煉鋼廠鋼包座磚裂紋原因分析及解決措施

崔新華，胡愛水，鄭余祥

（1.河北鑫達鋼鐵集團有限公司 技術部，河北 遷安064400；2.河北鑫達鋼鐵集團有限公司二煉鋼廠 技術科，河北 遷安064400；3.中民馳遠實業有限公司，遼寧 大石橋115100）

煉鋼廠鋼包的作用是將轉爐內冶煉好的鋼水運輸至連鑄， 在連鑄鋼包回轉臺上面，1 500 ℃高溫鋼液通過鋼包底部的水口、滑板流出至中間包內，進行鋼坯中轉暫停，最終從中包水口流出至連鑄拉矯，完成鋼坯成型。

對于高溫鋼液從鋼包內流出的水口， 需要安置在水口座磚內部，水口在鋼包使用過程中，使用20～25 次可以進行在線更換，水口座磚必須在小修鋼包更換包底時進行更換。水口座磚的質量優劣、施工質量的好壞直接影響到鋼包能否正常運轉。 鋼包水口座磚在運行過程中出現的質量問題通常有材質不穩定、打結工藝過程控制出現問題、烘烤不到位、現場施工安裝有缺陷等。

本文就現場水口座磚出現的問題進行了梳理，提出整改措施，最終取得了滿意的效果，保證了鋼包的正常運轉。

1 鋼包使用現場情況

某企業煉鋼廠使用150 t 鋼包， 采用雙水口，水口直接鑲嵌在座磚內部， 座磚在砌筑包底鎂碳磚時安裝在包底，壽命與包底同步，使用壽命在70～80 爐次之間，整個鋼包使用壽命在130～150 爐之間，鋼包整體耐材如圖1 所示。 鋼包水口在鋼包烘烤完畢上線前進行安裝，采用密封膠泥涂抹在水口外部，人工使用強壓將水口鑲嵌到座磚內部，使得座磚、膠泥和水口緊密連成一個整體，增加了整體強度。具體安裝情況如圖2 所示。

圖1 鋼包耐材配置示意圖

圖2 水口和座磚安裝示意圖

座磚在使用過程中， 最上部直接承受鋼液的初期沖擊，鋼液流出過程中的不斷沖刷、侵蝕使得座磚長度在不斷變短， 座磚內的水口是鋼液直接流出的通道，承受著高溫鋼水的沖擊、摩擦和生產過程中的溫差變化， 水口與座磚之間靠密封膠泥進行連接及密封。

在2019 年7～9 月份，陸續出現了水口座磚裂紋的現象，發現及時的進行下線處理，發現不及時的通過水口與座磚之間的膠泥通道滋鋼穿包， 嚴重影響了現場生產節奏，增加了鋼包成本，生產處于被動局面。圖3 為座磚裂紋導致的滋鋼穿包形貌圖，圖4 為在線觀察到的座磚裂紋形貌圖。

針對由于座磚裂紋導致的座磚通道與水口之間漏鋼事故，從水口質量、成分、座磚質量、施工等多個方面逐一進行分析和跟蹤。水口完整無損，可以排除原因； 對于座磚發現裂紋， 分析主要是座磚產生裂紋，整體性不完整，強度下降，同時座磚與水口之間的空隙加大，鋼液滲進膠泥的空隙，座磚、膠泥和水口三者連成一體的整體強度遭到破壞， 密封膠泥抵擋不了高溫炙熱的鋼液，逐漸遭到侵蝕，從而出現滋鋼、漏鋼事故。

圖3 水口座磚裂紋導致的滋鋼穿包形貌圖

圖4 座磚裂紋形貌圖

2 針對漏鋼采取的方案措施

對于座磚裂紋出現的裂紋導致漏鋼事故， 煉鋼廠和技術中心人員結合廠家分析出了原因， 一方面從座磚材質由廠家進行分析和調配， 同時從其它國內座磚廠家緊急調運質量和口碑較好的公司產品進行試用，情況如下：

（1）現場使用A 廠家座磚，如圖5 所示，使用到后期（60 次左右），發現有微裂紋，座磚上部有明顯擴徑現象。

圖5 A 廠家座磚裂紋形貌圖

（2）B 廠家的座磚，如圖6 所示，在下線后，發現也有多處縱向微裂紋，裂紋之間呈現90°分布在座磚的中間部位（從鋼包熱修平臺處人員面對座磚作為水平參照，裂紋不在座磚的四個角部）。

（3）鋼包承包廠家對座磚的材質進行了分析，挑選了優質原料一步步進行配方操作， 同時調整了內部骨料和粉料的配方和成分，在使用中進行了總結，出現的裂紋幾率逐漸減小。

對于座磚安裝操作方面采取的措施如下：

圖6 B 廠家座磚裂紋形貌圖

座磚在安裝時隨包底一起進行砌筑， 在座磚安裝定位前，將座磚底部的鋼構位置處清理雜質、填充好，周邊使用澆注料進行振搗、填充，整體施工完畢后進行烘烤，上線（如圖7～圖9 所示）。

圖7 座磚下部清理現場圖

圖8 座磚就位找正現場圖

圖9 座磚安裝到位現場圖

（1）對于包底座磚周邊的澆注料的水灰比進行嚴格控制，水分控制在6%～8%之間。

（2）對于座磚和包底之間的縫隙（30～100 mm），澆注料施工振搗過程使用手動操作， 不能使用振動棒振動，避免振動力過大，骨料下沉。

（3）在線更換水口時，檢查座磚裂紋和侵蝕情況。

（4）加強聯系調度，鋼包下線等鋼時間超過30 min，應該進行二次烘烤。

（5）鋼包烘烤時嚴格進行溫度監控，指定專用記錄本，主要記錄各部位的溫度（包底、包壁、渣線、包口），烘烤中密切關注鋼包水口處和包壁的排氣狀況。

（6）廠家結合公司技術中心人員，出具現場鋼包施工完整方案上墻，如圖9、圖10 所示，定期進行培訓。

3 改造后的效果

通過對座磚幾個方面近兩個月的攻關， 座磚裂紋逐漸減少和消失，使用壽命也在可控范圍之內，改造效果較好，減少了生產事故，節約了耐材成本。

4 結語

煉鋼鋼包是煉鋼鋼液中轉的重要工具， 內部的耐材質量優劣和施工質量直接關系到生產的順行和安全， 對于鋼包的日常管理和調配使用需要各個鋼廠技術人員根據各自的工況條件進行摸索和總結，上述經驗具有借鑒和推廣價值。

圖9 鋼包施工方案（1）

圖10 鋼包施工方案（2）