钢包是储运钢水的容器,其标准称呼为盛钢桶,俗称钢包、大包,目前钢水的炉外精炼过程绝大多数情况下在钢包内完成的,因此钢包在炼钢系统中占有重要地位。钢包的工作环境 出钢时,温度达1650℃左右钢水从炉内倾入到钢包内,钢包不但受到钢水强烈的热冲击和机械冲击,而且还受到少量熔渣和钢水的化学侵蚀。尤其是包底损毁更加严重。
钢包是周期性作业温差变化较大,热循环频繁,这也严重影响钢包寿命,特别是某些钢 厂周转钢包多生产周转速度慢对钢包影响更大。
近年来,在炼钢用钢包大型化的同时由于连铸和真空精炼技术的普及,钢包的工作条件更加苛刻钢水温度进一步提高有的高达1700 ℃ 甚至更高而且钢水在钢包中的滞留时间长。在二次精炼过程中,钢包有的在真空条件下使用,有的还会受到电弧高温加热、剧烈的吹气搅拌、电磁搅拌作用,并且熔渣量大大增多这些对钢包的材质都提出了更高的要求。
一、钢包永久衬用耐火材料
国内普通功率、HP和UHP电炉,其精炼钢包 一般采用三层结构砌筑即绝热层、永久层和工作层。绝热层一般采用轻质保温砖砖、硅酸铝纤维毡或轻质浇注料砌筑。永久衬一般采用高铝砖砌筑或浇注 料整体浇筑,目前采用整体浇筑的占绝大多数,材质有水玻璃结合铝镁浇注料、低水泥或超低水低高铝浇注料、莫来石自流浇注料等。以轻质材料砌筑好绝热层后,在其表面贴铺一层牛皮纸或塑料 薄膜,以防止其吸收和渗浆,影响保温效果。然后坐上胎模浇筑永久衬。永久衬厚 度一般在80~100mm 左右。养护一定时间后脱模,经自然干燥后用煤气或重油进行烘烤。国内大型转炉钢包,公称容量在50吨以上的钢水都要以钢包为基进行精炼处理,其工作衬普遍采用镁碳砖砌筑,永久衬除采用上述方法施工外,在工作衬与保温层之间预留一定间隙的永久衬,在砌筑工作衬厚度(一般300~400mm左右)后向预留的永久衬间隙内沿圆周均匀浇灌浇注料至工作衬高度待工作衬砌筑完毕后永久衬也浇注完成。按这种方法施工,可以不作胎模,永久衬随工作衬一起烘烤,烘烤时间适当延长,但是使用效果较差。
二、钢包工作衬用耐火材料
工作衬一般采用浇注料整体浇灌成型。最早开始试用水玻璃结合铝镁浇注料整体浇灌获得极大成功以来 ,以耐火浇注料整体浇灌工作衬 取代砖砌工作衬如雨后春笋一般迅速在全国中、小型钢包推广。当时,中、小型钢包工作衬普遍以高铝砖砌筑,寿命较低,当时的钢包包龄 在20次左右,采用铝镁浇注料浇灌后其包龄达到40次左右,包龄提高了一倍不但降低了工人的劳动强度而且成本也大幅度降低。随着 不定形耐火材料技术的进步,90年代至今在中、小型钢包上普遍应用无水泥高铝尖晶石浇注料作工作衬,在使用寿命上比原有的铝镁浇注料提高近一 倍。该浇注料是以Al2O3>85%的特级高铝矾土作 骨料、粉料,通过添加镁砂细粉、矾土基尖晶石粉、氧化硅超细粉以 及分散剂等外加剂以多级配料形式精制而成。一般情况下,使用该浇注料可使钢包包龄达到 50~60 次左右,最高可达到70~80 次左右,个别钢厂的包龄一次性甚至达到100次以上。如果采用套浇操作,其包龄还会大幅提高,从而降低耐材消耗。
钢包整体浇注技术优点
1、从安全的角度考虑,与具有许多砖缝的砖衬相比,没有接缝的钢包内衬更有明显的益处 。
2、满足了冶炼高纯钢的要求,钢液中来自于耐火材料的夹杂物减少,不会对钢液增加新的污染 。
3、机械化施工成为可能,整体包衬具有优良的均衡性,避免了砖砌筑时由于人为因素引起的钢包寿命下降的问题。
4、可在保证钢包整体使用寿命的同时降低工人的劳动强度、施工成 本和综合成本