日照钢铁普通中间包寿命提升研究

张新江，田景云，于 广，李增奇（日照钢铁有限公司长材制造部，山东 日照 276806）

日照钢铁普通中间包寿命提升研究

张新江，田景云，于 广，李增奇
（日照钢铁有限公司长材制造部，山东 日照 276806）

针对日照钢铁有限公司长材制造部普通中间包寿命低、吨钢消耗高、金属收得率低、能耗高现象，为此，采取了一系列技术措施从原辅料控制、工艺参数调整、人工操作及以及制定合理的作业计划、生产调度等生产组织措施等多方面，2015年以来普通中间包寿命由33h提高到43h以上，为日钢降本增效奠定了基础并创造了良好的经济效益。

普通中间包；寿命提升；改进措施

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

1　前言

日照钢铁有限公司长材制造部目前有1#机为5机5流大方坯连铸机，2、3、4#机为6机6流小方坯连铸机，连铸机使用的均为T型中间包，中间包容积为30吨，深度900mm， 2015年以前中包寿命偏低，为稳定生产、提高质量和降低成本，提高中间包寿命显得尤为重要。中间包寿命低造成热换次数频繁，切废增加，同时增加了工人劳动强度，严重影响了长材制造部的生产成本控制。

2　影响中包寿命原因及技术改进措施

根据对2014年中包使用情况进行汇总分析，对于不同下线原因进行数据统计，发现影响中间包寿命的主要因素是：上水口扩径、冲击区无、包壁渣线侵蚀严重。

图1　影响中间包寿命因素分析

（1）中间包上水口采用长度160mm的组合锆芯。日照钢铁长材制造部连铸机采用快换式水口控流方式，上水口内径为22mm，通过改变下水口的孔径来控流，降低注流对镐芯的冲刷来提高水口寿命。目前在国内，定径水口从化学成分上分类有以下几种（见表1）：

表1　

本试验采用的定径水口，氧化锆含量达到97%以上，而由于生产对拉速的要求，无法采用减小内径的形式来提高寿命。经过多方论证，决定采用加锆上水口的形式，改变钢水在上水口内的流场，降低钢水冲击应力集中现象，以提高上水口寿命。

通过多次优化，将两个锆芯组合到一起，由铝碳质本体包裹，制得160mm长的上水口，将上水口套入座砖套内形成组合体。通过使用跟踪，扩径情况明显减轻，且对铸机拉速影响较小。

（2）改造稳流器冲击板。由于钢流从大包下来直接冲击稳流器，对稳流器的冲刷很厉害，严重时很可能造成穿包。为此，建议生产厂家改变了稳流器的材料、在稳流器内增加三块冲击板。本实验采用镁铝碳冲击板，氧化铝含量对冲击板的抗冲击性能影响较大，实验前后冲击板的理化指标见表2。

表2　

在调整氧化铝含量并改用刚玉相的氧化铝成分，改进后的冲击板镶嵌在永久层，降低冲击板高度，浇注过程中减少钢水注流对冲击板的直接冲刷，降低了T型口处穿钢的机率，提高冲击区寿命。

（3）优化排渣工艺。在生产过程中随着连浇炉数提高，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。为此规范了排渣操作，并制定了考核制度，渣厚不能超过100mm，每班至少排渣两次。节奏合适要及时放渣，渣厚控制在80mm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，在控制好大包注余的同时，避免大量渣子放到中包内造成渣线侵蚀严重，此外排渣时注意避免将渣子溢出中包渗入中包工作层内。

（4）规范更换下水口操作和使用时间。利用下班时间组织技术人员给操作人员培训，加强实操水平、清理滑道要点、水口更换操作等减少因操作问题引起的二次开浇，降低因开流对上水口的损伤。

下滑块长时间的侵蚀会影响上水口的寿命，为此工场内部控制下滑块控制在4小时以内，进而确保提高中包寿命

3　提高中间包寿命的工艺措施和生产组织

（1）优化烘烤曲线，确保中包烘烤效果。中间包的烘烤质量直接决定着中间包的热稳定状态，从而影响到中间包开浇或快换的成功与否，对提高中间包连浇炉数，提高连铸机作业率，降低生产成本起着重要作用；同时连铸的生产节奏较快，现场的影响因素比较复杂，要求中间包具备快速烘烤的能力，烤包速度快，中间包内的气氛温度能够准确达到开浇所要求的温度。中间包在浇注过程中，特别是开浇或快换第一包中间包内温度变化稳定，具有较好的热稳定状态。以适应不断变化的生产要求。

图2　普通中间包烘烤曲线

中间包供烤的前提条件是中间包具有较好的热震稳定性，不能由于中间包的升温速度太快而把中间包工作层烤塌。影响中间包主要因素除了工作层用料自身的热震能力大小外，就是中间包水份。防氧化能力，要在中间包的烘烤过程中，使中间包内的气氛温度快速地越过低温区，特别是以均800℃，进入高温区，避免含碳耐火材料发生氧化。

中间包准备好以后，便可进行大火烘烤，时间为30min，使中间包内的气氛温度快速地跃过600℃-800℃达到1000℃以上。现行烘烤制度至少需要30min，中包内的气氛温度才能达到900℃以上，低温烘烤时间长，氧化严重，预热区60min以上，中间包开浇或者快换前大火。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，保证中间包顺利开浇及正常浇注。

（2）中包过热度控制。为保证钢水的正常浇注，中间包中包过热度严格控制在15—30。为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，过热度合格率从90%提高到95%以上。

（3）合理的生产组织、调度。合理利用“2天一循环”生产组织模式，有计划的安排中间包的使用，避免中间包的浪费。正常情况，充分释放中包单包产能。转炉与连铸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，与调度信息的沟通至关重要，合理的生产组织以保证中间包钢水液面稳定，同时保证中间包高液面（一般大于600mm）浇铸，以保证中间包寿命。

4　实施效果及经济效益分析

改进后中间包寿命从过去平均33h提高到43h以上，2015年10月5日中间包单包寿命53.3h，连拉钢水178炉，生产合格钢坯10553.291t。2015年中包寿命如图3所示。

图3　2015年1月-10月普通中间包平均寿命

从图中可以看出通过技术攻关后中包寿命稳定在43小时以上。

经济效益分析：在中间包使用寿命得到了提高，降低工人劳动强度，有效的控制了因热换造成的切废，提高了铸机钢水收的率从而达到降本增效的目的。

此项目的实施，解决了使得人员优化后四炉三机的生产节奏，实现炉机匹配，为释放长材制造部产能做好基础工作，提升连铸工序铸机收得率、作业率，降低过程成本消耗，符合公司降本增效的整体发展思路，直接经济效益年节约成本81.28万元。同时节约耐材承包成本，吨钢成本可降0.2元，年生产按照250万t，可节约50万元，以上两项可降低成本100万元以上。同时连铸机生产能力提高，为连铸与后续轧钢工序的匹配提供了有利的技术保证。

［1］姜兴辰，李振，施汉生，郭达.莱钢炼钢厂提高中间包单包寿命的措施［J］.山东冶金，2007（03）.

［2］商思凯，孙义，王大博.中间包长寿命工作层新技术的开发与应用［J］.黑龙江冶金，2005（04）.

［3］乔燕.低过热度浇铸的连铸中间包温度控制研究［D］.东北大学，2009.

［4］厉英，刘承军，姜茂发，程乃良，邹俊苏.中间包热状态分析及烘烤工艺优化［J］钢铁研究学报，2007（03）.