)37.7爐。

1.2? ? 影響中間包連澆爐數(shù)的主要因素

影響中間包連澆爐數(shù)的主要因素有：

1）中間包制作質(zhì)量；

2）烘烤制度；

3）功能型耐火材料、中間包干式料質(zhì)量；

4）生產(chǎn)組織模式；

5）中間包鋼水過熱度。

統(tǒng)計2021年中間包耐火材料影響生產(chǎn)次數(shù)見圖1。

2? ? 影響中間包連澆爐數(shù)原因分析及改進(jìn)措施

2.1? ? 提高中間包制作質(zhì)量，避免中間包包壁疏松在烘烤時掉料

中間包包壁疏松主要體現(xiàn)在中間包包壁與包底接觸的位置，在烘烤時出現(xiàn)掉料影響干式料壽命，造成連澆爐數(shù)未能按計劃執(zhí)行。包壁疏松表現(xiàn)為包壁直墻面與包底交界處長條狀粉末掉落，形成“狹縫狀”，如圖2框處所示。

針對現(xiàn)場情況，發(fā)現(xiàn)造成中間包包壁疏松掉料的原因有：

1）干式料布料不合理。當(dāng)前中間包黏結(jié)劑配比偏低，且修砌時存在扎堆集中布料現(xiàn)象，導(dǎo)致干式料中的大顆粒鎂砂易發(fā)生偏析；

2）干式料底料混料不均勻存在偏析，導(dǎo)致局部粗顆粒多，細(xì)顆粒少，燒結(jié)后黏結(jié)強(qiáng)度不夠。

改進(jìn)措施：

1）對底料布料方式優(yōu)化（采取擺動布料），避免局部粗顆粒富集燒結(jié)強(qiáng)度不夠；

2）對干式料底料粒級配比進(jìn)行調(diào)整、適當(dāng)減少粗顆粒比例，延長混勻時間、減少偏析，解決干式料粗顆粒偏析導(dǎo)致的局部疏松、燒結(jié)黏結(jié)強(qiáng)度不夠問題。

2.2? ? 優(yōu)化中間包烘烤制度，改進(jìn)干式料烘烤不均勻及烘烤時間長導(dǎo)致的材料氧化問題

在煤氣熱值發(fā)生變化時出現(xiàn)干式料烘烤不均勻及烘烤溫度過高包襯開裂現(xiàn)象，造成中間包無法使用，烘烤后中包內(nèi)溫度高于1 100 ℃時包蓋上的殘鋼、殘渣熔化，堵塞中間包上水口，造成中間包無法開澆[1]。為此，根據(jù)中間包烘烤溫度曲線（圖3）優(yōu)化了中間包烘烤制度（圖4），縮短中火、大火烘烤時長，根據(jù)煤氣熱值調(diào)整烘烤時長及煤氣、風(fēng)閥的開啟度，避免長時間中溫烘烤造成干式料燒結(jié)強(qiáng)度低及長時間高溫烘烤造成塞棒抗氧化涂層氧化、蓋板垮料等影響中間包壽命。

2.3? ? 中間包耐火材料改進(jìn)

中間包耐火材料主要有塞棒、上水口、火泥、護(hù)板、干式料，這幾種耐火材料能否與包襯壽命同步，將直接影響中間包的壽命。

2.3.1? ? 塞棒改進(jìn)

中間包塞棒的原棒尖為尖頭型，控流精度高，但滿足不了長時間控流行程要求，棒頭不耐侵蝕，棒身渣線部位耐侵蝕效果差。因此，采取了以下改進(jìn)措施：1）將塞棒頭由尖頭型（圖5）改為圓頭型（圖6）[2]，滿足了塞棒行程要求且不影響控流精度；2）塞棒頭由鋁碳材質(zhì)改為鋁鎂碳材質(zhì)，提高了塞棒頭的抗侵蝕性能。

2.3.2? ? 上水口材質(zhì)改進(jìn)

適當(dāng)提高上水口外套材質(zhì)Al2O3含量，抵抗?jié)沧r鋼水對上水口外套侵蝕引發(fā)的上水口碗口開裂問題，圖7（右）為碗口外套Al2O3含量低的上水口，出現(xiàn)圖8碗口外套嚴(yán)重滲鋼情況，改進(jìn)成圖7（左）碗口外套Al2O3含量高的上水口，碗口滲鋼情況得到有效解決。

2.3.3? ? 座磚與上水口涂抹火泥的改進(jìn)

座磚與上水口之間的配合間隙為3 mm，間隙之間發(fā)生過滲鋼，存在事故隱患，為此采取的措施是：改進(jìn)座磚與上水口的涂抹火泥（圖9），使火泥與上水口的膨脹系數(shù)一致，確保澆注過程中不發(fā)生座磚與上水口間隙滲鋼（圖10），經(jīng)過技術(shù)改進(jìn)后，座磚與上水口存在的滲鋼問題得到解決，滿足連澆爐數(shù)要求。

中間包水口認(rèn)垮主接縫料試驗方案

一、試驗產(chǎn)品：湘鋼瑞泰鎂碳質(zhì)水口接縫料

二、試驗廠家：淄博盛耐福工貿(mào)有限公司

三、理化指標(biāo)：

四、試驗?zāi)康模毫私庾筒┦⒛透９べQ(mào)有限公司提供的“湘鋼瑞泰鎂碳質(zhì)水口認(rèn)磚接縫料”（以下簡稱鎂碳接縫料）是否滿足現(xiàn)場使用要求。

五、試驗地點：3號連鑄機(jī)

六、試驗時間：2022年3月～2022年5月

七、試驗數(shù)量 ：1.8 t

八、試驗要求：

1.試驗第一個包S1上水口、座磚接縫處使用鎂碳接縫料跟蹤使用，S2-S5流上水口、座垮主拉絲和處使用綠火泥跟蹤使用，下張翻包檢查 S1-S5上水口、座磚接縫滲鋼情況，若第一個包S1上水口、座磚接縫滲鋼正常則后續(xù)安排第2個包S1-S3流跟蹤使用鎂碳接縫料，第2個包正常則后續(xù)安排第3個包S1-S5流跟蹤使用鎂碳接縫料。

2.3.4? ? 中間包護(hù)板提質(zhì)

隨著連澆爐數(shù)的提高，中間包受鋼口兩側(cè)護(hù)板出現(xiàn)侵蝕嚴(yán)重情況，影響中間包使用壽命，通過對護(hù)板的厚度及渣線位材質(zhì)、渣線位高度調(diào)整，提高了護(hù)板的抗侵蝕性能，滿足了連澆爐數(shù)要求，圖11為改進(jìn)前護(hù)板厚度5 cm，圖12為改進(jìn)后護(hù)板厚度8 cm。

2.3.5? ? 中間包干式料改進(jìn)

中間包底料（鋼水罐鎂碳磚制成）FeO含量高、熔點低、鎂砂含量少，底料對上水口保護(hù)不好出現(xiàn)上水口鋯碗開裂、鋯碗與外套分離等問題，對中間包底料進(jìn)行粒級配比調(diào)整，通過磁選減少FeO含量、增加鎂砂含量等措施，改進(jìn)前中間包底料（圖13），粗顆粒度大，雜質(zhì)多，對上水口碗口保護(hù)不好，改進(jìn)后中間包底料（圖14），雜質(zhì)減少，顆粒度均勻，對上水口碗口保護(hù)良好。適當(dāng)增加干式料粗顆粒鎂砂比例，提高鎂砂純度，從而提高干式料的抗侵蝕性能，為提高連澆爐數(shù)奠定了基礎(chǔ)。

2.3.6? ? 生產(chǎn)組織優(yōu)化

對拉坯曲線進(jìn)行優(yōu)化，因高鐵耗生產(chǎn)模式拉速較慢，將高鐵耗生產(chǎn)模式的拉坯曲線對應(yīng)的溫度區(qū)間放寬，將原來的3 ℃一個區(qū)間改為5 ℃一個區(qū)間，減少拉速頻繁波動、塞棒頻繁控流造成的棒尖侵蝕。

2.3.7? ? 低過熱度澆注

為了穩(wěn)定鋼包和中間包溫度，減少因鋼包周轉(zhuǎn)時間長帶來的溫度波動過大給連鑄的連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)帶來的不利影響，減少了鋼包周轉(zhuǎn)個數(shù)，使鋼包到中間包的溫降減少，對鋼水進(jìn)出站溫度進(jìn)行了下調(diào)，中間包平均溫度下降3 ℃，平均過熱度在15 ℃，實現(xiàn)了中間包低過熱度澆注，減少了高溫鋼水對中間包耐火材料的侵蝕。

3? ? 結(jié)? ? 論

通過以上措施的實施，煉鋼廠中間包平均連澆時間從21 h提高至24 h，平均連澆爐數(shù)從37.7爐提高至44爐（圖15），最高連澆爐數(shù)從43爐提高至50爐。中間包連澆爐數(shù)提高使每月澆次數(shù)減少6～7個，從而使停開澆頭尾廢、水口廢及過程其他挑廢極大減少。連澆爐數(shù)的提高，使鋼軋匹配度進(jìn)一步提高，熱送熱裝率提高10%，減少入加熱爐冷鋼坯數(shù)量及加熱爐煤氣消耗量，提高連澆爐數(shù)使公司全年生成本節(jié)約150萬元以上，同時澆次數(shù)的減少降低了工人的勞動強(qiáng)度，進(jìn)一步提高了連鑄過程生產(chǎn)控制水平。

參考文獻(xiàn)

[1]? ? 劉永平，梁亞，劉建偉，等.提高中間包連澆爐數(shù)的生產(chǎn)實踐[J].山東冶金，2006（2）：18-19.

[2]? ? 胡慶利，趙鐵成，王彬.提高中間包連澆爐數(shù)的生產(chǎn)實踐[J].河北冶金，2008（4）：53-54+98.