精炼包(LF)包龄影响因素分析

精炼包(LF)包龄影响因素分析
1 前言
自1999年3月份，石钢电炉厂经技改形成“初炼炉(EBT)——精炼炉(LF)——连铸机(CC)”三位一体工艺之后，由于精炼时间长，精炼包作业条件恶劣，包龄较低，1999年9月份，针对此问题，经过技术攻关，自1999年10月份起包龄稳步提高，至2003年平均已达到75炉玥以上，吨钢成本由1999年的50元下降到2003年的16元，成本明显降低，个别月份虽有波动，但从整个工艺效果看是可行的，取得了良好的经济效益。
2 钢包砌筑工艺的改进
2.1 钢包永久层的改进
钢包永久层由耐火材料砌筑改为整体浇注形式。原永久层为薄板黏土砖加高铝粉泥砌筑，这种方法的缺陷是在工作层Mg—C砖缝渗钢后易造成漏钢事故。改进后为永久层使用铝镁尖晶石浇注料一次浇注成型，内壁表面光滑无空隙无踏料现象，风干、烘烤后无剥落现象，使砖缝渗钢后造成的漏包事故得到了根本控制，提高了钢包的包龄，从而有效地保证了安全、稳定了生产。虽然单包一次成本提高，但正常使用在400炉以上，永久层原吨钢成本在2.5元，现仅在1元／吨钢以内，综合效益明显提高，工人劳动强度降低。
2.2 增添保温层
为了增加钢包的保温性能，在永久层和包壳之间增添了保温层(绝热板)，实践证明在浇注过程中，钢包的温降由原来的1℃／件钟降为0.8℃／件钟，在中包加盖的情况下，中包后期、前期温度可保持在12℃波动范围内。
此项技术的改进解决了永久层保温隔热差的缺陷，实现降低上钢温度，缩短精炼时间降低电耗，减少高温钢水对工作层镁碳砖的冲刷，改善了连铸质量，同时有效的提高了包龄。
2.3 改善包底的砌筑
偏心炉底出钢时钢水直接冲击包底，提高冲击区耐火砖的厚度，冲击区Mg—C砖比周围区域高出50mm，质量提高到18A，可有效提高包底使用寿命。
原中修钢包时，以拆换水口座砖，透气座砖为主，不整换包底，座砖周围灌注铝镁尖晶石浇注料修补包底，实践证明，使用5—6炉后易形成深坑，必须湿补，否则造成钢水严重污染，增加钢水的夹杂物。现改为尽量减少浇注料用量，灌人浇注料后振动棒振实，效果比较理想。
钢包水口座砖及透气座砖的找平及填料必须严格执行技术操作规程。实践证明，卤水浓度必须在1.3M以上才能保证镁砂粉的烧结，否则使用过程中由于钢包的振动及转动未烧结的镁砂粉将顺缝流出形成空隙，在钢水的巨大静压力下，使包底产生裂缝，造成钻钢漏包，(2000年曾发生5次)。
2.4 中修钢包新旧台阶的处理
中修钢包，在新旧镁碳砖接茬处一般有20—60mm的台阶，若不经处理，此处钢水在氩气搅拌作用下，将形成旋涡，成为薄弱环节。因此，在中修换渣线完毕后，用镁碳质泥料加树脂的泥料抹平实(见图1)，由于泥料和镁碳砖的成分接近，且树脂粘接性良好，基本可使问题得到解决。经实践证明，在钢包中后期或事故状态下，(渣线侵蚀严或漏钢)更换渣线包壁用至80—100mm情况下效果将更加明显。
3 改善钢包耐火砖的质量及泥料质量。
3.1 钢包镁碳砖质量的提高及稳定。
钢包砖的质量是包龄进一步提高的物质基础。2000年初，适合电炉厂工艺条件的砖，在高铝泥砌筑的条件下，已突破50炉大关，在使用过程中，由原有于个别砖的质量问题，曾造成甩包，一般包龄不超过20炉。因此，砖的质量旦生是影响其包龄的重要因素。加强砖质量的检验及良好的储存条件必须高度重视。
3.2提高座砖及透气砖质量
一次包龄即是指全新包投入使用至中修的包龄。要提高一次包龄则必须保证水口座砖的质量，使其寿命达到40炉左右。原来用莫来石—铬刚玉座砖侵蚀快，热稳定性欠佳，20炉左右时经常出现碎裂现象，不能满足提高一次包龄的要求。原来用透气座砖寿命平均4.8炉做，严重影响生产节奏及钢包寿命。经过对座砖、透气砖材质的调整，现座砖寿命已达到35炉做以上，透气座砖平均使用寿命达到了12.5炉做，减少了拆装透气砖对座砖的损害，有效的提高了包龄。另外，一次包龄提高后，可减少冷热循环对钢包的损失，钢包透凉后，Mg-C砖粉化剥落层约15mm，剥落影响包龄4-6炉，其剥落的主要原因是碳的氧化和热胀冷缩造成的。
3.3 泥料的改进
原来砌修钢包所用泥料为高铝质泥，其主要化学成分和理化指标与镁碳砖相差较大，砖缝钻钢严重，由于冷热循环，镁碳砖断裂严重，一般包龄不超过50炉。现改为镁碳质泥料砌筑，其主要成分及理化指标见(表1)。
由于镁碳质泥浆主要化学成分及理化指标与镁碳砖基本上相同，从而解决了：(1)砖缝跑钢；(2)减少了钢包在砖缝处的冲刷；(3)由于此泥料与永久层(铝镁尖晶石)不粘结，大大降低了拆包工的劳动强度，且能保持永久层内壁的光滑，给砌包质量的提高打下了基础，包龄已突破100炉大关。
3.3 泥料的应用
钢包在使用过程中往往出现裂缝、孔眼等缺陷，由于Mg-C质泥浆的物化特性，在钢包放凉后灌注泥浆修补，可对以上缺陷有很好的弥补作用。经实践证明此薄弱点大大改善，使用一个钢包后周期未发现问题，效果明显优于镁砂粉加卤水补包。
4 降低事故，加强烘烤与修补
4.1 钢包使用过程中的事故是最大的浪费
钢包上水口和上滑板钻钢将损失的钢水、冲坏包壳，严重影响钢包的使用，甚至造成甩包大拆。钢包的透气不良或不透气，在精炼过程中会引起渣面及上部钢水温度极高，严重侵蚀渣线部位镁碳砖。其余如渣线漏、掉砖等各种事故均有可能造成钢包的非正常周转，使钢包粉化一层，影响包龄。因此，必须严格执行钢包的技术准备规程，严格考核与管理。
4.2 钢包烘烤
进一步提高钢包烘烤的质量，尽量在红热状态启用新包，有减少高温钢水对钢包砖的热冲击力的作用。新包前三炉的使用也很关键，必须连续使用，使Mg-C砖烧结良好，提高钢包砖的耐火度。
4.3 加强钢包使用过程中的修补
在使用过程中，钢包渣线部位、座砖、冲击区等处易出现薄弱点。如坑、孔、裂缝等，可用钢包热补料投补，一般补好后可连续使用4—6炉，效果较好。但由于作业环境较差，工人操作困难，可改为喷补。此种镁碳质热补料为干式透补，一般红包烧结20分钟即可使用。
5 严密组织生产，强化炉前操作
5.1 合理安排新老包的周转
钢包作为承上启下的精炼炉是生产顺行的关键，若生产不顺也影响包龄。如生产事故状态下，钢包处于精炼状态(包括等待精炼时间)最长可达12小时，所以对老钢包的使用要合理调配。并且由于EBT—LF—连铸工艺的匹配不尽合理，第一炉精炼时间长，且上钢温度高，所以老包尽量避开第一炉，从而有效延长使用寿命，减少事故。
5.2 强化炉前操作
强化炉前操作，有效控制危害因素，避免出现以下情况：
(1)氧化渣进入钢包，将直接影响精炼操作，还原气氛很难尽快形成，严重侵蚀钢包渣线。
(2)精炼渣的流动性不宜加过多的萤石调整，否则渣子太稀易造成冲刷渣线位。
(3)出钢量过大，除不易精炼、渣量偏少外，还直接影响渣线寿命，由于底吹氩气的搅动作用及电极弧光的辐射、钢水的浮力，将直接作用于钢包的最上面三层砖，使渣线砖松动、损坏直至掉砖、造成甩包的严重后果。
(4)重钢包置于精炼位时，一定坐正勿偏，否则电极弧光对钢包的损坏很严重，2#电极区又是高温区，在此处曾发生多次严重后果。
6 结论
(1)铝镁尖晶石浇注料作永久层，镁碳质料加树脂作砌包泥料，可避免钢包钻钢事故，减少漏包，大大提高包龄。
(2)改善砌筑工艺，加保温层、包底的砌筑，中修砌筑等可有效提高包龄。
(3)加强组织生产，提高耐材质量，消除薄弱环节，减少冷热循环，提高一次包龄。
(4)强化炉前操作，有效控制危害因素，减少对渣线的侵蚀。
(5)开展钢包热补料投补试验，现已取得一些满意效果。
参考文献：
1 许汝钟，徐明华，电弧炉炼钢问答，冶金工业出版社。1994
2 徐曾启，炉外精炼，冶金工业出版社。1994