提高LF爐精煉鋼包使用壽命的方法

趙國(guó)偉，張生存，王　平，龔明健

（共享鑄鋼有限公司，寧夏銀川750021）

提高LF爐精煉鋼包使用壽命的方法

趙國(guó)偉，張生存，王平，龔明健

（共享鑄鋼有限公司，寧夏銀川750021）

提高鋼包使用壽命不僅可以節(jié)約生產(chǎn)成本，而且可以減少鋼包耐火材料的侵蝕，提高鋼水質(zhì)量。鋼包耐火材料的特性、鋼包的砌筑方式及鋼包后續(xù)的使用維護(hù)等都會(huì)對(duì)鋼包壽命產(chǎn)生一定的影響。本文重點(diǎn)探討鋼包的維護(hù)、砌筑方法，鋼包在LF爐冶煉時(shí)氬氣、溫度的控制，以此來減少鋼液對(duì)耐火材料的侵蝕，提高鋼包的使用壽命。

鋼包；精煉；壽命

目前使用的所有普通鋼包內(nèi)襯均為鎂碳磚所砌，這種磚具有很高的性價(jià)比，耐侵蝕性及抗剝落性都非常高，平均每個(gè)鋼包的使用壽命都在28次以上。隨著科技進(jìn)步日漸加快，企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力也越來越激烈，顧客對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的要求也越來越苛刻，這就要求不斷改善鋼液的純凈度。隨著鋼包的不斷使用，耐火材料會(huì)逐漸脫落進(jìn)入到鋼液里面（見圖1），這些侵蝕物不能及時(shí)從鋼液中上浮會(huì)嚴(yán)重影響鋼液的質(zhì)量。圖2為通過對(duì)鑄件上的缺陷進(jìn)行檢測(cè)得出的結(jié)果。從分析結(jié)果可以看出，夾雜物中除了有O、Si等元素外，還有一定比例的Mg元素，這些Mg元素正是鋼包耐火材料脫落進(jìn)入鑄件所致[1]。如何減少鋼包耐火材料的脫落，提高精煉鋼包的使用壽命，對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量，增強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力具有重要意義。

圖1　試樣斷口形貌

1　影響精煉鋼包使用壽命的因素

1.1鋼包的砌筑

耐火材料的砌筑水平對(duì)鋼包的使用壽命影響非常大。鋼包內(nèi)襯的侵蝕一般由磚縫開始，磚縫過大，將加劇耐火材料在使用過程中的侵蝕速度。而磚縫如果太小，在鋼包使用過程中耐火材料受熱會(huì)發(fā)生膨脹，導(dǎo)致耐火材料之間發(fā)生擠壓受損，同樣會(huì)加劇耐火材料的消耗速度。如何把握耐火材料之間的縫隙，砌筑出優(yōu)質(zhì)的鋼包需要深層次研究。

圖2　缺陷EDS分析

1.2鋼包的維護(hù)

鋼包的烘烤以及每次使用完后鋼渣的清理等對(duì)鋼包的使用壽命也有一定的影響。新鋼包第一次烘烤特別重要，假如烘烤不到位，鋼包在使用過程中耐火材料極容易脫層，導(dǎo)致使用壽命減短。鋼包每次使用前如果烘烤溫度達(dá)不到要求，極容易受到即冷即熱環(huán)境的影響，且增加鋼包在LF爐的冶煉時(shí)間，也不利于鋼包使用壽命的提高。

1.3LF爐鋼包精煉

鋼包在LF爐工作時(shí)間占鋼包整個(gè)生命周期80%以上，所以控制好LF爐鋼包精煉過程，可以大幅度提高鋼包的使用壽命。LF爐冶煉溫度、冶煉時(shí)間、氬氣大小、爐渣粘度等對(duì)鋼包侵蝕影響非常大。所以在LF爐控制好溫度、冶煉時(shí)間、氬氣及爐渣粘度就可以減少鋼液侵蝕耐火材料，提高鋼包壽命。

2　提高精煉鋼包使用壽命的方法

2.1鋼包砌筑優(yōu)化

鋼包內(nèi)襯工作層的砌筑方式主要為螺旋砌磚法，砌筑過程磚與磚之間的縫隙控制在1 mm~2 mm左右。包底的工作層與高溫鋼水接觸時(shí)間最長(zhǎng)，承受的鋼液靜壓力最大，清理殘鋼、殘?jiān)鼤r(shí)受到的機(jī)械損壞也最嚴(yán)重，工作環(huán)境比包壁更惡劣，所以砌磚時(shí)包底適當(dāng)加厚，包壁工作層為180 mm，包底加厚到260 mm，同時(shí)為了減少上水口處的凝鋼，座磚砌筑時(shí)比周圍包底磚要低20 mm.為了增加鋼包的抗侵蝕性、耐剝落性，鋼包渣線及工作層包壁都選擇鎂碳磚[2]。

2.2鋼包維護(hù)到位

鋼包維護(hù)主要分為鋼包使用前的烘烤、使用后的清理及鋼包的連續(xù)使用。

鋼包的烘烤，特別是新鋼包的烘烤要以小火、低溫、長(zhǎng)時(shí)間烘烤為主，濕度較大時(shí)低溫、快速升溫，保證水分從容排除，避免烘烤造成層裂和剝落。舊鋼包在使用前也要進(jìn)行烘烤，一般溫度達(dá)到700℃以上才可使用，避免溫度過低，接觸鋼水造成表面脫層。

鋼包在使用完后要及時(shí)清理包壁及包底的殘鋼、殘?jiān)?，清理時(shí)要注意不能傷害到鋼包耐火材料，及時(shí)清理殘鋼、殘?jiān)粌H可以提高鋼包壽命，同樣可以提高鋼水質(zhì)量。

同一個(gè)鋼包盡量能連續(xù)使用。用過的鋼包假如長(zhǎng)時(shí)間不用，耐火材料的表面會(huì)慢慢降溫，最后粉化，加劇了鋼包耐火材料的侵蝕速度。所以同一鋼包連續(xù)使用，可以避免表面粉化，提高耐材壽命。

2.3LF爐精煉過程改進(jìn)

一個(gè)鋼包80%甚至更多的侵蝕是在LF爐產(chǎn)生的，所以控制好LF爐的各個(gè)環(huán)節(jié)就可以提高鋼包的壽命。

鋼渣調(diào)控。煉鋼即煉渣，可見鋼渣對(duì)于鋼水的重要性。鋼包不僅對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量影響巨大，對(duì)盛放它的容器也有非常大影響。在LF爐精煉鋼水時(shí)，鋼渣一定不能太稀，防止鋼渣過度侵蝕耐火材料，如果鋼渣太稀，應(yīng)及時(shí)加活性石灰調(diào)渣。

氬氣調(diào)節(jié)。煉鋼過程氬氣太大，鋼液翻滾劇烈，同樣會(huì)造成耐火材料侵蝕加劇。所以在加合金時(shí)需同時(shí)增加氬氣壓力，使鋼液翻滾，盡快融化合金，合金加完后立即調(diào)小氬氣，鋼液面鼓動(dòng)即可。

溫度控制。LF爐精煉過程應(yīng)隨時(shí)監(jiān)測(cè)溫度，溫度始終控制在1 570℃~1 590℃之間，這樣鋼包處于穩(wěn)定的環(huán)境，可以減少耐火材料的消耗。

冶煉時(shí)間控制。精煉鋼包耐火材料的消耗速度跟時(shí)間是成正比關(guān)系的，所以想要提高壽命，必須控制單次的冶煉時(shí)間，一般情況冶煉時(shí)間需控制在60min以內(nèi)，時(shí)間過長(zhǎng)，容易加劇耐火材料的侵蝕。

通過以上幾點(diǎn)措施的實(shí)施，LF爐精煉鋼包使用壽命得到一定的提高，使用次數(shù)為32次，改進(jìn)效果較明顯。

3　結(jié)論

通過以上分析可知，鋼包使用壽命主要與鋼包的砌筑，新鋼包的烘烤，鋼包使用前的烘烤，鋼包使用后的維護(hù)及鋼包精煉過程的控制等因素有關(guān)。把握好鋼包耐火材料的砌筑要點(diǎn)，平時(shí)加以維護(hù)，特別是鋼包在使用過程中由于直接跟鋼水接觸，損耗最為嚴(yán)重，如果能從溫度、氬氣、鋼渣粘度及冶煉時(shí)間等方面綜合控制，鋼包使用壽命一定會(huì)得到大幅度提升。

［1］熊玲琪，尹振江.鋼包耐火材料對(duì)鋼中夾雜物的影響［J］.礦冶，2009（4）：48-49.

［2］紀(jì)瑞東.綜合砌筑鋼包的研制與應(yīng)用［J］.工業(yè)爐，2015（2）：55-56.

Measures for Increasing the Work Life of LF

Refining Ladle
ZHAO Guo-wei，ZHANG Sheng-cun，WANG Ping，GONG Ming-jian（Kocel Steel Foundry Co.，LTD.，Yinchuan Ningxia 750021，China）

Increasing the work life of LF refining ladle not only can save the cost of production，but reduce the erosion of ladle refractory，improve the steel quality.The property of ladle refractories，the masonry method of ladle and ladle maintenance can influence ladle service.This paper mainly discusses the maintenance of the ladle，masonry methods，ladle in the LF furnace smelting argon，temperature adjustment，in order to reduce the corrosion of steel liquid on refactory materials，improve the service life of ladle.

Increasing，refine，life

·藝術(shù)鑄造·

TG232.7

A

1674-6694（2016）05-0051-02

10.16666/j.cnki.issn1004-6178.2016.05.016

2016-06-23

趙國(guó)偉（1987-），男，助理工程師，主要從事大型鑄鋼件冶煉及澆注工作。