60t 钢包内衬耐火砖材质选择与修

摘要：通过对炼钢厂60吨钢包包衬工艺的研究和试验，使得包衬各部位侵蚀基本保持同步，提高钢包寿命，杜绝钢包穿漏事故发生，大幅度减少钢包用耐火材料消耗。通过进行不同供砖厂提供的不同材质耐火砖砌筑钢包实验表明：使用铝镁碳砖和镁碳砖砌包并采用整体钢玉座砖和直通性透气砖，在连续使用的情况下，平均包龄提高20次，进一步提高铜包的使用寿命。

关键词：炼钢钢包；耐火砖；综合实验；钢包寿命

一 前言

炼钢厂都会遇到钢包使用寿命较低的问题，钢包工作衬全都采用传统的镁碳砖堆砌，平均包役寿命不到10次，在使用过程中平均还要换渣线1到2次。针对包龄问题进行了研究，最后采用镁铝碳砖和高铝砖综合砌包，使包龄提高到了次左右，并且渣线部位一般不需要拆换。虽然如此，但是钢包的使用寿命还是偏低，就这一情况，一年后又采用了镁铝碳砖和镁碳砖综合砌包，使平均包龄达到27～28次，最高的甚至达到33次。随着炼钢技术的发展，包龄还在持续的提高中。包龄的提高，取得了显著的经济效益。

二 工艺主要参数及工艺条件

（一）共艺路线。工艺路线采用了炉一小方坯（130mm*130mm、150mm*150mm）连铸工艺，一般情况钢包的盛钢时间大概在90～130min之间，出钢到大包开浇时间大约为20min。

（二）温度控制。在炼钢过程中，正常的出钢温度是1680℃~1700℃，大多情况下包衬工作温度是1610～1650℃。

（三）吹氮控制。采用底吹氮技术，吹氮时间控制在3～5min，吹氮压力在0.2—0.3MPa间。

（四）炼钢钢种。冶炼的钢种为优质的碳素结构钢、螺纹钢及少量的合金结构钢。

（五）炉渣碱度。R=CaO／SiO2，在3.0以上由于操作技术上的原因，炉渣调节比较稀，与此同时使用保温剂在钢包渣面上保温，使炉渣在浇钢过程中一直保持稀释状态，这对包衬有非常强的腐蚀作用。

（六）设备设施条件。运用了钢包车出钢，钢流落差较大。由于控制系统在高温下不灵敏会造成对包控制较为困难，从而使钢渣对钢包的冲刷更为严重，极强的腐蚀钢包，影响钢包的寿命。

三 包衬侵蚀分析

（一）包身部位侵蚀最快的渣线，残砖量约为10—30mm，其他部分约为40～70mm。渣线的侵蚀快的原因是受到钢渣的侵蚀所致。吹氩的时间和镇静时间都会加快渣线的侵蚀。

（二）包底运用的80mm平砌+180mm侧砌结构，耐火砖层侵蚀会很快，大概约为60～70炉基本会侵蚀完，主要原因是受浇注余钢渣侵泡时间和侵蚀量大。在180mm侧砌层中部被侵蚀完毕后，边上其他部分会出现脱落的现象，暴露出的平砌层。随后80mm的平砌层会发生受热膨胀并向上鼓肚现象，耐火砖砖缝隙就易被钢水、钢渣侵入。当80mm平砌层耐火砖砖缝缝隙较大较深时，一般就得做下包处理。

（三）包底采用的干法砌筑，钢水或钢渣很容易侵入到砖缝隙中，从拆包的情况来看，采用干法砌筑的包底在10炉以上就会有钢水渗透到包底永久层。永久层座砖和透气砖周围打结料在拆包时就会发生脱落，砌包时就需要重新打结。打结料性能对于砌筑质量与拆包会造成很大的影响，打结料较湿时虽然不容易穿包，但是不容易打结结实，砌包时包底砖会陷入打结料，不易砌正，拆包时透气砖和包底会结成一体，不易拆。打结料较干时透气砖和永久层问的填料又容易被钢水穿透。

四 结构设计

包底意在加厚包底，延长寿命，包身砖减薄20mm，主要要求包身耐火砖和包底耐火砖同步侵蚀，也同时降低了总的用耐火砖量。

五 防穿包技术

吨钢包最薄弱的环节在于透气砖和座砖周围的打结料部位，如果砌筑不到位，则很有可能造成穿包或者难以拆包等现象。因此，开发多层打结防穿包技术，即选择不同形式的打结料运用分层打结工艺砌筑施工。

六 钢包监控工艺

从前对于后期包多数是通过目测包底和渣线残砖，如果包底砖缝隙过大或者渣线砖凹进较多则下包，这种方法很不科学。现在通过钢包水口来探测包底厚度，即是结构底座到永久层厚度为260mm，包底到机构底座问的距离减去即是包底现有的厚度，这种方法能够准确的探测出渣线的厚度。通过对渣线的和包底厚度的监控，可以准确及时的下包。

七 钢包永久层的修砌

钢包永久层采用10mm厚度的石棉板和32mm厚度的轻质保温板作为保温层，钢包保护层采用65mm厚度的粘土耐火砖，全部钢包永久层厚度为110mm。

八 钢包工作层修砌

（一）包底工作层修砌。包底冲击区工作层运用镁碳侧砌。非冲击区工作层运用镁铝碳砖侧砌。吹氩透气座砖砌于包底中心区域，镁铝碳砖砌为上座砖，下座砖为轻烧高铝耐火砖，水口座砖位于冲击区右侧，上下座砖都为铝镁碳质。

（二）包壁工作层修砌。包壁可采用万能弧砖砌筑，总共砌筑31层，从上往下的第1层到第9层砌120mm厚度的镁碳砖作为渣线，第10层到第29层采用170mm的镁碳砖作为迎钢面，最后3层为200mm厚的镁铝碳砖。或者采用侧模型砖，长均为300mm，一共砌9层，从上往下的第1层和第2层砌厚的镁碳砖作为渣线，第3层第4层为120mm厚度的镁铝碳砖，第5到8层为170mm的镁碳砖作为迎钢面，最后一层为120mm+120mm厚度的铝镁碳砖。

九 砌筑办法

修砌楔型砖包衬采用干法砌筑，即是砖和砖之间砌筑不用泥浆，靠入工挤压，并使得缝隙必须要小于2mm，层和层之间可以用少量的泥料，起填补作用，泥料必须采用和包质材质相同的铝镁质泥料。每砌筑完成一层，永久层和工作层之间的缝隙用填补料填实，杜绝翻包时工作衬的松动。弧型砖砌筑采用湿法砌制，即砖和砖间、层和层之间均打上泥料。

十 钢包干燥和烘烤

选择干法砌筑的钢包，仅仅是有少量的泥料在层与层之间，因此，其自然干燥时间比较短，大约为4小时。选择湿法砌筑的钢包其自然干燥时间大于12小时。钢包以烤透为宜，不宜过久的烘烤，以免碳素物在烘烤过程中氧化。

十一 应用效果

（一）通过运用新包衬工艺。做到了包衬利用的最大化，包龄也得到了极大的提高。从残砖分析，包底约为20～40mm，渣线约为20～10mm，包身中部约为20～50mm，包衬侵蚀基本保持同步，渣线也实现了全侵蚀下包，扭转了包龄急剧下降的不利局面。

（二）透气砖和座砖周围打结料运用新工艺。极大的方便了砌包、拆包等过程。包底砌筑快、砖缝隙小、拆包时包底容易打出。

（三）采用了新防穿包技术。运用新防穿包技术后尚未发生穿包事故，即使在生产过程中多次出现包底或者渣线永久层侵蚀20～40mm的情况也未曾发生穿包事故。该新防穿包，技术的成功应用，为包底砖和钢包渣线砖使用到0毫米实现全侵蚀下包提供了稳定的技术支持，实现了材料的最大化的运用。

（四）运用新包衬工艺。使钢包包龄得到了较大的提高，并且防止了穿包事故的发生。平均包龄已经提高到了88炉，最高包龄甚至已经达到l10炉。

（五）由个别推广到全部。钢包所运用的防穿包技术推广到中间包上，从技术上杜绝了中间包座漏钢现象。

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