精炼钢包寿命短不光是内衬问题，还有这些因素！|内衬|熔池|盛钢|碳化|粘渣|钢包|钢水

钢包粘渣的原因是什么？

钢包在使用过程中包壁粘渣或结瘤现象严重，并且随着钢包使用次数的增加粘渣层越积越厚。钢包粘渣后，造成有效容积减少，空包重量增加，很容易达到或超过行车最大起吊重量，给行车运行带来安全隐患，同时阻碍合金料、引流砂顺利加入钢包，不利于生产的稳定顺行。对粘渣严重的钢包进行处理时，破坏了包口浇注料，钢包包龄降低，耐材消耗和吨钢成本增加。同时由于粘渣层往往厚薄不均，且部位不同，给钢包包衬的残厚判断带来了困难，残厚判断不准确严重时会发生穿漏。钢包一般为整体打结包，工作层为铝镁浇注料，新包使用前期并不粘渣，在使用5炉左右以后才开始粘渣，到30～40炉粘渣超重达到顶峰。整体包反复使用后由于浇注料开裂，导致熔钢、渣渗入，形成浇注料-冷钢-浇注料-冷钢的夹心结构。超重的钢包不仅粘渣层厚，包口也严重结渣。粘渣层往往夹杂冷钢，冷钢的存在使含有高熔点相的粘渣物更加坚固，冷钢对粘渣层起了锚固作用。所以浇注料使用过程中开裂与冷钢粘钢是造成钢包粘渣严重的主要原因。

浇注料开裂原因。使用过程中由于电熔镁砂在基质中与电熔刚玉发生反应生成尖晶石，并引起约8%的体积膨胀，将会使浇注料开裂，抗渣渗透能力下降，会导致浇注料在使用过程中粘渣。

黏结冷钢原因分析。钢包保温性差。钢包保温只使用碳化稻壳，碳化稻壳的铺展性差，碳化稻壳加入钢包后，往往出现堆状，不能迅速地铺展开，因此导致钢水表面经常有局部裸露在空气中，提高了热传导速度，使碳化稻壳的保温作用未能得到很好的发挥;同时碳化稻壳隔热保温作用不理想。碳化稻壳是将稻壳碳化后作为发热剂，但由于其发热值相对较低，化学反应作用的时间相对较短，而且碳化稻壳的覆盖层未能形成有效的隔热保温层，因此钢水热量的损失仍很大，浇注中后期，可观察到钢水表面的覆盖层已基本发红，说明碳化稻壳烧损较快，造成钢包内渣层裸露受冷形成渣盖，黏结包壁。

防止钢包粘渣采取的措施是什么？

(1)提高钢包浇注料抗渣性FeO含量较高，对于氧化铁含量较高的炉渣，适当增加浇注料中水泥含量，水泥中的CaO和刚玉粉反应生成CA₆,形成由MA、CA₆、和A构成的具有网络结构的相组合，减少生成尖晶石时产生的体积膨胀，可较好地减少整体包开裂，防止粘渣。同时随镁砂细粉加入量的增加，浇注料的抗渣侵蚀性提高，但抗渣渗透性能却变得较差。综合考虑两种性能，改变原浇注料中镁砂细粉加入量，由6%减少到4%。在炉后设置钢包在线快速烘烤器，快速烘烤器可在5min内将钢包温度上升到900℃,降低了钢包内钢水温降，从而减少钢包粘渣、粘钢。

(2)采取大包加盖保温对铸机钢包全部采用加盖保温措施，钢包盖与钢包使用吊钩软连接一起移动，保证包盖与钢包一体性，只要吊钢到铸机，则包盖就覆盖到钢包上进行保温，如图1所示。

图1 钢包加盖保温示意图

(3)炉后采用在线钢包快速烘烤器，提高空包温度在炉后设置钢包在线快速烘烤器，快速烘烤器可在5min内将钢包温度上升到900℃,降低了钢包内钢水温降，从而减少钢包粘渣、粘钢。缩短钢包周转周期，降低黑包率。对连铸机实行高效化改造，炉机匹配可得到实现，在线钢包使用量下降到，从而钢包周转周期下降。

耐火材料影响精炼钢包寿命的因素有哪些？

(1)钢包砖材质的影响在前期的钢包精炼炉使用的钢包砖是一般高铝砖和镁铝砖，这种砖的侵蚀速度很快，从渣线部位开始侵蚀，渣线下移并很快延伸到渣线以下的熔池部位，造成渣线漏钢和钢包整体损坏而报废。在通过改变钢包砖材质为镁碳砖或镁铝碳砖后，熔池工作层包衬侵蚀慢、渣线下移慢，在用到20次左右时，渣线下移很少，但渣线侵蚀严重，通过分析认为由于渣线上易受弧光辐射及上层钢、渣运动冲刷，增加了脱落的概率，使渣线部位的耐用性不稳定。渣线部位通过使用焦油结合的改进型镁碳砖和改进渣子流动性后，其使用寿命几乎与熔池工作层同步。

(2)包衬砌筑质量的影响根据对钢包使用过程的跟踪发现，凡是烤包时砖缝冒火严重的部位，在使用过程中，砖缝部位侵蚀最严重，也最容易砖缝漏钢，这主要是由于砖缝过大，钢、渣浸入侵蚀造成的。

(3)透气砖对钢包使用寿命的影响

①透气砖材质对钢包使用寿命的影响。在初期使用的透气砖材质为刚玉质，由于质量不好，经常造成透气砖堵塞甚至完全堵死，被迫更换透气砖，造成透气砖部位漏钢，影响了钢包的使用寿命。

②透气砖安装位置对钢包使用寿命的影响。钢包透气砖的安装位置太靠近包壁，致使吹氩时钢流对靠近透气砖的包衬急剧冲刷，钢包砖侵蚀严重，从而使钢包的使用寿命降低。

(4)电弧辐射对钢包使用寿命的影响在初炼炉出钢等待精炼过程中，通常加碳化稻壳保温，碳化稻壳与渣子结块。在精炼初期，弧光暴露在外不能被渣子包裹，使高温弧光直接辐射在钢包壁上，造成钢包壁局部温度过高而损坏。

人为影响精炼钢包使用寿命的因素

(1)使用管理不当对钢包寿命的影响

①新包烘烤对使用寿命的影响。包衬寿命的长短与新包烘烤的好坏有关。由于我们使用的钢包砖是镁碳砖或镁铝碳砖，如果新包烘烤的质量不过关，在使用时包衬急剧升温，大量的气体(水蒸气、焦油裂解气)急剧逸出，致使砖缝处侵蚀严重，这也是包衬的砖缝处侵蚀成深坑或深的孔洞的原因。

②凉包出钢或钢水洗包对使用寿命的影响。凉包出钢时包衬

承受急冷急热变化的冲击，使包衬侵蚀严重。同时由于凉包出钢，钢水温度下降多，使冶炼时间长，从而加重了包衬、渣线的侵蚀程度。在钢包周转发生困难、来不及烤包(或烤包不好)时，出现用钢水洗包的现象，发现钢包砖部分开裂或脱落，从而影响了钢包的使用寿命。

③吹氩不当对使用寿命的影响。由于吹氩管连接处漏气及透气砖效果不佳或吹氩流量与供电功率不匹配致使上下温差大，渣线及上部熔池温度高，造成渣线及上部熔池的包衬侵蚀严重。

(2)初炼炉出钢不当对钢包使用寿命的影响

①出钢量不稳定对使用寿命的影响。出钢量不稳定时，对非渣线的包衬侵蚀严重，特别是出钢量较少时，渣线下移至熔池工作面，对钢包的使用寿命影响更大。

②出钢温度不稳定对使用寿命的影响。低温出钢，精炼时间长，对钢包的使用寿命影响更大。

③出钢下渣对钢包使用寿命的影响。初炼炉出钢时频繁下渣，强氧化性的渣与钢包包衬特别是渣线部位发生反应，生成了低熔物质，由此造成反应层蚀损;同时氧化渣多，精炼时间长，致使包衬尤其是渣线部位侵蚀严重。

如何改善砌筑来提高LF炉精炼钢包包龄？

(1)钢包砌筑工艺的改进

①钢包材质优化。精炼钢包的熔池工作层必须使用镁碳砖或高质量的镁铝碳砖，渣线使用加入适量抗氧化性的高档镁碳砖;倒渣一侧第一、二层砖中间砌筑10块左右质量较好的镁碳砖;永久层与工作层之间用几毫米镁砂填实。

②提高砌筑质量。提高包衬工作层的砌筑质量，确保砖缝小于1mm,同层砖之间相差不超过1.5mm,相邻两层砖之间砖缝必须错开。砌筑透气砖时，要向精炼钢包的中心部位移在一个合适的位置。包底砖与透气砖的砖缝小于2mm,减少钢流对靠近透气砖部位包衬的冲刷。

(2)改善包底的砌筑

偏心炉底出钢时钢水直接冲击包底，可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,有效提高了包底使用寿命。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。精炼包使用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。现中修钢包时尽量减少浇注料用量，灌入浇注料后用振动棒振实，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。卤水浓度必须在1.3mol/L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。

如何改善钢包结构来提高LF炉精炼包包龄？

(1)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),一般情况下可使在浇注过程中，钢包的温降由原来的1℃/min降为4℃/min。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。此项技术解决了永久层保温隔热差的缺陷，实现了降低上钢温度，缩短精炼时间和降低电耗，减少高温钢水对工作层镁碳砖的冲刷。

(2)钢包永久层的改进由于精炼时间长，精炼包作业条件恶劣，包龄较低。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。

(3)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将此处抹平实(见图2),由于泥料和镁碳砖的成分接近，且树脂黏接性良好，基本可使问题得到解决。一般情况下，在钢包中后期或事故状态下(渣线侵蚀严重或漏钢),更换渣线包壁用至80～100mm情况下效果将更加明显。

图2 中修钢包新旧台阶的处理

(4)改善泥料质量用镁碳质泥料砌筑，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，从而解决了如下问题。

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)不黏结，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，泥料的应用。钢包在使用过程中往往出现裂缝、孔眼等缺陷，用Mg-C质泥浆，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。一般情况下此薄弱点大大改善，使用一个钢包周期后未发现问题，效果明显优于镁砂粉加卤水补包。

加强烘烤与钢包使用过程中的修补来提高精炼包龄？

严格精炼钢包使用管理。提高钢包的烘烤质量，新包必须烘烤8小时以上(至红透),严禁凉包用钢水洗包;每炉使用前必须试氩气，确保吹氩管不漏气，新包包底连接处必须采用铜垫或钢垫密封，保证透气砖透气良好，采用合理的吹氩压力。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钢水、冲坏包壳，严重影响钢包的正常使用，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，严重侵蚀渣线部位的镁碳砖。其余如渣线漏、掉砖等事故均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。进一步提高钢包烘烤的质量，尽量在红热状态启用新包，这样可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，从而提高钢包砖的耐火度。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。由于作业环境较差，工人操作困难，也可改为喷补。此种镁碳质热补料为干式透补，一般红包烧结20min即可使用。

如何改善操作来提高LF炉精炼包包龄？

(1)合理安排新旧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。如在生产事故状态下，钢包处于精炼状态(包括等待精炼时间)最长可达10h左右，所以对旧钢包的使用要合理调配。并且由于EAF-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，所以旧包尽量避开第一炉，从而有效延长使用寿命，减少事故。

(2)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，将直接作用于钢包最上面的三层砖，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，在此处容易发生事故。

如何提高盛钢桶的使用寿命？

(1)冶炼方面

①掌握正确适当的出钢温度。出钢温度过高对内壁工作层侵蚀严重，出钢温度过低会延长精炼时间，钢液停止时间过长，造成严重侵蚀和机械破坏。

②氧化铁含量要适当。氧化铁含量过高与盛钢内衬耐火材料发生强烈的化学反应，造成蚀损。

③保持适当的熔渣碱度。熔渣碱度愈小，对盛钢桶工作层侵蚀就愈严重。

(2)浇注方面

①避免剧烈振动引起衬砖松动和砖缝增大及火泥脱落。