【案例分析】提高连铸中间包寿命的11个有效措施

西林钢铁集团有限公司炼钢总厂的3#、4#连铸机是2012年投产的6机6流弧形小方坯连铸机，生产组织模式为两台转炉对两台连铸机，年设计生产能力为250万t，因为连铸机的启停影响转炉、连铸生产率，并且连铸机启停时产生的坯头坯尾影响钢水金属收得率和吨钢成本消耗，因此如何大幅度提高中间包寿命，保证连铸生产稳定顺行，提高钢坯质量和降低中包成本显得尤为重要。

（炼钢车间，与本文无关）

1连铸中间包使用现状及影响其寿命的原因

1.1连铸中间包使用现状:

2012年两台连铸机投产后至2015年连铸机中间包平均寿命具体数据如下表:

1.2影响中间包寿命的因素:

(1)耐火材料质量:

①工作层与钢水直接接触，是关键部位。工作层砌筑材料为有半硅质、高铝质、锆英石或用硅质、镁质、镁橄榄石质绝热板;或用镁质、镁铬质及镁钙质涂料或用浇注料等。

②中间包水口座砖镶嵌在底部，属于中间包薄弱部位。通常使用高铝质耐高温材质。

③中间包底部工作层直接受钢水冲击部位易损坏，要求抗侵蚀耐磨损，主要使用高强度焦油镁砖、高铝砖、铝铬砖。钢水冲击区也有采用锆英石砖的。

④中间包包盖覆盖在中间包上，起保温和防止钢水飞溅等作用，通常使用黏土质或高铝质耐火浇注材料作包盖。

(2)生产组织及操作水平:

①中间包钢水液面在生产过程中应保持平稳或波动不大;生产组织要求转炉生产量与连铸生产量正常匹配，应避免钢水上连铸不及时造成的钢水液面波动过大对中间包内衬产生的危害。

②钢水到连铸平台的温度应合理，避免钢水过热度过大对中间包内衬冲刷;应避免因钢水温度过低向中间包透氧升温对中间包内衬造成的危害。

③中间包结构:连铸中间包采用挡墙、挡坝及湍流控制器等结构，不但使钢水在中间包流动合理，有利钢水中非金属夹杂上浮，提高了钢水质量，另一方面还提高了中间包使用寿命。

2 提高中间包寿命的措施

2.1中间包工作层采用干式料

在工艺条件及中间包耐火材料的材质和砌筑形式一定的情况下，中间包寿命主要取决于中间包工作层钢水的化学侵蚀、高温熔损和机械冲刷，采用干式料抗侵蚀、耐冲刷能力强，满足了长连浇时间的要求。

2.2包衬采用镁质耐火材料

镁质耐火材料吸附钢中夹杂物的作用很强，而且抗侵蚀、耐冲刷能力好，能满足高连浇炉数的要求，也改善了钢水质量。使用后观察中间包包衬渣线处最薄，其他部位都在30～40mm，一个浇次完成后，拆中间包也很容易。

2.3使用稳流器

由于钢流从大包下来直接冲击中间包，对中间包的冲刷很厉害，严重时很可能造成穿包。为此，决定使用稳流器，稳流器的材质为镁碳质，稳流器的结构为具有空心内腔的容器状结构，稳流器的内腔底部大，口部小。采用此种结构的连铸中间包稳流器，防止钢包水口区域钢液卷渣效果明显、稳定，中间包钢水质量高，中间包耐火材料消耗低。

2.4提高中间包钢水液面

原来中间包浇钢时最低液面要求为600mm，现在改为必须大于700mm，钢水液面提高后，延长了钢水在中间包的停滞时间，较深的熔池，钢水从钢包到稳流器之间阻力大了，稳流器接触面流速较小，从而对稳流器的冲击力小，提高了稳流器的连浇时间，也提高了中间包寿命。

2.5改进溢渣操作

原来溢渣口距浇注点近，溢渣困难。随着连浇炉数增加，渣量大又不能及时排出，渣线对包衬的侵蚀严重，同时影响钢水质量。为此改变了溢渣口的位置形状，并制定了考核制度，渣厚不能超过30mm，节奏合适要及时放渣，渣厚控制在30mm以下，防止包壁渣线侵蚀严重，发生包壁穿钢。同时大包工要加强操作，在控制好大包余钢的同时，避免大量渣子放到中间包内，造成包壁渣线侵蚀严重。

2.6提高中间包水口使用寿命

提高生产调度水平，减少因等钢等原因造成的掐流，稳定钢水上台温度，减少因操作问题引起的二次开浇，从而提高中间包水口的使用寿命，进而提高中间包寿命。

2.7改进钢水脱氧工艺

西钢使用的脱氧剂主要为硅铝钡，为提高脱氧效果，增加了脱氧剂加入量，并通过钢包喂硅钙线对钢水进行夹杂物变性处理的综合脱氧工艺。该工艺不仅改善转炉钢水的脱氧效果、降低钢中氧化物夹杂，而且提高了钢水的可浇性，消除了因钢水流动性差导致中间包水口结流。同时，钢水中自由氧含量减少，从而减少了对中间包水口的侵蚀，提高中间包的寿命。

2.8合理的温度制度

为保证钢水的正常浇性，中间包钢水过热度严格控制在10～25℃。为了提高第一炉的开浇成功率，转炉出钢温度比正常浇注温度高出30～40℃。按中下限控制中间包钢水温度，合格率从80%提高到95%。

2.9确保烘烤效果

烘烤中间包时，烘烤器中间烧嘴要正对稳流器中心，以保证稳流器的烘烤效果。烘烤中间包具体要求:中火烘烤不小于30min，大火烘烤不少于1h，中火烘烤是指火焰打到包底但没有发射，大火烘烤是指煤气阀门全开或基本全开，火焰打到包底并有反弹，风量匹配合适，火焰温度达到最高。大火一旦开起，干式工作衬中间包不得中途停火或调小火焰，以确保中间包包壁温度达到1000℃以上开浇。

2.10改善生产组织模式

合理利用生产组织模式，有计划的安排中间包的使用，避免中间包浪费，正常情况下按砌筑先后次序合理使用中间包，充分发挥中间包的使用寿命。

2.11合理的生产制度

转炉与连铸之间的钢水衔接是保证连铸正常生产的必要条件，要求供连铸的钢水准时，加大生产调度的信息传递，合理的生产组织以保证中间包钢水液面稳定，同时保证中间包液面在要求范围内，以保证中间包寿命。

3 实施效果及经济效益分析

改进后的中间包寿命由过去的24h左右提高到48h左右。金属收得率及合格钢坯收得率得到提高，年平均节约成本约85万元，节约耐火材料，t钢成本降低约0.61元。同时连铸机生产能力提高，为连铸与后步轧钢工序的匹配提供了有利的技术保证。

4 结语

通过优化转炉温度制度及生产组织调度制度、改进钢水脱氧工艺、提高中间包中间包砌筑及烘烤质量等措施，提高了中间包使用寿命，从而提高了转炉、连铸生产效率，降低了中间包使用成本，满足了转炉、连铸双线生产需求，为炼钢总厂双线年产钢坯250万t奠定了坚实的基础。

作者：孟祥锋(西林钢铁集团有限公司)