300 t鋼包用透氣磚性能優(yōu)化實踐

王 崇

（首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責任公司， 河北 唐山 063200）

鋼包底吹氬是鋼水爐外精煉工藝的重要環(huán)節(jié)，底吹透氣磚是這一工藝環(huán)節(jié)最為重要的功能元件。通過向鋼水中吹入氬氣對鋼水進行攪拌，使鋼水溫度均勻，成分均勻，排除鋼中非金屬夾雜物。底吹透氣磚使用壽命及吹成率對鋼水的質(zhì)量、生產(chǎn)節(jié)奏的安排、生產(chǎn)成本及使用的安全性等都有直接影響。而底吹透氣磚的使用壽命和底吹吹成率與底吹透氣磚本身的材質(zhì)、氣道的形式、使用維護操作及吹氬壓力、流量等因素有直接關(guān)系，為了提高其壽命和吹成率，底吹透氣磚必須具備良好的耐高溫、抗侵蝕性、抗熱震性及高強度、操作穩(wěn)定、透氣性好、安全可靠等特點[1-3]。

1 鋼包透氣磚的使用現(xiàn)狀

整體彌散式透氣磚自2015 年投入使用以來，使用情況整體良好，但偶爾發(fā)生質(zhì)量波動，在使用過程中，鋼包透氣磚吹掃后在進行精煉處理過程中出現(xiàn)透氣量小，鋼包下線后重新吹掃后效果不理想，彌散塊表面滲鋼，同時透氣磚磚芯殘磚不足，磚芯抗侵蝕性能差，造成使用后期透氣磚安全性能不理想。

1）K08 號鋼包，透氣磚使用25 爐，透氣磚殘磚長度分別為140 mm 和170 mm，解剖后彌散塊表面滲鋼至安顯表面，此鋼包自16 爐開始，東側(cè)底吹透氣量偏小，一直延續(xù)使用到25 爐下線，期間2 次重點吹掃，彌散塊透氣量偏小，每次造成彌散塊燒損20 mm 左右。詳見圖1、圖2。

2）K02 號鋼包，透氣磚使用 24 爐，第 19 爐西側(cè)透氣量小、滲鋼嚴重，第24 爐東側(cè)露出安顯，鋼包異常下線。詳見圖3、圖4。

圖1 K08 號鋼包使用25 爐透氣磚殘磚情況

圖2 K08 號鋼包使用25 爐彌散塊滲鋼情況

圖3 K02 號鋼包透氣磚使用19 爐透氣量小、滲鋼

圖4 K02 號鋼包透氣磚使用24 爐東側(cè)露出安顯

2 影響透氣磚使用性能的因素分析

2.1 透氣磚用彌散塊材質(zhì)的影響

目前使用的透氣磚用彌散塊為振動成型，原料為92 剛玉球，在振動作用下，利用剛玉球之間的滾動即可成型，其優(yōu)點是透氣性優(yōu)良，但其最大的缺點是貫通氣孔較多，滲鋼量較多，不易燒開。

同時92 剛玉球中含有約4.5%左右的SiO2，不利于透氣彌散塊抗渣性的提高，根據(jù)長期的使用情況來看，92 剛玉球所生產(chǎn)的透氣彌散塊整體情況良好，但平均每月約有3-4 爐燒氧過程中因透氣量達不到要求，造成重燒，導致達不到25±1 次的壽命要求[4-6]。

2.2 透氣磚預(yù)置安全標識的影響

彌散透氣磚在振動成型過程中預(yù)置入安全標識，標識在殘磚180 mm 的高度，目前技術(shù)還不是特別成熟，雖然起到一定的防護作用使用過程存在以下問題：

1）無法有效的固定安全標識；

2）彌散磚芯振動容易造成安全標識偏斜；

3）后期鉆孔安裝安全標識，存在尺寸偏差大，安全標識端頭與彌散塊產(chǎn)生縫隙不好控制。

同時鋼包透氣磚彌散塊在使用過程中吹掃至安全標識位置后安全標識脫落，造成彌散塊侵蝕速率加快，同時透氣磚的安全性能明顯降低。

2.3 透氣磚吹掃操作工操作的影響

鋼包使用過程鋼包底吹管路及鋼包底吹試氣管路存在漏氣的現(xiàn)象，操作工檢查、確認不到位，試氣流量顯示合格，實際透氣量未達到要求。

進行透氣磚吹掃過程中操作不規(guī)范，存在盯著磚芯燒的現(xiàn)象，由于彌散透氣磚磚芯的強度較狹縫式差距較大，吹掃過于嚴重造成磚芯過度侵蝕，降低透氣磚的使用壽命及帶來不安全的因素。

3 優(yōu)化透氣磚使用性能的措施

3.1 透氣磚用彌散塊材質(zhì)優(yōu)化

通過理論分析對透氣彌散塊的生產(chǎn)原料、生產(chǎn)工藝進行優(yōu)化調(diào)整，采用 1～0.5 mm、0.6～0.2 mm 的板狀剛玉代替92 剛玉球，其中主要成分為氧化鋁和氧化鉻，其他雜質(zhì)含量相對較小，特別是SiO2 的含量，可以降低到1%以下，同時采用機壓成型，提高彌散透氣磚抗侵蝕性能，減少滲鋼量，穩(wěn)定彌散塊的使用。

3.2 優(yōu)化透氣磚安全標識

透氣磚用彌散塊在機壓成型過程中，不易置入安全標識，在機臺較大的壓力作用下，安全標識很難以豎直狀態(tài)存在，甚至被打碎，造成使用過程中會具有一定的風險；同時安全標的存在也可能會導致鋼水沿安全標識（安全標識相對透氣磚耐火材料抗侵蝕性較差，當使用至安全標識位置時，安全標識處始終會低于透氣彌散塊）下滲至彌散磚底座與透氣彌散塊之間的氣室中，造成透氣磚不透氣。基于以上原因，在將透氣彌散塊加強的同時，需將安全標識去掉（見圖5，圖6）。

同時為了保證使用過程的安全性能，將透氣磚彌散塊降低30 mm，為了確保安全將狹縫塊高度增加30 mm，提高了透氣磚使用過程的安全性。

圖5 改進前透氣磚磚芯（有安全標識）

圖6 改進后透氣磚磚芯

3.3 規(guī)范透氣磚吹掃操作

為了確保透氣磚吹掃操作，對透氣磚的吹掃操作做如下要求：

1）檢查鋼包底吹管路及底吹軟管是否漏氣，發(fā)現(xiàn)漏氣及時進行處理；

2）調(diào)整底吹試氣管路的壓力閥和限流閥，確保試氣前的壓力及流量在固定的范圍；

3）底吹試氣金屬軟管插在鋼包底部快速接頭上，打開閥門后進行透氣磚的吹掃；

4）吹掃后氬氣流量達到≥300 L/min 以上，且透氣磚磚芯變暗，則透氣磚吹掃完畢可以使用，若達不到要求，鋼包停用下線處理；

5）透氣磚使用后期發(fā)現(xiàn)磚芯侵蝕嚴重時，對透氣磚的侵蝕深度進行測量，當侵蝕深度≥280 mm 時必須進行甩包[7-9]。

4 優(yōu)化透氣磚后的使用效果

1）通過優(yōu)化鋼包透氣磚的材質(zhì)、磚型及規(guī)范現(xiàn)場操作的維護，每月由于底吹問題造成鑄機降速的爐數(shù)由3-4 爐降低至2 爐以內(nèi)，底吹吹成率達到99.92%以上，優(yōu)化后具體情況見圖7。

圖7 優(yōu)化后底吹吹成率完成情況對比（7 月份以后）

2）優(yōu)化后鋼包底吹透氣磚使用爐數(shù)達到25 爐以上的要求，透氣磚殘磚基本達到190 mm 以上的要求，具體情況見下頁表1。

5 結(jié)語

1）優(yōu)化后透氣磚沒有發(fā)生由于透氣磚的原因造成使用壽命未達到了要求的鋼包（25±1 爐），透氣磚磚芯殘長均大于190 mm，滿足現(xiàn)場的安全使用要求。

表1 優(yōu)化后透氣磚磚芯使用壽命及殘磚情況統(tǒng)計表

2）透氣性能穩(wěn)定，可以很好的滿足正常進行鋼水的精煉，底吹吹成率達到99.92%以上（底吹異常爐數(shù)2 爐以內(nèi)）。

3）鋼包透氣磚的穩(wěn)定使用，確保了生產(chǎn)節(jié)奏的穩(wěn)定性，為煉鋼廠的高效生產(chǎn)打下堅實的基礎(chǔ)。