天铁180t钢包渣线侵蚀原因分析及改进
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经过上述分析，我们对影响渣线使用的因素做出 了如下改进。 4.1 将钢包渣线使用出现的质量问题及时向耐材厂
图 4 渣线漏钢
家反馈，要求厂家控制主原料如镁砂、石墨和各种添 加剂的质量；选择最佳的原料配比及粒度配比；降低 砖体的气孔率，做好砖的表面处理，提高砖使用性能。 4.2 控制砌筑过程，严禁直接大力敲击砖体；合口砖 尺寸精确，且不得小于原砖的 1/2；每层合口砖必须错 开一块砖的位置。针对更换二次渣线时，在过渡区域 形成涡流加剧侵蚀的情况，将二次渣线砖的厚度减薄 为 180 mm，减少了错台尺寸，弱化涡流的影响。 4.3 转炉稳定出钢量，保持钢液面在渣线中部。减少 转炉下渣，规范萤石的使用，避免钢水长时间在精炼 加热；加强对包况的观察；合理安排钢包使用，当钢包 必须长时间过精炼时，不得使用包龄到后期的钢包和 包况不好的钢包。 5 措施实施的效果
热轧主要冶炼普通碳素结构钢、优质碳素结构 钢、汽车结构钢、低合金高强度结构钢、管线钢等。热 周转包的工艺路径有以下三种：BOF—Ar2/N2 Blowing、 Feed wire—CCM；BOF—LF—CCM；BOF—LF—RH— CCM。配备的 180 t 钢包单次盛钢时间为 70~180min， 钢水精炼比率在 70%以上，精炼出站温度为~1 580 ℃。工艺要求出钢到精炼全程吹氩，吹氩时间大约为 50 min。
天铁 180 t 钢包渣线侵蚀原因分析及改进
天铁 180 t 钢包渣线侵蚀原因分析及改进
尹国俊 （天津天铁冶金集团有限公司热轧板有限公司，河北省涉县 056404）
［ 摘要］ 从原材料、砖型选配、施工过程、冶炼条件等方面分析了天铁热轧 180 t 钢包实际使用时渣线断砖、剥落、漏钢等 异常侵蚀的原因，并对分析出的异常侵蚀的原因采取了 3 项改进措施。改进后钢包渣线断砖、剥落等情况得到了控制，渣线最 高使用寿命达到 48 炉，侵蚀速率控制在 2~2.9 mm/ 炉，收到了良好的效果。
钢包渣线选择牌号为 MT-14A 的镁碳砖，渣线砖 采用锲形砖环形砌筑，层层合口，合口位于耳轴侧远 离透气砖的位置。一个包役配套两次渣线，渣线砖厚 220 mm ~240 mm。 3 侵蚀原因分析
渣线是钢包耐材衬体中使用条件最恶劣的部位， 也是制约钢包使用寿命的瓶颈。在实际使用中，钢包 渣线的侵蚀情况受原料综合质量、砌筑工艺及质量和 炼钢工艺条件等多个因素影响，当这些因素发生变 化，钢包渣线就可能出现异常侵蚀情况。 3.1 渣线砖成分对异常侵蚀的影响
（收稿 2010－11－01 责编 赵实鸣）
参考文献 [1] 王诚训，孙炜明，张义先，等.钢包用耐火材料[M].北京：冶金工 业出版社，2005：142，76. [2] 胡世平,龚海涛,蒋志良，等.短流程炼钢用耐火材料[M].北京：冶 金工业出版社，2001：126.
作者简介 尹国俊，2006 年毕业于四川大学无机非金属材料工程专业，助 理工程师，现在天铁冶金集团热轧板有限公司从事耐材技术工作。
Xin Xin Abstract: The paper introduces the practice of aluminum-con－ tained round billet casting process at Steel-making Subsidiary, Tiantie. The re-formulation of strict drying process procedure and system and the adoption of negative pressure type draught furnace for drying nozzle ensured that the temperature of tundish and submerged nozzle can reach the requirement by casting start; measures intensifying LF calcium treatment pro－ cess, prolonging argon stirring time, increasing start casting speed and controlling start mould level solved the problem of difficulties at casting start due to poor fluidity of aluminum contained liquid steel, bringing the casting start rate from 33.40% to 84.06%. Key words: aluminum contained steel, casting start rate, round billet, mould, tundish, nozzle Discussion on Standardization and Optimization of Calci－ um Treatment Technique
Xu Lei Abstract: The paper describes the basic principle of liquid steel calcium treatment technique influencing inclusion denat－ uration, and discusses measures standardizing and optimizing calcium treatment technique from perspectives of calcium treatment conditions, technical parameters of wire feeding, ar－ gon flow to optimal treatment time In order to minimize inclu－ sion content in liquid steel and improve steel cleanliness, Key words: liquid steel, calcium treatment, inclusion, denatu－ ration, optimization, discussion
关键词 冶炼 钢包 渣线 侵蚀 原料 砌筑 改进
1 前言 天铁热轧板公司配备有 1 座 1 300 t 混铁炉、2 座
180 t 顶底复吹转炉、3 台连铸机和 1 套 1 750 mm 半 连续式热轧带钢生产线。投入使用的钢包一共 32 个， 其中热周转的钢包 6~9 个，备用 3~4 个。投产 3 年来， 多次出现钢包渣线异常侵蚀情况，造成钢包提前下 线，影响了钢包的正常周转和安全使用。因此，从原材 料、砖型选配、施工过程、冶炼条件等方面对钢包渣线 异常侵蚀的原因进行了分析，提出了改进措施。 2 天铁热轧的工艺和钢包渣线砖的技术指标
通过上述措施的实施，钢包渣线断砖、剥落、漏钢 情况得到了有效控制，没有再出现上述异常侵蚀情 况。中修后钢包熔池与渣线侵蚀基本同步，过渡区域 的凹环已被弱化，深度一般在 10 mm ~30 mm，对使用 已无太大影响。渣线的侵蚀速率也控制在 2.2~2.9mm/ 炉，达到了预期的效果。 6 结束语
通过对原材料、砖型选配、施工过程、冶炼条件等 方面进行改进，钢包渣线异常侵蚀情况明显改善，渣 线最高使用寿命达到 48 炉，侵蚀速率控制在 2 ~ 2.9mm/炉，满足了安全生产的需要，达到了预期效果。
镁砂和石墨颗粒粒度分布不合理会导致堆积不 致密，砖基质的气孔较多。在高温下，钢包渣中的 CaO 和 SiO2 沿着砖基质部分的贯通气孔及杂质形成的液 相通道渗入，改变了砖的组织结构，产生了变质层。由 于变质层与原质层的物理性能差异，温度急变时会造 成结构剥落。结构剥落受渗透深度的限制，极小的渗 透深度等于极小的结构剥落[1]，熔渣的渗透深度与砖 的气孔率、气孔半径成正比。当结构剥落达到一定程 度时，直接影响到钢包的使用，见图 1。
图 1 渣线砖局部剥落
3.2 砌筑工艺及质量对异常侵蚀的影响 砌筑施工时，工人不遵守施工规范，用手锤直接
大力敲击砖体，对砖造成隐性裂纹，在长时间高温处 理和间歇热震的影响下，应力在该处集中，造成渣线 砖断裂。这种情况常见于渣线合口处，见图 2。
钢包中修换渣线时，熔池的残厚一般在 140 mm ~160 mm，二次渣线厚度为 220 mm ~240 mm。二次渣 线与熔池交界处错台太大，达到 80 mm ~100 mm，钢
Discussion on Tundish Pouring Operation Influence on Slab Quality
Gao Xiaofeng Abstract: The reasonable operation of tundish pouring, the core process for slab production, is crucial to good slab quality. The operation specification of adjusting mould taper, pushing slag powder and etc. was specified through analysis on the re－ lationship between tundish pouring operation and slab quality. Practice showed that the implementation of standardized oper－ ation decreased 85% loss due to improper operation and re－ duced the work at conditioning area, with prominent effect. Key words: tundish, pouring, liquid steel, slab, operation, standardization
渣线砖和溶池砖的交接处；当钢水精炼加热时，由于 靠近钢液面的包壁接近电弧热点区，温度偏高，甚至 高达 2 000 ℃[2]，熔池砖急剧侵蚀，导致其上方一环的 渣线砖与钢水的接触面积增大造成侵蚀加剧，在渣线 下部形成一道凹环。
在热轧 LF 精炼工艺中，仍通过加入萤石来化渣。 萤石是非常强效的助熔剂，在降低炉渣粘度的同时， 还和渣线砖反应形成低熔点的物质。长时间高温精 炼，加上过量萤石的侵蚀，使得渣线砖侵蚀速率急剧 增加。热轧钢包渣线漏钢事故都有一个共同点，见图 4，漏钢部位及其周围两环砖明显凹陷，渣线其余部位 侵蚀比较均匀。图 4 中事故钢包在精炼停留时间长达 180 min，远远超过正常值 38 min；同时，在该炉次的 投料记录中发现萤石加入量超标；渣线砖的侵蚀速率 达到 8.3mm/炉次 （正常渣线砖的侵蚀速率为 2.8 mm/ 炉次）。 4 改进措施
12
※钢铁冶炼※
ห้องสมุดไป่ตู้
2010 年第 6 期
ABSTRACTS TIANJIN METALLURGY
Dec . 2010 No ． 6 Total No ． 162
P roduction Practice of Improving Aluminum -contained Round Billet Castablility
镁碳砖的抗侵蚀性能、高温强度、抗热震性能受 原材料的质量、镁砂和石墨颗粒分布以及添加剂的加 入等因素的影响。主原料镁砂和石墨的纯度是渣线砖 使用性能得到保证的先决条件。不合格的原材料必然
会导致异常侵蚀。 镁砂和石墨粒度分布不合理，添加剂加入不合
适，MgO-C 砖在高温使用时会产生较大的膨胀。在实 际使用中，由于受到钢壳的限制，砖不会发生自由膨 胀，过大的膨胀导致过高的热应力，使 MgO-C 砖的抗 热震性能降低，导致薄弱处的砖断裂，渣线断砖[1]。
※钢铁冶炼※
11
2010 年第 6 期
图 2 渣线合口处断砖
水吹氩搅拌过程中，错台部位形成涡流，加剧了该部 位的侵蚀，因此造成该处形成明显凹坑，凹坑处底部 与砖工作面的深度最多能到达 100 mm。见图 3。
渣线
渣线
钢 水 熔池 流 向
钢 水 熔池 流 向
图 3 错台部位涡流示意图
3.3 冶炼条件对异常侵蚀的影响 转炉出钢量偏小，致使钢包中钢液面下移、接近
图 4 渣线漏钢
家反馈，要求厂家控制主原料如镁砂、石墨和各种添 加剂的质量；选择最佳的原料配比及粒度配比；降低 砖体的气孔率，做好砖的表面处理，提高砖使用性能。 4.2 控制砌筑过程，严禁直接大力敲击砖体；合口砖 尺寸精确，且不得小于原砖的 1/2；每层合口砖必须错 开一块砖的位置。针对更换二次渣线时，在过渡区域 形成涡流加剧侵蚀的情况，将二次渣线砖的厚度减薄 为 180 mm，减少了错台尺寸，弱化涡流的影响。 4.3 转炉稳定出钢量，保持钢液面在渣线中部。减少 转炉下渣，规范萤石的使用，避免钢水长时间在精炼 加热；加强对包况的观察；合理安排钢包使用，当钢包 必须长时间过精炼时，不得使用包龄到后期的钢包和 包况不好的钢包。 5 措施实施的效果
热轧主要冶炼普通碳素结构钢、优质碳素结构 钢、汽车结构钢、低合金高强度结构钢、管线钢等。热 周转包的工艺路径有以下三种：BOF—Ar2/N2 Blowing、 Feed wire—CCM；BOF—LF—CCM；BOF—LF—RH— CCM。配备的 180 t 钢包单次盛钢时间为 70~180min， 钢水精炼比率在 70%以上，精炼出站温度为~1 580 ℃。工艺要求出钢到精炼全程吹氩，吹氩时间大约为 50 min。
天铁 180 t 钢包渣线侵蚀原因分析及改进
天铁 180 t 钢包渣线侵蚀原因分析及改进
尹国俊 （天津天铁冶金集团有限公司热轧板有限公司，河北省涉县 056404）
［ 摘要］ 从原材料、砖型选配、施工过程、冶炼条件等方面分析了天铁热轧 180 t 钢包实际使用时渣线断砖、剥落、漏钢等 异常侵蚀的原因，并对分析出的异常侵蚀的原因采取了 3 项改进措施。改进后钢包渣线断砖、剥落等情况得到了控制，渣线最 高使用寿命达到 48 炉，侵蚀速率控制在 2~2.9 mm/ 炉，收到了良好的效果。
钢包渣线选择牌号为 MT-14A 的镁碳砖，渣线砖 采用锲形砖环形砌筑，层层合口，合口位于耳轴侧远 离透气砖的位置。一个包役配套两次渣线，渣线砖厚 220 mm ~240 mm。 3 侵蚀原因分析
渣线是钢包耐材衬体中使用条件最恶劣的部位， 也是制约钢包使用寿命的瓶颈。在实际使用中，钢包 渣线的侵蚀情况受原料综合质量、砌筑工艺及质量和 炼钢工艺条件等多个因素影响，当这些因素发生变 化，钢包渣线就可能出现异常侵蚀情况。 3.1 渣线砖成分对异常侵蚀的影响
（收稿 2010－11－01 责编 赵实鸣）
参考文献 [1] 王诚训，孙炜明，张义先，等.钢包用耐火材料[M].北京：冶金工 业出版社，2005：142，76. [2] 胡世平,龚海涛,蒋志良，等.短流程炼钢用耐火材料[M].北京：冶 金工业出版社，2001：126.
作者简介 尹国俊，2006 年毕业于四川大学无机非金属材料工程专业，助 理工程师，现在天铁冶金集团热轧板有限公司从事耐材技术工作。
Xin Xin Abstract: The paper introduces the practice of aluminum-con－ tained round billet casting process at Steel-making Subsidiary, Tiantie. The re-formulation of strict drying process procedure and system and the adoption of negative pressure type draught furnace for drying nozzle ensured that the temperature of tundish and submerged nozzle can reach the requirement by casting start; measures intensifying LF calcium treatment pro－ cess, prolonging argon stirring time, increasing start casting speed and controlling start mould level solved the problem of difficulties at casting start due to poor fluidity of aluminum contained liquid steel, bringing the casting start rate from 33.40% to 84.06%. Key words: aluminum contained steel, casting start rate, round billet, mould, tundish, nozzle Discussion on Standardization and Optimization of Calci－ um Treatment Technique
Xu Lei Abstract: The paper describes the basic principle of liquid steel calcium treatment technique influencing inclusion denat－ uration, and discusses measures standardizing and optimizing calcium treatment technique from perspectives of calcium treatment conditions, technical parameters of wire feeding, ar－ gon flow to optimal treatment time In order to minimize inclu－ sion content in liquid steel and improve steel cleanliness, Key words: liquid steel, calcium treatment, inclusion, denatu－ ration, optimization, discussion
关键词 冶炼 钢包 渣线 侵蚀 原料 砌筑 改进
1 前言 天铁热轧板公司配备有 1 座 1 300 t 混铁炉、2 座
180 t 顶底复吹转炉、3 台连铸机和 1 套 1 750 mm 半 连续式热轧带钢生产线。投入使用的钢包一共 32 个， 其中热周转的钢包 6~9 个，备用 3~4 个。投产 3 年来， 多次出现钢包渣线异常侵蚀情况，造成钢包提前下 线，影响了钢包的正常周转和安全使用。因此，从原材 料、砖型选配、施工过程、冶炼条件等方面对钢包渣线 异常侵蚀的原因进行了分析，提出了改进措施。 2 天铁热轧的工艺和钢包渣线砖的技术指标
通过上述措施的实施，钢包渣线断砖、剥落、漏钢 情况得到了有效控制，没有再出现上述异常侵蚀情 况。中修后钢包熔池与渣线侵蚀基本同步，过渡区域 的凹环已被弱化，深度一般在 10 mm ~30 mm，对使用 已无太大影响。渣线的侵蚀速率也控制在 2.2~2.9mm/ 炉，达到了预期的效果。 6 结束语
通过对原材料、砖型选配、施工过程、冶炼条件等 方面进行改进，钢包渣线异常侵蚀情况明显改善，渣 线最高使用寿命达到 48 炉，侵蚀速率控制在 2 ~ 2.9mm/炉，满足了安全生产的需要，达到了预期效果。
镁砂和石墨颗粒粒度分布不合理会导致堆积不 致密，砖基质的气孔较多。在高温下，钢包渣中的 CaO 和 SiO2 沿着砖基质部分的贯通气孔及杂质形成的液 相通道渗入，改变了砖的组织结构，产生了变质层。由 于变质层与原质层的物理性能差异，温度急变时会造 成结构剥落。结构剥落受渗透深度的限制，极小的渗 透深度等于极小的结构剥落[1]，熔渣的渗透深度与砖 的气孔率、气孔半径成正比。当结构剥落达到一定程 度时，直接影响到钢包的使用，见图 1。
图 1 渣线砖局部剥落
3.2 砌筑工艺及质量对异常侵蚀的影响 砌筑施工时，工人不遵守施工规范，用手锤直接
大力敲击砖体，对砖造成隐性裂纹，在长时间高温处 理和间歇热震的影响下，应力在该处集中，造成渣线 砖断裂。这种情况常见于渣线合口处，见图 2。
钢包中修换渣线时，熔池的残厚一般在 140 mm ~160 mm，二次渣线厚度为 220 mm ~240 mm。二次渣 线与熔池交界处错台太大，达到 80 mm ~100 mm，钢
Discussion on Tundish Pouring Operation Influence on Slab Quality
Gao Xiaofeng Abstract: The reasonable operation of tundish pouring, the core process for slab production, is crucial to good slab quality. The operation specification of adjusting mould taper, pushing slag powder and etc. was specified through analysis on the re－ lationship between tundish pouring operation and slab quality. Practice showed that the implementation of standardized oper－ ation decreased 85% loss due to improper operation and re－ duced the work at conditioning area, with prominent effect. Key words: tundish, pouring, liquid steel, slab, operation, standardization
渣线砖和溶池砖的交接处；当钢水精炼加热时，由于 靠近钢液面的包壁接近电弧热点区，温度偏高，甚至 高达 2 000 ℃[2]，熔池砖急剧侵蚀，导致其上方一环的 渣线砖与钢水的接触面积增大造成侵蚀加剧，在渣线 下部形成一道凹环。
在热轧 LF 精炼工艺中，仍通过加入萤石来化渣。 萤石是非常强效的助熔剂，在降低炉渣粘度的同时， 还和渣线砖反应形成低熔点的物质。长时间高温精 炼，加上过量萤石的侵蚀，使得渣线砖侵蚀速率急剧 增加。热轧钢包渣线漏钢事故都有一个共同点，见图 4，漏钢部位及其周围两环砖明显凹陷，渣线其余部位 侵蚀比较均匀。图 4 中事故钢包在精炼停留时间长达 180 min，远远超过正常值 38 min；同时，在该炉次的 投料记录中发现萤石加入量超标；渣线砖的侵蚀速率 达到 8.3mm/炉次 （正常渣线砖的侵蚀速率为 2.8 mm/ 炉次）。 4 改进措施
12
※钢铁冶炼※
ห้องสมุดไป่ตู้
2010 年第 6 期
ABSTRACTS TIANJIN METALLURGY
Dec . 2010 No ． 6 Total No ． 162
P roduction Practice of Improving Aluminum -contained Round Billet Castablility
镁碳砖的抗侵蚀性能、高温强度、抗热震性能受 原材料的质量、镁砂和石墨颗粒分布以及添加剂的加 入等因素的影响。主原料镁砂和石墨的纯度是渣线砖 使用性能得到保证的先决条件。不合格的原材料必然
会导致异常侵蚀。 镁砂和石墨粒度分布不合理，添加剂加入不合
适，MgO-C 砖在高温使用时会产生较大的膨胀。在实 际使用中，由于受到钢壳的限制，砖不会发生自由膨 胀，过大的膨胀导致过高的热应力，使 MgO-C 砖的抗 热震性能降低，导致薄弱处的砖断裂，渣线断砖[1]。
※钢铁冶炼※
11
2010 年第 6 期
图 2 渣线合口处断砖
水吹氩搅拌过程中，错台部位形成涡流，加剧了该部 位的侵蚀，因此造成该处形成明显凹坑，凹坑处底部 与砖工作面的深度最多能到达 100 mm。见图 3。
渣线
渣线
钢 水 熔池 流 向
钢 水 熔池 流 向
图 3 错台部位涡流示意图
3.3 冶炼条件对异常侵蚀的影响 转炉出钢量偏小，致使钢包中钢液面下移、接近