日照鋼鐵普通中間包壽命提升研究

張新江，田景云，于 廣，李增奇（日照鋼鐵有限公司長材制造部，山東 日照 276806）

日照鋼鐵普通中間包壽命提升研究

張新江，田景云，于 廣，李增奇
（日照鋼鐵有限公司長材制造部，山東 日照 276806）

針對日照鋼鐵有限公司長材制造部普通中間包壽命低、噸鋼消耗高、金屬收得率低、能耗高現象，為此，采取了一系列技術措施從原輔料控制、工藝參數調整、人工操作及以及制定合理的作業計劃、生產調度等生產組織措施等多方面，2015年以來普通中間包壽命由33h提高到43h以上，為日鋼降本增效奠定了基礎并創造了良好的經濟效益。

普通中間包；壽命提升；改進措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.16.227

1　前言

日照鋼鐵有限公司長材制造部目前有1#機為5機5流大方坯連鑄機，2、3、4#機為6機6流小方坯連鑄機，連鑄機使用的均為T型中間包，中間包容積為30噸，深度900mm， 2015年以前中包壽命偏低，為穩定生產、提高質量和降低成本，提高中間包壽命顯得尤為重要。中間包壽命低造成熱換次數頻繁，切廢增加，同時增加了工人勞動強度，嚴重影響了長材制造部的生產成本控制。

2　影響中包壽命原因及技術改進措施

根據對2014年中包使用情況進行匯總分析，對于不同下線原因進行數據統計，發現影響中間包壽命的主要因素是：上水口擴徑、沖擊區無、包壁渣線侵蝕嚴重。

圖1　影響中間包壽命因素分析

（1）中間包上水口采用長度160mm的組合鋯芯。日照鋼鐵長材制造部連鑄機采用快換式水口控流方式，上水口內徑為22mm，通過改變下水口的孔徑來控流，降低注流對鎬芯的沖刷來提高水口壽命。目前在國內，定徑水口從化學成分上分類有以下幾種（見表1）：

表1　

本試驗采用的定徑水口，氧化鋯含量達到97%以上，而由于生產對拉速的要求，無法采用減小內徑的形式來提高壽命。經過多方論證，決定采用加鋯上水口的形式，改變鋼水在上水口內的流場，降低鋼水沖擊應力集中現象，以提高上水口壽命。

通過多次優化，將兩個鋯芯組合到一起，由鋁碳質本體包裹，制得160mm長的上水口，將上水口套入座磚套內形成組合體。通過使用跟蹤，擴徑情況明顯減輕，且對鑄機拉速影響較小。

（2）改造穩流器沖擊板。由于鋼流從大包下來直接沖擊穩流器，對穩流器的沖刷很厲害，嚴重時很可能造成穿包。為此，建議生產廠家改變了穩流器的材料、在穩流器內增加三塊沖擊板。本實驗采用鎂鋁碳沖擊板，氧化鋁含量對沖擊板的抗沖擊性能影響較大，實驗前后沖擊板的理化指標見表2。

表2　

在調整氧化鋁含量并改用剛玉相的氧化鋁成分，改進后的沖擊板鑲嵌在永久層，降低沖擊板高度，澆注過程中減少鋼水注流對沖擊板的直接沖刷，降低了T型口處穿鋼的機率，提高沖擊區壽命。

（3）優化排渣工藝。在生產過程中隨著連澆爐數提高，渣量大又不能及時排出，渣線對包襯的侵蝕嚴重，同時影響鋼水質量。為此規范了排渣操作，并制定了考核制度，渣厚不能超過100mm，每班至少排渣兩次。節奏合適要及時放渣，渣厚控制在80mm以下，防止包壁渣線侵蝕嚴重，發生包壁穿鋼。同時大包工要加強操作，在控制好大包注余的同時，避免大量渣子放到中包內造成渣線侵蝕嚴重，此外排渣時注意避免將渣子溢出中包滲入中包工作層內。

（4）規范更換下水口操作和使用時間。利用下班時間組織技術人員給操作人員培訓，加強實操水平、清理滑道要點、水口更換操作等減少因操作問題引起的二次開澆，降低因開流對上水口的損傷。

下滑塊長時間的侵蝕會影響上水口的壽命，為此工場內部控制下滑塊控制在4小時以內，進而確保提高中包壽命

3　提高中間包壽命的工藝措施和生產組織

（1）優化烘烤曲線，確保中包烘烤效果。中間包的烘烤質量直接決定著中間包的熱穩定狀態，從而影響到中間包開澆或快換的成功與否，對提高中間包連澆爐數，提高連鑄機作業率，降低生產成本起著重要作用；同時連鑄的生產節奏較快，現場的影響因素比較復雜，要求中間包具備快速烘烤的能力，烤包速度快，中間包內的氣氛溫度能夠準確達到開澆所要求的溫度。中間包在澆注過程中，特別是開澆或快換第一包中間包內溫度變化穩定，具有較好的熱穩定狀態。以適應不斷變化的生產要求。

圖2　普通中間包烘烤曲線

中間包供烤的前提條件是中間包具有較好的熱震穩定性，不能由于中間包的升溫速度太快而把中間包工作層烤塌。影響中間包主要因素除了工作層用料自身的熱震能力大小外，就是中間包水份。防氧化能力，要在中間包的烘烤過程中，使中間包內的氣氛溫度快速地越過低溫區，特別是以均800℃，進入高溫區，避免含碳耐火材料發生氧化。

中間包準備好以后，便可進行大火烘烤，時間為30min，使中間包內的氣氛溫度快速地躍過600℃-800℃達到1000℃以上。現行烘烤制度至少需要30min，中包內的氣氛溫度才能達到900℃以上，低溫烘烤時間長，氧化嚴重，預熱區60min以上，中間包開澆或者快換前大火。干式工作襯中間包不得中途停火或調小火焰，以確保中間包包壁溫度達到1000℃以上，保證中間包順利開澆及正常澆注。

（2）中包過熱度控制。為保證鋼水的正常澆注，中間包中包過熱度嚴格控制在15—30。為提高第一爐的開澆成功率，轉爐出鋼溫度比正常澆注溫度高出30-40℃。按中下限控制中間包鋼水溫度，過熱度合格率從90%提高到95%以上。

（3）合理的生產組織、調度。合理利用“2天一循環”生產組織模式，有計劃的安排中間包的使用，避免中間包的浪費。正常情況，充分釋放中包單包產能。轉爐與連鑄間的鋼水銜接是保證連鑄正常生產的必要條件。要求供連鑄的鋼水準時，與調度信息的溝通至關重要，合理的生產組織以保證中間包鋼水液面穩定，同時保證中間包高液面（一般大于600mm）澆鑄，以保證中間包壽命。

4　實施效果及經濟效益分析

改進后中間包壽命從過去平均33h提高到43h以上，2015年10月5日中間包單包壽命53.3h，連拉鋼水178爐，生產合格鋼坯10553.291t。2015年中包壽命如圖3所示。

圖3　2015年1月-10月普通中間包平均壽命

從圖中可以看出通過技術攻關后中包壽命穩定在43小時以上。

經濟效益分析：在中間包使用壽命得到了提高，降低工人勞動強度，有效的控制了因熱換造成的切廢，提高了鑄機鋼水收的率從而達到降本增效的目的。

此項目的實施，解決了使得人員優化后四爐三機的生產節奏，實現爐機匹配，為釋放長材制造部產能做好基礎工作，提升連鑄工序鑄機收得率、作業率，降低過程成本消耗，符合公司降本增效的整體發展思路，直接經濟效益年節約成本81.28萬元。同時節約耐材承包成本，噸鋼成本可降0.2元，年生產按照250萬t，可節約50萬元，以上兩項可降低成本100萬元以上。同時連鑄機生產能力提高，為連鑄與后續軋鋼工序的匹配提供了有利的技術保證。

［1］姜興辰，李振，施漢生，郭達.萊鋼煉鋼廠提高中間包單包壽命的措施［J］.山東冶金，2007（03）.

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［3］喬燕.低過熱度澆鑄的連鑄中間包溫度控制研究［D］.東北大學，2009.

［4］厲英，劉承軍，姜茂發，程乃良，鄒俊蘇.中間包熱狀態分析及烘烤工藝優化［J］鋼鐵研究學報，2007（03）.