( 福建省三钢（集团）有限责任公司，福建三明 365000)
摘 要 对三钢100t铁水包的生产实践进行分析，通过改进材质及铁水包砌筑工艺、优化烘烤制度、加强铁水包粘渣处理、采用防黏渣涂料喷涂、铁包保温等措施，使铁水包包龄由770炉提高到945炉以上。
关键词 铁水包 工艺改进 包龄
铁水包广泛应用于高炉与炼钢生产冶炼过程中，其耐火材料不仅要承受高温铁水的机械冲刷，还要长时间承受高温铁水盛放，作业环境相当恶劣，影响其使用包龄。三钢拥有6座高炉总计4110m3，年产铁能力达550万吨以上，高炉及一炼钢车间内部的铁包全部采用100t铁水包。铁水包的频繁周转经常因包底侵蚀、低温冻包、粘渣等因素导致包龄低下线，2014年三钢100t铁水包包龄仅有770炉。为此本文分析影响100t铁水包包龄主要因素，通过改进砖衬材质、优化修砌工艺、烘烤制度、喷涂技术、加强铁水包保温、规范管理等措施，使铁水包包龄大幅度提高。
1影响包龄原因分析
1.1包衬侵蚀原因分析
（1）修砌方式不合理。包口部位为采用整体浇筑打结，渣线处采用高铝质耐火砖砌筑，包处口冷渣铁的频繁扒渣、钩渣等操作,造成对包口与渣线结合处耐火砖损坏,导致渣铁从该部位渗入永久层与工作层之间,易造成铁水包渗铁、包壳发红事故。永久层总厚度为64mm较薄，无法有效阻挡渗出来的铁水。
（2）耐材材质质量影响。铁水包包底工作层采取的铝碳化硅材质的砖衬耐材，其机械抗冲击性能不足，易受侵蚀，侵蚀深度较深并带有断砖现象。铁包渣线处耐材不抗渣侵蚀、易粘渣，影响使用包龄。
1.2工况条件造成热机械损伤。
高炉出铁高度距包底7-10米,铁水对包底落铁点的冲击严重，加剧包底侵蚀快。根据生产经验，高炉护炉或者检修复产后铁水含[Si]、[Ti]等元素超过标准值或检修复产铁水物理热低于1400℃，铁水粘度将增大，容易造成粘包[1]；并且由于100t铁水包是常规敞口包，运行过程中会损失巨大的热量，保温效果差，铁水温降大，容易包口结渣圈，导致要在线采用机械手段处理粘渣，影响使用包龄。
1.3铁水包烘烤制度执行不到位。
烘烤制度不合理造成包口炸裂，新包未按规范进行热包上线接收铁水；未能匹配好高炉接收铁水时间，导致冷空包接收高温铁水居多，易导致铁水包砖衬的热震性差，加快耐材的侵蚀及引起包衬渗铁现象。
2 主要采取的措施
2.1改进砖衬材质，优化砌包工艺
（1）提高铁水包的砖衬材质。采用微膨胀Al2O3-SiC-C材质改进砖衬，提高Al2O3的含量，使砖衬具有较高的耐火度，化学稳定性好，对金属及熔渣具有较好抗侵蚀性，良好的抗热震性，其中控制Al2O3%≥65%，（SiC+C）≥14%，实践证明改进后Al2O3-SiC-C材质铁水包砖热震性能好，抗铁水、熔渣侵蚀强，砖体粘渣少，同时大幅度的减少铁包运行冷热收缩造成的膨胀缝。
（2）增加保温层，改进永久层。通过在铁包包壳内加贴单层厚为5mm*2纳米绝热板形成保温层，减少包壳散热。永久层由砖砌2层改为修砌3层粘土T29砖，并优化T29粘土砖砖型设计，将底边平面改为弧形设计，减少砖衬砌筑的三角缝，砖缝控制在≤1mm以内，提高永久层安全使用性能。
（3）改进工作层修砌设计。包底冲进区工作层部位侵蚀最严重，采用抗渣性, 热震稳定好的刚玉质Al2O3-SiC-C加强砖砌筑，其厚度由原先200mm更改为230mm。并在包底冲击区中心砖上方采用一层50mm厚的刚玉质自流浇筑料，减少铁水对包底前期冲刷侵蚀。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆包底与包壁之间采用一层厚度150mm的工作层进行修砌实现平滑过渡，以应对高温铁水的旋转冲刷。包壁工作层转型厚度由（115/185*160mm*100mm）更改为（115/185mm*120mm*230mm），层数由23层更改为9层，减少砖缝数量，减少耐材热胀冷缩的引起渗铁现象。包壁工作层厚度由160mm更改120mm。通过包衬结构上工艺改进,实现包衬内各部位的砖侵蚀均匀。
（4）包口浇筑。采用高铝质耐火浇注料整体打结一次成型，避免出现凸台，实现浇注料和砖头平滑过渡。另外，将原来焊接的拉钉长度由 6mm加长为12 mm，便于挂紧浇注料，以增加强度减轻频繁钩渣对包口耐材的损坏及防止该处渗铁,并能有效节约维修用材料。
2.2优化烘烤制度
重新制定铁水包烘烤制度，小火烘烤:室温10h升温至200℃，保温4小时。中火烘烤时间:16 h升温至600℃，保温4h。大火烘烤时间:16 h升温至1100℃。针对包衬、包底工作面损伤进行及时的小修作业，按大火烘烤12h后上线使用。新包上线后铁水包包口炸裂的情况明显改善。
2.3粘渣处理
（1）针对铁水包的敞口包散热造成结渣，通过抛洒高性能覆盖保温剂（主要成分炭化稻壳）来对铁水进行保温，可以延缓铁包的结渣速度。高性能覆盖剂按 0.4～0.7kg/t的加入量均匀抛洒覆盖铁水表面，提高保温。
（2）采用铁包喷涂技术。铁包包口防黏渣料主要成分为含35%Al2O3及35-40%结合剂混合涂料，喷涂后砖表面能够形成一层玻璃体，能够有效的防止渣侵蚀砖表面上，通过喷涂铁水包渣线及包口减少挂渣和冷钢，使渣铁自动脱落或粘黏不劳，大大降低刮渣次数和比例，减少刮包口机械冲击，铁包包口勾渣频率减少1.76次/百炉，下线处理比例下降61%。
2.4提高铁水包保温措施
（1）铁水包采用纳米绝热板保温。测量绝热型铁水包外壳温度比非绝热型铁水包低22.92℃。通过测量对比载铁水时间隔30分钟后铁水温降，绝热型铁水包温降速率为0.61℃/min，非绝热型铁水包温降速率为1.25℃/min，实践证明采用纳米绝热板能够有效起到铁包保温效果。
（2）采用铁水包随车加盖保温。在铁水包车上安装车载集成供电和控制单元及电控设备防护钢板设计，通过车载液压驱动装置，实现保温盖及机构的开闭操作。2017年铁水包随车加盖保温方案在该厂试验情况，通过现场测量及跟踪试验数据，初步得出加盖空包可减少包内温度损失30-50℃，一方面有利于提高耐材使用稳定性和使用包龄，另一方面消除冻铁、及铁皮粉尘飞扬现象，具有良好的环保效益。下一步将进一步试验推广。
（3）加强铁水包管理,缩短铁水包运输时间。由生产管控中心统一协调调度，加快铁水包周转率，缩短炼铁厂尽量出铁时间，减少炼钢厂压铁水包时间；采取铁水包“一包到底”工艺[2]，减少炼钢兑铁站兑铁处理，降低过程温降。2017年三钢“一包到底”命中率达56%，铁包周转率达到4.5次/日。
3 取得的效果
通过改进材质及铁水包砌筑工艺、优化烘烤制度、加强铁水包粘渣处理、采用防黏渣涂料喷涂、铁包保温等措施，使铁水包包龄由2014年770炉提高到2017年945炉以上，铁水包的包龄大幅度提高，降低耐火材料成本及煤气消耗减少，同时改进铁水包粘渣现象，使铁水包周转效率逐步提高，铁水包加盖保温应用能有效的降低空包温降，消除冻铁、及铁皮粉尘飞扬现象，降低环境污染，具有良好环保效益。
4 参考文献
[1] 徐大勇，刘常鹏，徐春柏．铁水罐再加热技术研究[J]．冶金能源，2005，24（2）：29．
[2] 韩鹏，刘景春．“一包到底”大容量铁水车的研制情况[Ｊ]．中国重型装备2010(1):12
作者简介：王振雄（1986-），男，耐火材料工程师，Email：n119@163.com
论文作者:王振雄
论文发表刊物:《科技新时代》2018年7期
论文发表时间:2018/9/25
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