耐火材料知识：改进钢包耐材寿命的经验

    “提高钢包耐材寿命、降低成本”一直是伯利恒钢铁公司雀点厂所追求的目标。钢包耐材的整体寿命是由钢包各部位耐材的性能所决定的，要想达到最大限度地延长钢包的寿命，在选取每个部位的耐材时应该考虑各部位耐材性能之间的匹配。雀点厂钢包耐材寿命的改进是通过采用高性能钢包座砖的同时，对钢包其它部位的耐材做了相应改进所获得的。
 
    钢包座砖:1999年开始，座砖采用了高温烧成的低水泥铝镁尖晶石质浇注块，将座砖的高度提高了62.5mm，形状从正方形变为圆形；继后又对其成分做了改进，座砖的寿命能长达135炉，足以维持一个完整的炉役。表1展示的是不烧和高温烧成低水泥铝镁尖晶石质浇注座砖的不同性能。 

    座砖缝:座砖的寿命改进后，砖缝所用的耐材比座砖磨损快得多；为了使砖缝寿命足以与座砖匹配，后来试用了一种90%高铝可塑料，由于这种可塑料的固化时间较长,所以换成了90%高铝的捣打料,它能满足快速固化和寿命可与座砖匹配的双重要求。表2展示了90%高铝可塑料和90% 高铝捣打料的性能。 

    钢包冲击区:与此同时，对钢包冲击区的耐材也进行了系统地改进。原先设计的是整个钢包底部，包括冲击区，全部用耐火砖(225mm×150mm×75mm)立砌；包壁下部接近冲击区的部位通过增大耐火砖厚度的方法来增强抗飞溅钢水的侵蚀能力；耐火砖是80%的铝镁铬砖。这种钢包底的使用寿命在40~60炉。后来将底部冲击区的厚度增大到340mm，寿命得到了适当的改进。1986年，包底尝试采用1200mm×1250mm×300mm的低水泥氧化铝冲击板浇注块与225mm×150mm×75mm的80 高氧化铝砖配合使用，使钢包的寿命达到74炉，以后逐渐达到了82、84和91炉。90年代，采用具有耐高温的低水泥铝镁浇注块，整个钢包的寿命达到了125~135炉，其间只对冲击区做了些小的修补。后来发展到包底只用两块浇注块，一块是突出的垫板，用于冲击区，距包壁3英尺处；另一块与耐火砖包底其余部分持平。最近试验浇注一块完整的预制块包底，就是将用于冲击区的突出垫板和包底的其余部位浇注成一块整体，并进行预烧处理。这一技术将普遍推广应用。这样设计的包底可望维持钢包运行250炉，在一个炉役期间只需做些小的修补。由于冲击区经焙烧处理，具有高热强度特性，所以冲击区可能不需要增大厚度了。 

　　侧墙:雀点厂钢包侧墙耐火砖的砌筑方法(从炉底开始):
　　－ 200mm 镁铬砖6层；
　　－ 175mm 的80%高铝砖14层；
　　－ 175mm 的70%高铝砖20层；
　　－ 225mm 镁铬砖13~15层(渣线)；
　　－ 预制的圆环下面采用90%磷酸盐结合的可塑料。 

     在雀点厂,渣的碱度在1.0到1.5之间。渣的平均化学成分为:Fe2O3－6.0,MnO－3.0,Al2O3－38.0,CaO－42.0,SiO2－9.0以及MgO－7.0。为了与座砖匹配，试用了各种级别的铝镁碳砖做包壁的材料(见表3)；试用镁碳砖做渣线(见表4)。试验结果表明，比起高铝砖来，铝镁碳砖显示出以下的优越性:
　　－ 较高的热强度和较好的抗渣性,这是由于有碳和镁的成分可适应铝镇静钢;
　　－ 在受热面尖晶石的形成使得接缝严密,杜绝了钢液的渗透以及直裂纹的出现;
　　－ 炉衬寿命较长,钢包耐材的成本降低,突发事故减少。 

    总之，雀点厂的经验是:从座砖着手，选用预烧座砖，其运行寿命较长，达到135炉；以座砖的改进带动整个钢包耐材的改进，使其寿命提高到213炉，其间只做了一次维修，而遗留的炉衬砖厚度仍然在安全范围内。采用改进后的耐材，钢包内衬的寿命可望达到250炉，在全部更换钢包耐材之前，只需更换一次渣线，一次座砖和一次包底。