长寿命中间包工作层的烘烤实践

长寿命中间包工作层的烘烤实践

李刚利，杨立民，朱劲峰，邱新领，葛志刚

（唐山新宝泰钢铁有限公司炼钢厂，河北 唐山 064000）

摘要：文章对长寿命中间包使用及烘烤特点进行了分析 ,提出适合连铸工艺生产的长寿命中包烘烤制度。

关键词：连铸；长寿命中间包；烘烤

1  前言

唐山新宝泰炼钢厂拥有三座65吨顶底复吹转炉，三座连铸机，其中1台R8m弧四机四流方坯连铸机，浇注断面165mm×330mm、165mm×400mm， 2台R6m弧五机五流方坯连铸机，浇注断面165mm×225mm 、165mm×280mm、165mm×330mm，主要生产普碳钢Q195、Q195L、Q235、Q345B等钢种。公司主要产品为300、400系列热轧窄带，下游用户主要用于卷管、冲压及冷轧后卷管、冲压。

根据用户使用要求及特点，炼钢厂的工艺流程为：高炉铁水→混铁炉→顶底复吹转炉→钢包底吹氩→连铸→铸坯热供带钢，使用36小时镁质干式料长寿命中间包，可以有效减少中间包使用数量，减少开罐和热换次数，对稳定铸坯质量提高连铸机作业率具有重要意义。因此，中间包烘烤效果直接影响铸坯质量、生产顺行甚至安全生产。

2  长寿命中间包的特点

2.1 中间包的作用

冶金行业，在连续铸钢生产中，中间包的作用是稳定钢流，减少钢流对结晶器中初生坯壳的冲刷；储存钢水，并保证钢水温度均匀；使非金属夹杂物和钢液分离上浮；在多流连铸机上，把钢水分配给各个结晶器，起到分流作用；更换钢包时保证多炉连铸的正常进行。

2.2 中间包的烘烤要求

一般使用煤气和压缩空气对中间包进行有效烘烤。首先，去除耐火衬的水分，防止中间包翻包确保安全生产；其次，提高中间包内壁耐火衬温度，减少中间包内钢水的温降和热损失；第三，防止铸坯皮下气泡，提高铸坯质量。因此，中间包烘烤效果直接影响铸坯质量、生产顺行甚至安全生产。

冶金行业连铸中包烘烤过程中，烘烤时间的长短直接影响烘烤用煤气的消耗，进而影响烘烤成本，而且烘烤时间的长短也影响生产节奏。

2.3长寿命中间包的特点

新宝泰炼钢厂中间包采用“T”型包，其结构由内到外依次为绝热层、永久层、工作层。长寿命中间包一般指使用寿命在30小时以上，有的使用寿命达到40-50小时，生产碳素结构钢，使用定径水口，工作层使用镁质干式料打结。目前我厂使用36小时镁质干式料长寿命中间包。

长寿命中间包的工作层一般较厚，大约在140-160mm，永久层损坏时，一般用工作层进行找补，局部厚度会有所增加，烘烤时间相应较长。长寿命中间包的最大特点就是使用时间长，可以减少开罐和热换次数，稳定铸坯质量、提高连铸机作业率，但要求生产组织稳定。

3 现行中间包烘烤制度存在的问题

在中间包准备区完成长寿命中间包拆除铸余、镁质干式料工作层成型、固化、风干，清扫后上线进入备用状态，然后进行中间包烘烤，开罐或热换，中间包进入浇铸状态。

3.1现行中包烘烤制度

长寿命36小时中间包烘烤时间一般为30小时左右，在线中包使用2小时后开始备包，4小时后开始烘烤，小火1H，中火一直烘烤到使用前1H，，烘烤时间长达25-30小时，大火1H，开罐或热换，此中间包进入浇铸状态。

其烘烤曲线见图1：

图1  改进前中间包烘烤曲线

3.2  现行长寿命中间包烘烤制度存在的问题

（1）由于长寿命中间包的工作层一般较厚，大约在140-160mm，永久层局部损坏时，一般用工作层进行找补，局部厚度会有所增加，烘烤时间相应较长。其缺点如下：首先：烘烤时间长，煤气消耗高，造成烘烤成本高；其次：烘烤时间长，中包耐材易塌料，影响连铸生产顺行；第三：烘烤时间长，连铸平台环境温度高，工人工作环境恶劣。

（2）由于使用高炉煤气，烘烤温度最高在850℃左右，特别是生产异常时，由于烘烤时间较长对尽快恢复生产影响较大。

4 长寿命中间包烘烤制度的改进

针对长寿命中包烘烤和使用的特点 ,制定如下烘烤制度

4.1 长寿命中间包固化及线下风干

新宝泰炼钢厂36小时长寿命中包工作层为镁质干式料打结。先将中包胎放入中包壳内，调整好底部及四周间隙，加入镁质干式料进行震动打结，然后加热中包胎到300℃左右，经过2.0小时固化，取出中包胎并进行清扫，然后进行风干，风干时间根据生产安排一般在8小时左右（风干时间是指取出中包胎到预烘烤的自然干燥时间）。

4.2 长寿命中间包线上烘烤

（1）长寿命中间包准备

在线中间包开浇两小时后，组织下一个中包在线烘烤。长寿命中间包上线后 ,其准备工作归纳起来为: “一检查 ,两密封”。一检查就是要对中间包进行必要的检查 ,保证中间包的整体质量 ,满足开罐、热换和正常浇注的要求 。两密封就是中间包上沿与中间包盖板垫以石棉毡密封，冲击区使用带密封板的烧嘴 ,提高冲击区烘烤温度，减少冲击区温降。

（2）小火预烘烤及余热干燥

先小火（300℃左右）预烘烤2.0小时左右，然后关煤气停止加热烘烤，利用预烘烤余热使中包内水蒸气继续蒸发到无水蒸气冒出，根据生产情况，停止烘烤12-22小时。

（3）中火烘烤

根据生产情况，使用前5小时左右再次打开煤气阀门进行烘烤，为了防止烘烤塌料，先小火（300℃左右）0.5小时，缓慢升温，然后中火（850℃左右）3.5小时。

（4）大火烘烤

使用前一小时，大火（1000℃以上）烘烤1.0小时，红外测温枪测量中间包内外各部位温度，达到中间包烘烤温度要求，进行开罐或热换，该中间包进入浇铸状态。

4.3改进后中包烘烤曲线：（见图2）

图 2 改进后中包烘烤曲线

烘烤介质由高炉煤气改为转炉煤气，煤气热值大幅度提高。烘烤时间大幅减少，总烘烤时间控制在7.0小时左右，整个烘烤时间减少了23小时左右，降低了煤气消耗，同时也降低了连铸平台环境温度，由于烘烤时间缩短，为生产异常时尽快恢复生产创造了有利条件。

5、效果

可以减少中包烘烤时间，减少煤气消耗，减少长时间烘烤塌料，生产异常时尽快恢复生产，提高劳动生产率，进而达到降本增效的目的。现将有关内容对比如下：

每年按 270 万吨连铸坯产量 ,每炉钢 65t ,使用时间按36小时，浇铸周期按0.5小时，每立方米煤气按0.20元计算，仅中间包烘烤一项可降低成本：

单个中间包烘烤成本降低额：42000m3×0.20元/m3＝8400元/个；

每年使用中间包数量为：2700000吨÷（36h÷0.50h/炉×65吨）＝578个；

每年降低烘烤成本：578个×8400元/个＝485万元。

6、结论

改进后的长寿命中间包烘烤制度在生产上应用以来 ,从根本上杜绝了塌料、翻包、气泡等事故,保证了中包烘烤质量，满足碳素钢生产的要求，降低了成本。

1）减少了铸坯皮下气泡，提高了铸坯质量；

2）缩短了烘烤时间，降低了煤气消耗,降低了烘烤成本；

3）异常时回复生产时间短，提高了连铸机作业率 。