钢包不定形耐材衬体的实践之路
2024-11-19 9:13:45 点击：
目前，不锈钢冶炼主要是两步法工艺或三步法工艺，其中两步法冶炼指电炉熔化、精炼炉脱碳的工艺流程，包括电炉（EAF），AOD炉和钢包，三步法在二步法基础上增加深脱碳装备，包括电炉（EAF）/转炉、AOD炉/转炉、VOD炉和钢包。这些工艺中，钢包工作层所用耐火材料主要由镁钙质、镁铬质或镁碳质定型制品砌筑而成，鲜有不定形耐材衬体。
近年来，随着不定形耐材套浇、湿法喷补或高效能干法喷补工艺快速发展，一个合理完善的不定形耐材修复模式已经能够建立起来，可达到衬体寿命延长及单耗下降的目的。与定型制品相比，不定形耐材更具有性价比。
2015年，凯得力耐火材料（中国）有限公司的技术人员开始参与不锈钢精炼钢包不定形化项目研究，通过材质调整和修护模式优化，钢包工作衬服役寿命从不到60炉提升到190炉左右，实现了钢包寿命大幅度提高、成本持续降低。
为生产更高端的不锈钢品种，用户新增了VOD冶炼工艺，钢包周转频率降低，导致浇注工作衬寿命持续降低，现有钢包工作衬套浇维护工艺越来越无法满足钢包周转需求。为此，凯得力技术团队尝试引入新的维护方案，缩短钢包下线维护时间。
钢包不定形耐材维护工艺除表面烧结层结合套浇外，还有干法喷补造衬和湿法喷涂造衬等工艺。干法喷补造衬工艺具有设备占地小、结构和操作工艺简单、维护方便、冷态维护耗时短的优点。这个工艺特点与现场需求最为契合。传统干法喷补料存在材料反弹损失较高、衬体寿命较低的问题，因而开发高效能材料就成为干法喷补工艺能否成功的关键。
通过试验和实践，凯得力技术团队探索出了一种更高效能干法喷补料修护模式，在不影响钢包周转的前提下，实现钢包寿命进一步提高和吨钢消耗降低。
浇注料炉衬应用情况
AOD炉的出钢量为150吨，冶炼时间60分钟，最高出钢温度在1720℃，平均出钢温度为1642℃。在钢包内低吹氩搅拌及合金成分微调等精炼比例为100%，平均精炼时间在45分钟,平均操作温度为1620℃。连铸平均浇筑时间为60分钟，钢包平均运转次数为每天4.5炉。
150吨钢包的包底采用三层结构，分别为7mm纳米隔热板、100mm高铝质浇注料、300mm铝镁质浇注料（工作层）。包壁与包底采用同样结构，工作层厚度为230mm。渣线位置采用两层230mm的MC12镁碳砖。
钢包维修模式经历了3次改进。120炉维修模式为中修后用40炉次、两次小修后各用40炉次。160炉维修模式是中修后用40炉次，三次小修后各用40炉次，其中第二次小修时熔池工作层套浇，不更换渣线。190炉维修模式同160炉维修模式一致，每次使用50炉次后维修，最后一次根据情况使用45次左右。在用户工艺发生变化后，技术人员及时调整材料及维护模式，使浇注钢包寿命超过了砖砌钢包，钢包使用寿命大大延长。
优化钢包工作层材料
随着维修模式不断调整，工作衬体浇注料也随之不断优化升级，以求提升钢包寿命，持续降低成本。目前，钢包炉龄寿命可稳定在190～195炉次的水平。材料配方以烧结尖晶石、铝酸盐水泥为主。衬体材料一共经历了3次调整升级，第1次材料配方调整为熔融氧化镁加非水泥结合剂，第2次调整为熔融氧化镁、少量烧结尖晶石和铝酸盐水泥，第3次优化是在第2次材料中再增加特殊添加剂。通过调整水泥加入量，引入特殊添加剂，在保证主要指标相对稳定的前提下，通过提高材料的加热永久线变化率，改善材料的烘烤性能，最终实现产品服役寿命提高。
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