長壽命中間包工作層的烘烤實踐

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：文章對長壽命中間包使用及烘烤特點進行了分析 ,提出適合連鑄工藝生產(chǎn)的長壽命中包烘烤制度。

關(guān)鍵詞：連鑄；長壽命中間包；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，其中1臺R8m弧四機四流方坯連鑄機，澆注斷面165mm×330mm、165mm×400mm， 2臺R6m弧五機五流方坯連鑄機，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，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小時鎂質(zhì)干式料長壽命中間包，可以有效減少中間包使用數(shù)量，減少開罐和熱換次數(shù)，對穩(wěn)定鑄坯質(zhì)量提高連鑄機作業(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  長壽命中間包的特點

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，減少鋼流對結(jié)晶器中初生坯殼的沖刷；儲存鋼水，并保證鋼水溫度均勻；使非金屬夾雜物和鋼液分離上��；在多流連鑄機上，把鋼水分配給各個結(jié)晶器，起到分流作用；更換鋼包時保證多爐連鑄的正常進行。

2.2 中間包的烘烤要求

一般使用煤氣和壓縮空氣對中間包進行有效烘烤。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)連鑄中包烘烤過程中，烘烤時間的長短直接影響烘烤用煤氣的消耗，進而影響烘烤成本，而且烘烤時間的長短也影響生產(chǎn)節(jié)奏。

2.3長壽命中間包的特點

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。長壽命中間包一般指使用壽命在30小時以上，有的使用壽命達到40-50小時，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小時鎂質(zhì)干式料長壽命中間包。

長壽命中間包的工作層一般較厚，大約在140-160mm，永久層損壞時，一般用工作層進行找補，局部厚度會有所增加，烘烤時間相應(yīng)較長。長壽命中間包的最大特點就是使用時間長，可以減少開罐和熱換次數(shù)，穩(wěn)定鑄坯質(zhì)量、提高連鑄機作業(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題

在中間包準備區(qū)完成長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，清掃后上線進入備用狀態(tài)，然后進行中間包烘烤，開罐或熱換，中間包進入澆鑄狀態(tài)。

3.1現(xiàn)行中包烘烤制度

長壽命36小時中間包烘烤時間一般為30小時左右，在線中包使用2小時后開始備包，4小時后開始烘烤，小火1H，中火一直烘烤到使用前1H，，烘烤時間長達25-30小時，大火1H，開罐或熱換，此中間包進入澆鑄狀態(tài)。

其烘烤曲線見圖1：

圖1  改進前中間包烘烤曲線

3.2  現(xiàn)行長壽命中間包烘烤制度存在的問題

（1）由于長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，一般用工作層進行找補，局部厚度會有所增加，烘烤時間相應(yīng)較長。其缺點如下：首先：烘烤時間長，煤氣消耗高，造成烘烤成本高；其次：烘烤時間長，中包耐材易塌料，影響連鑄生產(chǎn)順行；第三：烘烤時間長，連鑄平臺環(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，由于烘烤時間較長對盡快恢復(fù)生產(chǎn)影響較大。

4 長壽命中間包烘烤制度的改進

針對長壽命中包烘烤和使用的特點 ,制定如下烘烤制度

4.1 長壽命中間包固化及線下風(fēng)干

新寶泰煉鋼廠36小時長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)干式料進行震動打結(jié)，然后加熱中包胎到300℃左右，經(jīng)過2.0小時固化，取出中包胎并進行清掃，然后進行風(fēng)干，風(fēng)干時間根據(jù)生產(chǎn)安排一般在8小時左右（風(fēng)干時間是指取出中包胎到預(yù)烘烤的自然干燥時間）。

4.2 長壽命中間包線上烘烤

（1）長壽命中間包準備

在線中間包開澆兩小時后，組織下一個中包在線烘烤。長壽命中間包上線后 ,其準備工作歸納起來為: “一檢查 ,兩密封”。一檢查就是要對中間包進行必要的檢查 ,保證中間包的整體質(zhì)量 ,滿足開罐、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，減少沖擊區(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)到無水蒸氣冒出，根據(jù)生產(chǎn)情況，停止烘烤12-22小時。

（3）中火烘烤

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

（4）大火烘烤

使用前一小時，大火（1000℃以上）烘烤1.0小時，紅外測溫槍測量中間包內(nèi)外各部位溫度，達到中間包烘烤溫度要求，進行開罐或熱換，該中間包進入澆鑄狀態(tài)。

4.3改進后中包烘烤曲線：（見圖2）

圖 2 改進后中包烘烤曲線

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。烘烤時間大幅減少，總烘烤時間控制在7.0小時左右，整個烘烤時間減少了23小時左右，降低了煤氣消耗，同時也降低了連鑄平臺環(huán)境溫度，由于烘烤時間縮短，為生產(chǎn)異常時盡快恢復(fù)生產(chǎn)創(chuàng)造了有利條件。

5、效果

可以減少中包烘烤時間，減少煤氣消耗，減少長時間烘烤塌料，生產(chǎn)異常時盡快恢復(fù)生產(chǎn)，提高勞動生產(chǎn)率，進而達到降本增效的目的。現(xiàn)將有關(guān)內(nèi)容對比如下：

每年按 270 萬噸連鑄坯產(chǎn)量 ,每爐鋼 65t ,使用時間按36小時，澆鑄周期按0.5小時，每立方米煤氣按0.20元計算，僅中間包烘烤一項可降低成本：

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

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

每年降低烘烤成本：578個×8400元/個＝485萬元。

6、結(jié)論

改進后的長壽命中間包烘烤制度在生產(chǎn)上應(yīng)用以來 ,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）縮短了烘烤時間，降低了煤氣消耗,降低了烘烤成本；

3）異常時回復(fù)生產(chǎn)時間短，提高了連鑄機作業(yè)率 。