Lu Sir

２０１２年第１期

鞍钢技术

ＡＮＧＡＮＧ ＴＥＣＨＮｏＬｏＧＹ 总第３ ７３期

三至多 ．＝．生产实践） ～’’－－－＿‘。…－．－●●●●●●

２６０ ｔ钢水罐技术改进与应用

李超，李海峰，吴德涛，于海岐

（鞍钢股份有限公司鲅鱼圈钢铁分公司，辽宁营口１１５００７）

摘要：介绍了鞍钢股份有限公司鲅鱼圈钢铁分公司２６０ ｔ钢水罐使用长寿化技术及应用

实践。根据钢水罐使用条件．通过对其各部位耐材材质的优化选择、砖型的合理设计及砌筑方

案的优化等多方面研究．制定出一整套安全、经济、合理的钢水罐耐材砖型及砌筑方案，使钢水

罐各部位耐材寿命同步，实现了钢水罐使用４５次更换一次罐底和渣线，平均使用寿命达８０次

以上。提高了钢水罐的使用安全性和使用寿命。

关键词：钢水罐；砖型；砌筑方案；使用寿命

中图分类号：ＴＦ７７７．１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６—４６１３（２０１２）０１—００５５—０５

Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｌａｄｌｅ ｏｆ ２６０ ｔ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ

Ｌｉ Ｃｈａｏ，Ｌｉ Ｈａｉｆｅｎｇ，Ｗｕ Ｄｅｔａｏ，Ｙｕ Ｈａｉｑｉ

（Ｂａｙｕｑｕａｎ Ｉｒｏｎ＆Ｓｔｅｅｌ Ｓｕｂｓｉｄｉａｒｙ Ｃｏｍｐａｎｙ ｏｆ Ａｎｇａｎｇ Ｓｔｅｅｌ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，

Ｙｉｎｇｋｏｕ １ １５００７，Ｌｉａｏｎｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｌｏｎｇ ｓｅｒｖｉｃｅ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ａｎｄ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｌａｄｌｅ ｆｏｒ ２６０ ｔ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ

ｉｎ Ｂａｙｕｑｕａｎ Ｉｒｏｎ＆Ｓｔｅｅｌ Ｓｕｂｓｉｄｉａｒｙ ｏｆ Ａｎｇａｎｇ Ｓｔｅｅｌ Ｃｏ．．Ｌｔｄ．ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ａ ｐａｃｋａｇｅ ｏｆ ｃｏｍ－

ｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｆｏｒ ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ ｔｈｅ ｔｙｐｅ ｏｆ ｒｅｆｒａｃｔｏｒｙ ｂｒｉｃｋｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｌａｎ ｆｏｒ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｔｈｅ ｌｉｎ—

ｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｌａｄｌｅ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｂｒｉｃｋｓ ｉｓ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ，ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｓａｆｅ，ｅｃｏｎｏｍｉｃａｌ ａｎｄ ｓｕｉｔａｂｌｅ ｔｈｒｏｕｇｈ ｓｅ—

ｌｅｃｔｉｎｇ ｒｅｆｒａｃｔｏｒｙ ｍａｔｉｅｒｉａｌｓ ｔｏ ｂｅ ｕｓｅｄ ｉｎ ａｌｌ ｐｏｓｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ｌａｄｌｅ，ｓｕｉｔｂｌｙ ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ ｔｈｅ ｂｒｉｃｋ ｔｙｐｅ

ａｎｄ ｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇ ｔｈｅ ｐｌａｎ ｆｏｒ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｔｈｅ ｌｉｎｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｌａｄｌｅ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｓｅｒｖｉｃｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｆ

ｔｈｅ ｌａｄｌｅ．Ａｎｄ ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ ｔｈｅ ｓａｉｄ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｃａｎ ｅｎｓｕｒｅ ａｌｌ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｒｅｆｒａｃｔｏｒｙ ｂｒｉｃｋｓ ｕｓｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｌａ—

ｄｌｅ ｔｏ ｈａｖｅ ｎｅａｒｌｙ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｓｅｒｖｉｃｅ ｌｉｆｅ ＳＯ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｂｏｔｔｏｍ ｌｉｎｉｎｇ ａｎｄ ｓｌａｇ ｌｉｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｌａｄｌｅ ｃａｎ ｂｅ

ｒｅｐＭｃｅｄ ｏｎｌｙ ｏｎｅ ｔｉｍｅ ａｆｔｅｒ ｔｈｅｙ ａｒｅ ｏｐｅｒａｔｅｄ ４５ ｈｅａｔｓ ａｎｄ ｆｕｒｔｈｅｒ ｍｏｒｅ ｔｈｅ ａｖｅｒａｇｅ ｓｅｒｖｉｃｅ ｌｉｆｅ ｏｆ

ｒｅｆｒａｃｔｏｒｉｅｓ ｉｎ ａｌｌ ｐｏｓｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ｌａｄｌｅ ｃａｎ ｂｅ ａｂｏｖｅ ８０ ｈｅａｔｓ．Ｓｏ ｓａｆｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｌａｄｌｅ ｉｓ

ｇｕａｒａｎｔｅｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｅｒｖｉｃｅ ｌｉｆｅ ｏｆ ｔｈｅ ｌａｄｌｅ ｉｓ ｐｒｏｌｏｎｇｅｄ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｌａｄｌｅ；ｂｒｉｃｋ ｔｙｐｅ；ｐｌａｎ ｆｏｒ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｔｈｅ ｌｉｎｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｌａｄｌｅ；ｓｅｒｖｉｃｅ ｌｉｆｅ

近年来，随着连铸技术的不断进步和发展．冶

炼制度的不断强化，冶炼洁净钢、超低碳钢、低硫

钢对钢水罐使用条件的要求越来越苛刻。由于钢

水罐主要用于盛装和运载钢水及部分熔渣．通常

在钢水罐中配置电极加热、合金加料、吹氩搅拌、

喂丝合金化、真空脱气等各种精炼手段。所以．钢

水罐在处理钢水过程中易受到电极产生的电弧

光、成分复杂的钢渣等对耐材的冲刷，衬砖侵蚀较

李超，硕士，工程师，１９９９年毕业于鞍山钢铁学院钢铁冶金专

业，现从事炼钢、连铸工艺技术的管理工作。

为严重，影响其正常使用寿命。

鞍钢股份有限公司鲅鱼圈钢铁分公司的２６０ ｔ

钢水包属国内大容量钢水包之一，其钢水罐衬砖

初步设计为使用３Ｏ次左右进行一次小修，主要是

更换罐底水口、透气方砖、罐底砖等；使用４Ｏ～４５

次进行第二次小修，主要是更换渣线砖：使用６Ｏ

次左右进行第三次小修，主要是再次更换罐底水

口、透气方砖、罐底砖等。钢水罐经过３次小修罐

龄可达到８０次，每一个罐役（钢水罐使用周期１进

行两次罐底拆砌和一次渣线拆砌，而且修砌过程

不同步，严重地影响钢水罐的使用安全性和使用

一５５—

超等：２６０ ｔ钢水罐技术改进与应用

《鞍钢技术））２０１２年第１期

总第３７３期

寿命，影响生产顺行。因此，需要根据钢水罐的使

用条件，对罐体各部位耐材材质的优化选择、砖型

的合理设计及砌筑方案的优化等方面进行研究．

制定出一整套合理的钢水罐砖型和砌筑方案，以

提高钢水罐的使用安全性和使用寿命。

１钢水罐长寿化技术研究

钢水罐内衬与高温钢水、炉渣长时间接触．易

受到注流冲刷和炉渣侵蚀。尤其是用于炉外精炼的

钢水罐，受到的侵蚀尤为严重『ｌ－２］。内衬被侵蚀的钢

水罐不仅使用寿命降低，而且钢水的洁净度也降

低。因此，钢水罐内衬选用合适的耐火材料对改善

钢水质量、稳定操作、提高使用寿命具有重要意义。

１．１耐材材质优化选择

通常钢水罐内衬由保温层、永久层、工作层组

成，其中工作层又分为渣线层、熔池层和罐底层。

钢水罐内衬耐火材料的选择应考虑材质、经济性、

精炼工艺、浇铸工艺、配砌的耐火材料、冶炼钢种

和使用部位等多方面因素。

（ｉ）渣线部位。渣线部位采用耐渣蚀、热稳定

性能好、高温结构性能稳定的镁碳砖ｌ３］，它可以克

服因钢水及炉渣渗透引起的塌落现象。

（２）熔池和罐底部位。由于无碳砖在使用过

程中砖的特性表面易形成３０ ｍｍ厚的尖晶石烧结

层，在急冷、急热过程中易产生表面脱落现象Ｈ ．

对操作者判断工作层残砖厚度带来难度，不利于

钢水罐的使用安全性。因此，采用抗侵蚀、抗剥落、

热稳定性能好、不粘渣、拆罐容易的铝镁碳砖。

（３）整体水口和透气座砖。整体水口和透气

座砖均采用耐侵蚀、抗冲刷、耐热震性能好的刚玉

质砖。

（４）永久层。永久层采用刚玉质浇注料，它能

够在１ ３００～１ ４００℃下长期使用，并具有足够的常

温和高温强度，能够短时间抵抗钢水的冲击，防止

穿罐事故的发生

（５）保温层。保温层选择原则是保温效果好，

厚度较薄，易于施工，粘结到钢壳上不易脱落。因

此．采用保温性能良好的绝热耐火纤维毡做保温

层，厚度为７ ｍｍ。其保温性能够满足使用要求，同

时其最大的优点在于保证永久衬的使用寿命，提

高钢水罐的使用安全性。

１．２工作层砖型优化设计

５６一

设计一种结构更加合理的钢水罐衬砖．在砌

筑后能够减少衬砖的松动几率及松动幅度．加强

砖与罐壁及砖之间的结合，减小缝隙．减少漏钢等

重大事故发生的几率，增强钢水罐耐冲击性、耐侵

蚀性，使钢水罐寿命和安全性得到提高。

（１）环砌砖。环砌砖每种砖型设计为大、小头

砖，且把每块砖４个尺寸改为每块砖６个尺寸．有

利于减少砖开口缝并靠严永久衬。新型钢水罐工

作衬的熔池砖和渣线砖砖型如图１和图２所示

图１熔池砖砖型

１００

图２渣线砖砖型

（２）罐底砌砖。为保证罐底使用安全性，防止

出现罐底漏钢等恶性事故，罐底砖设为两层，次工

作层平砌厚度为７０ ｍｍ，工作层立砌厚度２４０ ｍｍ。

罐底立砌砖砖型如图３所示。

圈３罐底立砌砖砖型

２０１２年第１期

鞍钢技术

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，ｌ ｌ’ ｌ Ｉ、

０

ｎ

∞

２０２ ●

０

１

ｏ３ ．

图４整体透气座砖砖型

（４）水口座砖。为减少或杜绝上、下座砖接缝

处渗钢和漏钢事故发生，水口座砖采用整体水口

座砖，其砖型图如图５所示。

图５整体水口座砖砖型

１．３钢水罐砌筑方案优化

１．３．１工作层砌筑方案

渣线砖材质采用抗渣性及耐侵蚀性能优异的

镁碳砖。厚度为２１０ ｍｍ：熔池砖材质采用热震稳

定性及耐侵蚀性能优异的铝镁碳砖，熔池砖厚度

第１～２环厚２１０ ｍｍ、第３－９环厚１７０ ｍｍ、第１０～

ｌ１环厚２１０ ｍｍ，渣线砖和熔池砖均采用干式环

形平砌法，如图６所示。

图６钢水罐渣线及熔池部位砌筑图

１．３．２罐底砌筑方案

目前，国内外大型钢水罐砌筑普遍采用复合

砌筑方式。罐底砌筑普遍采用排列砌筑方案，该方

式的缺点是罐底各向异性较强，由于在盛装钢水

时罐底受热膨胀，罐底受热膨胀的应力主要集中

在水平方向上。因此，在使用过程中容易出现罐底

砖鼓起、飘起及钢水罐座砖顶起等现象，严重威胁

钢水罐的使用安全性，在很大程度上影响了整个

钢水罐的使用寿命，使生产成本增加。

本文设计了新型砌筑方案．并利用专用工具

（定位尺）进行定位，从而实现砌筑方案的优化。图７

所示为钢水罐罐底砌筑图。

１一水口座砖；２一钢水罐透气砖座砖；３一钢水罐底砖；

４－－“人”字型砌筑方式；５一定位尺：６一拐角

图７钢水罐罐底砌筑图

一５７

李超等：２６０ ｔ钢水罐技术改进与应用

《鞍钢技术）２０１２年第１期

总第３７３期

具体砌筑方案如下：在砌筑开始，首先确定三

个座砖的位置，在确定相对位置时保证精确，利用

图中专用定位尺定位，尺中所有拐角均为９０。。在

砌筑时，方砖逆时针旋转６０．５。定位，利用定位尺

保证三个座砖位置平行，从垂直底面方砖开始砌

筑，横砌辐射砌筑，直到砌筑到钢水罐边缘。然后

贴横砌砖顺砌一层．在两侧再进行横砌，横砌两侧

再进行顺砌，最后开始两侧“人”字型砌筑。

通过采用钢水罐罐底新型砌筑方案，削弱了

罐底砌筑结构的各向异性，增强了罐底的抗冲击

能力、抗侵蚀性，减少了罐底砖的破损和掉砖可能

性，提高了钢水罐使用安全性，降低了成本。

２现场应用实践

通过钢水罐长寿技术研究。解决了钢水罐频繁

交拆停罐造成耐火砖在急冷、急热过程中出现裂

纹，罐壁与永久层之间扎钢，并伴随不同程度表面

脱落等一系列问题，消除了钢水罐在周转使用过

程中存在的潜在安全隐患，实现了钢水罐周转次

小修一次（渣线和罐底），平均使用寿命达到８Ｏ．３８

次，提高了钢水罐的使用安全性，满足了炼钢生产

供罐要求。图８所示为钢水罐使用寿命趋势图。

图８所示为钢水罐使用寿命趋势图

通过对钢水罐内衬耐火砖砖型优化设计，充

分考虑砖型与钢水罐内型相适应，保证在砌筑位

置衬砖与罐壁紧密接触，减小间隙，有效防止掉砖

与漏钢等事故的发生。从２００８年９月起钢水罐未

出现任何漏钢事故；通过钢水罐长寿命技术研究，

使钢水罐各部位寿命同步，既实现整个罐役一次

小修．减少２次交拆停罐，解决了频繁交拆停罐的

问题．提高了钢水罐周转使用率，降低了钢水罐维

护成本．年节约成本约９００万元。

３结语

通过钢水罐长寿技术研究，使用中期罐底及

渣线更换一次，平均使用寿命达到８０次以上；制

定出合理的钢水罐砖型及砌筑方案，选用了适宜

的耐材材质，使钢水罐各部位寿命同步，解决了频

繁交拆停罐的难题，降低了职工的劳动强度，年节

约成本约９００万元，经济效益显著，提高了钢水罐

５８一

使用安全性，缓解了钢水罐周转紧张的难题，满足

了炼钢生产供罐要求。

参考文献

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ｆ编辑李艳茹）

修回日期：２０１１－１０—２３