長(zhǎng)壽命中間包工作層的烘烤實(shí)踐

李剛利，楊立民，朱勁峰，邱新領(lǐng)，葛志剛

（唐山新寶泰鋼鐵有限公司煉鋼廠，河北 唐山 064000）

摘要：文章對(duì)長(zhǎng)壽命中間包使用及烘烤特點(diǎn)進(jìn)行了分析 ,提出適合連鑄工藝生產(chǎn)的長(zhǎng)壽命中包烘烤制度。

關(guān)鍵詞：連鑄；長(zhǎng)壽命中間包；烘烤

1  前言

唐山新寶泰煉鋼廠擁有三座65噸頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐，三座連鑄機(jī)，其中1臺(tái)R8m弧四機(jī)四流方坯連鑄機(jī)，澆注斷面165mm×330mm、165mm×400mm， 2臺(tái)R6m弧五機(jī)五流方坯連鑄機(jī)，澆注斷面165mm×225mm 、165mm×280mm、165mm×330mm，主要生產(chǎn)普碳鋼Q195、Q195L、Q235、Q345B等鋼種。公司主要產(chǎn)品為300、400系列熱軋窄帶，下游用戶主要用于卷管、沖壓及冷軋后卷管、沖壓。

根據(jù)用戶使用要求及特點(diǎn)，煉鋼廠的工藝流程為：高爐鐵水→混鐵爐→頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐→鋼包底吹氬→連鑄→鑄坯熱供帶鋼，使用36小時(shí)鎂質(zhì)干式料長(zhǎng)壽命中間包，可以有效減少中間包使用數(shù)量，減少開(kāi)罐和熱換次數(shù)，對(duì)穩(wěn)定鑄坯質(zhì)量提高連鑄機(jī)作業(yè)率具有重要意義。因此，中間包烘烤效果直接影響鑄坯質(zhì)量、生產(chǎn)順行甚至安全生產(chǎn)。

2  長(zhǎng)壽命中間包的特點(diǎn)

2.1 中間包的作用

冶金行業(yè)，在連續(xù)鑄鋼生產(chǎn)中，中間包的作用是穩(wěn)定鋼流，減少鋼流對(duì)結(jié)晶器中初生坯殼的沖刷；儲(chǔ)存鋼水，并保證鋼水溫度均勻；使非金屬夾雜物和鋼液分離上浮；在多流連鑄機(jī)上，把鋼水分配給各個(gè)結(jié)晶器，起到分流作用；更換鋼包時(shí)保證多爐連鑄的正常進(jìn)行。

2.2 中間包的烘烤要求

一般使用煤氣和壓縮空氣對(duì)中間包進(jìn)行有效烘烤。首先，去除耐火襯的水分，防止中間包翻包確保安全生產(chǎn)；其次，提高中間包內(nèi)壁耐火襯溫度，減少中間包內(nèi)鋼水的溫降和熱損失；第三，防止鑄坯皮下氣泡，提高鑄坯質(zhì)量。因此，中間包烘烤效果直接影響鑄坯質(zhì)量、生產(chǎn)順行甚至安全生產(chǎn)。

冶金行業(yè)連鑄中包烘烤過(guò)程中，烘烤時(shí)間的長(zhǎng)短直接影響烘烤用煤氣的消耗，進(jìn)而影響烘烤成本，而且烘烤時(shí)間的長(zhǎng)短也影響生產(chǎn)節(jié)奏。

2.3長(zhǎng)壽命中間包的特點(diǎn)

新寶泰煉鋼廠中間包采用“T”型包，其結(jié)構(gòu)由內(nèi)到外依次為絕熱層、永久層、工作層。長(zhǎng)壽命中間包一般指使用壽命在30小時(shí)以上，有的使用壽命達(dá)到40-50小時(shí)，生產(chǎn)碳素結(jié)構(gòu)鋼，使用定徑水口，工作層使用鎂質(zhì)干式料打結(jié)。目前我廠使用36小時(shí)鎂質(zhì)干式料長(zhǎng)壽命中間包。

長(zhǎng)壽命中間包的工作層一般較厚，大約在140-160mm，永久層損壞時(shí)，一般用工作層進(jìn)行找補(bǔ)，局部厚度會(huì)有所增加，烘烤時(shí)間相應(yīng)較長(zhǎng)。長(zhǎng)壽命中間包的最大特點(diǎn)就是使用時(shí)間長(zhǎng)，可以減少開(kāi)罐和熱換次數(shù)，穩(wěn)定鑄坯質(zhì)量、提高連鑄機(jī)作業(yè)率，但要求生產(chǎn)組織穩(wěn)定。

3 現(xiàn)行中間包烘烤制度存在的問(wèn)題

在中間包準(zhǔn)備區(qū)完成長(zhǎng)壽命中間包拆除鑄余、鎂質(zhì)干式料工作層成型、固化、風(fēng)干，清掃后上線進(jìn)入備用狀態(tài)，然后進(jìn)行中間包烘烤，開(kāi)罐或熱換，中間包進(jìn)入澆鑄狀態(tài)。

3.1現(xiàn)行中包烘烤制度

長(zhǎng)壽命36小時(shí)中間包烘烤時(shí)間一般為30小時(shí)左右，在線中包使用2小時(shí)后開(kāi)始備包，4小時(shí)后開(kāi)始烘烤，小火1H，中火一直烘烤到使用前1H，，烘烤時(shí)間長(zhǎng)達(dá)25-30小時(shí)，大火1H，開(kāi)罐或熱換，此中間包進(jìn)入澆鑄狀態(tài)。

其烘烤曲線見(jiàn)圖1：

圖1  改進(jìn)前中間包烘烤曲線

3.2  現(xiàn)行長(zhǎng)壽命中間包烘烤制度存在的問(wèn)題

（1）由于長(zhǎng)壽命中間包的工作層一般較厚，大約在140-160mm，永久層局部損壞時(shí)，一般用工作層進(jìn)行找補(bǔ)，局部厚度會(huì)有所增加，烘烤時(shí)間相應(yīng)較長(zhǎng)。其缺點(diǎn)如下：首先：烘烤時(shí)間長(zhǎng)，煤氣消耗高，造成烘烤成本高；其次：烘烤時(shí)間長(zhǎng)，中包耐材易塌料，影響連鑄生產(chǎn)順行；第三：烘烤時(shí)間長(zhǎng)，連鑄平臺(tái)環(huán)境溫度高，工人工作環(huán)境惡劣。

（2）由于使用高爐煤氣，烘烤溫度最高在850℃左右，特別是生產(chǎn)異常時(shí)，由于烘烤時(shí)間較長(zhǎng)對(duì)盡快恢復(fù)生產(chǎn)影響較大。

4 長(zhǎng)壽命中間包烘烤制度的改進(jìn)

針對(duì)長(zhǎng)壽命中包烘烤和使用的特點(diǎn) ,制定如下烘烤制度

4.1 長(zhǎng)壽命中間包固化及線下風(fēng)干

新寶泰煉鋼廠36小時(shí)長(zhǎng)壽命中包工作層為鎂質(zhì)干式料打結(jié)。先將中包胎放入中包殼內(nèi)，調(diào)整好底部及四周間隙，加入鎂質(zhì)干式料進(jìn)行震動(dòng)打結(jié)，然后加熱中包胎到300℃左右，經(jīng)過(guò)2.0小時(shí)固化，取出中包胎并進(jìn)行清掃，然后進(jìn)行風(fēng)干，風(fēng)干時(shí)間根據(jù)生產(chǎn)安排一般在8小時(shí)左右（風(fēng)干時(shí)間是指取出中包胎到預(yù)烘烤的自然干燥時(shí)間）。

4.2 長(zhǎng)壽命中間包線上烘烤

（1）長(zhǎng)壽命中間包準(zhǔn)備

在線中間包開(kāi)澆兩小時(shí)后，組織下一個(gè)中包在線烘烤。長(zhǎng)壽命中間包上線后 ,其準(zhǔn)備工作歸納起來(lái)為: “一檢查 ,兩密封”。一檢查就是要對(duì)中間包進(jìn)行必要的檢查 ,保證中間包的整體質(zhì)量 ,滿足開(kāi)罐、熱換和正常澆注的要求 。兩密封就是中間包上沿與中間包蓋板墊以石棉氈密封，沖擊區(qū)使用帶密封板的燒嘴 ,提高沖擊區(qū)烘烤溫度，減少?zèng)_擊區(qū)溫降。

（2）小火預(yù)烘烤及余熱干燥

先小火（300℃左右）預(yù)烘烤2.0小時(shí)左右，然后關(guān)煤氣停止加熱烘烤，利用預(yù)烘烤余熱使中包內(nèi)水蒸氣繼續(xù)蒸發(fā)到無(wú)水蒸氣冒出，根據(jù)生產(chǎn)情況，停止烘烤12-22小時(shí)。

（3）中火烘烤

根據(jù)生產(chǎn)情況，使用前5小時(shí)左右再次打開(kāi)煤氣閥門進(jìn)行烘烤，為了防止烘烤塌料，先小火（300℃左右）0.5小時(shí)，緩慢升溫，然后中火（850℃左右）3.5小時(shí)。

（4）大火烘烤

使用前一小時(shí)，大火（1000℃以上）烘烤1.0小時(shí)，紅外測(cè)溫槍測(cè)量中間包內(nèi)外各部位溫度，達(dá)到中間包烘烤溫度要求，進(jìn)行開(kāi)罐或熱換，該中間包進(jìn)入澆鑄狀態(tài)。

4.3改進(jìn)后中包烘烤曲線：（見(jiàn)圖2）

圖 2 改進(jìn)后中包烘烤曲線

烘烤介質(zhì)由高爐煤氣改為轉(zhuǎn)爐煤氣，煤氣熱值大幅度提高。烘烤時(shí)間大幅減少，總烘烤時(shí)間控制在7.0小時(shí)左右，整個(gè)烘烤時(shí)間減少了23小時(shí)左右，降低了煤氣消耗，同時(shí)也降低了連鑄平臺(tái)環(huán)境溫度，由于烘烤時(shí)間縮短，為生產(chǎn)異常時(shí)盡快恢復(fù)生產(chǎn)創(chuàng)造了有利條件。

5、效果

可以減少中包烘烤時(shí)間，減少煤氣消耗，減少長(zhǎng)時(shí)間烘烤塌料，生產(chǎn)異常時(shí)盡快恢復(fù)生產(chǎn)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，進(jìn)而達(dá)到降本增效的目的。現(xiàn)將有關(guān)內(nèi)容對(duì)比如下：

每年按 270 萬(wàn)噸連鑄坯產(chǎn)量 ,每爐鋼 65t ,使用時(shí)間按36小時(shí)，澆鑄周期按0.5小時(shí)，每立方米煤氣按0.20元計(jì)算，僅中間包烘烤一項(xiàng)可降低成本：

單個(gè)中間包烘烤成本降低額：42000m3×0.20元/m3＝8400元/個(gè)；

每年使用中間包數(shù)量為：2700000噸÷（36h÷0.50h/爐×65噸）＝578個(gè)；

每年降低烘烤成本：578個(gè)×8400元/個(gè)＝485萬(wàn)元。

6、結(jié)論

改進(jìn)后的長(zhǎng)壽命中間包烘烤制度在生產(chǎn)上應(yīng)用以來(lái) ,從根本上杜絕了塌料、翻包、氣泡等事故,保證了中包烘烤質(zhì)量，滿足碳素鋼生產(chǎn)的要求，降低了成本。

1）減少了鑄坯皮下氣泡，提高了鑄坯質(zhì)量；

2）縮短了烘烤時(shí)間，降低了煤氣消耗,降低了烘烤成本；

3）異常時(shí)回復(fù)生產(chǎn)時(shí)間短，提高了連鑄機(jī)作業(yè)率 。