新型陶瓷棒复合钢包透气砖应用实践

沙远洋， 王 崇

（首钢京唐钢铁联合有限责任公司， 河北 唐山 063000）

生产实践·应用技术

新型陶瓷棒复合钢包透气砖应用实践

沙远洋， 王 崇

（首钢京唐钢铁联合有限责任公司， 河北 唐山 063000）

介绍了包钢透气砖的工作环境，研究了陶瓷棒透气砖的原理及优点，通过实验对陶瓷棒透气砖的使用情况进行了总结。实验结果表明：新型陶瓷棒透气砖底吹吹成率高，透气效果好，可降低生产成本。

LF精炼 CAS精炼 新型 陶瓷棒复合透气砖

随着目前对钢水成分的要求越来越严格，钢包底吹氩是炉外精炼工艺的关键，底吹吹成率对品种钢的质量、生产节奏的安排及生产成本等都有直接影响，目前使用的钢包透气砖为狭缝式，需要每炉对透气砖的砖芯进行吹扫才能保证透气砖的透气效果，在钢包周转比较紧张或者异常不具备吹扫条件时，容易造成透气砖的透气量不足从而导致精炼处理周期长影响恒拉速，严重的造成钢水成分不合理导致连铸坯降级、判废甚至造成铸机断浇，因此迫切需要引入一种对透气砖砖芯吹扫依赖性小又能保证底吹效果的新型透气砖[1]。

1 钢包透气砖的工作环境

1）钢包底吹透气砖在生产过程中要承受高速、高压气流和高温钢液的冲刷，钢水在精炼过程中需要经过吹氩搅拌，高速、高压的气流由底吹透气砖进入到钢包内，使钢液获得一定的搅拌动能，用控制氩气的压力和流量的方法来控制钢液的搅拌强度，看到的现象就是钢包内的钢液沸腾起来，此时钢包底部气体与钢液相互作用形成湍流，同时由于气流的反冲作用，底吹透气砖及其周围的耐材受到严重的冲刷。

2）钢水浇注完毕后，等待回浇的这段时间，透气砖的工作面充分与熔渣接触，熔渣沿透气砖的工作面不断向砖中浸润，渣中的CaO、SiO2、Fe2O3等氧化物与透气砖发生反应，生成低共熔物使透气砖被冲刷侵蚀。

3）钢包进行热修操作时用氧管吹扫透气砖工作面造成熔损。在对透气砖工作面进行吹扫时，普遍采用插管反吹法。将金属软管的快速接头迅速接入透气砖吹氩管，打开阀门，在高压气体通入透气砖的同时，透气砖吹扫人员在钢包前用烧氧管吹净透气砖周围的残钢渣，直到透气砖的透气量达到要求的流量后停止吹扫[2-4]。

4）钢包在周转过程中收到极冷、极热及吊运过程中的机械振动的影响。钢包的盛放钢水是由间歇轮流进的，重包受极热的影响、空包受极冷的影响，同时钢包在运行中不可避免地受到外力的碰撞，产生机械应力。

2 陶瓷棒透气砖的原理及优点

2.1 陶瓷棒透气砖的原理

陶瓷棒透气砖带有6根1 850℃左右高温预烧成的陶瓷棒，透气砖的气体通道有狭缝和陶瓷棒（弥散透气），不仅可以通过透气砖芯狭缝吹氩，而且还通过陶瓷棒针孔式气道进行吹氩，减少狭缝渗钢后对透气砖透气量的影响。

2.2 陶瓷棒透气砖的优点

由于陶瓷棒透气砖分布着部分针孔式气道用来弥散透气，对烧氧操作的依赖性明显减小，特别是在钢包周转比较紧张或者异常时，例如钢包周转紧张没有时间进行透气砖的吹扫，或进行钢包加盖后不利于烧氧操作及判断等的情况下，陶瓷棒透气砖基本可以保证在不烧氧的情况达到透气的效果，陶瓷棒透气砖可以在每炉轻微吹扫或是间隔炉次吹扫。陶瓷棒透气砖有较稳定的使用寿命保证，陶瓷棒在透气砖砖芯中起到锚固的作用，一定程度地减少了砖芯发生横断的机率，同时陶瓷棒本身具有耐侵蚀的特点，因此可以提高透气砖的使用寿命，降低生产成本。

3 陶瓷棒透气砖的使用情况

为了进一步提高钢包底吹吹成率，降低狭缝渗钢对钢包底吹的影响，稳定钢包的底吹效果，对陶瓷棒透气砖进行试验。将其共安装在15个钢包上，期间在CAS记录西侧底吹吹开的亮面情况，在LF记录进行软吹时的氩气流量，具体试验情况如下。

3.1 CAS炉透气砖试验情况

由于进行CAS精炼时主要是使用西侧透气砖，此次试验记录西侧透气砖的氩气流量和透气砖吹开的亮面情况，以氩气流量1 800 L/min为基准进行分类统计分析，具体使用情况见表1和图1。

表1 陶瓷棒透气砖CAS试验数据分析

图1 陶瓷棒底吹砖CAS实验数据分析直方图

此次试验的陶瓷棒透气砖进行CAS精炼共使用49炉，未发生由于透气砖氩气小造成精炼处理困难的情况，同样的氩气流量吹开的直径与普通钢包透气砖基本相当[5]。

3.2 LF炉透气砖试验情况

本次试验主要是在LF精炼软吹时，记录钢水液面涌动时1路、2路的氩气流量，分析时取平均值进行计算，流量越小说明透气砖的透气性越好，具体使用情况见表2和图2。

表2 陶瓷棒透气砖LF炉试验数据分析

图2 陶瓷棒底吹砖LF炉实验数据分析的直方图（正态）

此次试验的陶瓷棒透气砖在进行LF精炼过程中共使用18炉，未发生由于透气砖氩气小造成精炼处理困难的情况，进行软吹处理时，平均氩气流量波动较小，比普通透气砖的氩气流量要小，说明透气砖的透气效果较好[6]。

4 结论

1）新型陶瓷棒透气砖寿命都达到了要求的25次以上，目前普通透气砖使用25炉后残砖都在180 mm左右，新型陶瓷棒透气砖残厚在210 mm左右。自2013年12月份开始至今，新型陶瓷棒透气砖批量使用200套，未发生由于透气砖氩气小造成精炼处理困难的情况，底吹吹成率达到100%，可以在保证底吹吹成率的前提下降低生产成本。

2）从进行CAS精炼时相同氩气流量吹开的亮面情况及LF炉进行软吹处理时平均氩气流量的情况与普通钢包透气砖对比，试验陶瓷棒透气砖都有一定的优势，说明试验陶瓷棒透气砖的透气效果较好，此透气砖可以很好地适应目前的生产。

[1] 张鸿金.钢包底吹氩搅拌对钢液的影响[J].重庆工业高等专科学校学报，1999（1）：89-92.

[2] 赵晨光.连铸过程中钢包底吹氩新工艺的物理模拟[D].沈阳：东北大学，2008.

[3] 张宝鑫，佟晓军.精炼条件对狭缝式透气砖使用效果的影响[J].耐火材料，2000（1）：38-40.

[4] 杜萍.精炼钢包底吹透气砖不过气的分析与改进[J].天津冶金，2012（4）：15-17.

[5] 何平，胡现槐，梁泽基.钢包底吹氩一些问题的分析[J].炼钢，1992（4）：35-41.

[6] 刘辉敏，孙加林，王金相.吹氩期间狭缝数量和尺寸对透气砖热梯度应力的影响[J].耐火材料，2009，43（3）：199-202.

（编辑：王瑾）

Application Practice of New Ceramic Rod Composite Ladle Porous Brick

SHA Yuanyang,WANG Chong
（Shougang Jingtang United Iron&Steel Co.,Ltd.,Tangshan Hebei 063000）

The working environment of porous bricks is introduced.The principle and advantages of ceramic rod porous brick are studied.The usage of ceramic rod porous brick is summarized through experiments.The experimental results show that the bottom blowing rate of the new ceramic rod porous brick is high with good ventilating effect, which can reduce the production cost.

LF refining,CAS refining,new type,ceramic rod composite permeable brick

TF065.1+2

A

1672-1152（2017）03-0065-03

10.16525/j.cnki.cn14-1167/tf.2017.03.27

2017-05-05

沙远洋（1985—）男，安徽省萧县人，本科，毕业于安徽工业大学冶金工程，现主要从事铁钢生产组织与协调工作。