1、提高鋼包上部凈空高度 原鋼包包壁工作層厚度為230mm，在轉(zhuǎn)爐爐役中后期，轉(zhuǎn)爐出鋼量增大。當出鋼量達到15～120t時，鋼包上部凈空只有200～300mm，容易產(chǎn)生噴濺和溢出鋼渣，也不符合鋼包爐使用的凈空要求(鋼 包 爐 上 部 凈 空 要 求 400～600mm)，迫切需要增加鋼包上部凈空。河南鋼包耐材 增加鋼包上部的凈空有以下幾種方案： 1)增加鋼包上部的高度; 2)擴大鋼包熔池直徑; 3)減薄鋼包包襯厚度，擴大熔池直徑。 經(jīng)過綜合分析認為： 1)方案1：增加鋼包上部的高度需要改造鋼包、精煉爐、連鑄鋼包回轉(zhuǎn)臺以及與鋼包相關(guān)設(shè)備;該方案增加投資少，但對生產(chǎn)有一定的影響，而且還增加鋼包總重，對安全生產(chǎn)不利。 2)方案2：擴大鋼包直徑需要重新制作鋼包、改造精煉爐、連鑄鋼包回轉(zhuǎn)臺以及與鋼包相關(guān)設(shè)備;該方案需要增加大量的投資，而且還增加鋼包總重，對安全生產(chǎn)不利。 3)方案3：由于鋼包壽命提高到平均157爐，因此可以減薄包襯厚度，犧牲部分鋼包壽命，滿足精煉爐對上部凈空的要求。方案3投資省、運行成本低、安全可靠、對生產(chǎn)無影響。因此，特鋼公司決定鋼包包壁的工作層厚度由230mm 減至200mm;在鋼包出鋼量達到120t/爐時，上部凈空能夠達到450mm，這樣既滿足鋼包爐對上部凈空的要求，又降低了鑄造吊車的起吊重量，生產(chǎn)更加安全，而且還降低了耐材消耗。 3)經(jīng)過生產(chǎn)實踐證明，鋼包耐材減薄后，耐材壽命仍然達到120～130爐，平均127爐，鋼包包襯的侵蝕速率為1.1mm/爐。
使用過程中發(fā)現(xiàn)在鋼包后期時，鋼殼外壁溫度偏高達到300℃左右，甚至達到300℃以上，接近鋼材的蠕變溫度，存在一定的安全隱患，為此對耐材進行了優(yōu)化改造。
2.1包壁溫度
原鋼包層使用高鋁澆注料，比重和導熱系數(shù)均偏高，其理化性能指標見表1。為了降低鋼殼外壁溫度，將層材質(zhì)由高鋁澆注料改成鋁鎂澆注料，密度和導熱系數(shù)均有所降低。隨著工作層厚度的減少，包壁溫度均呈現(xiàn)增加的趨勢。優(yōu)化前，包殼外表面溫度更低280℃，更高292℃。優(yōu)化后，包壁溫度更低252℃，更高262℃。從理論計算和實測結(jié)果說明，優(yōu)化后鋼包包殼外表面溫度大幅降低，遠低于鋼包蠕變溫度，更加安全可靠。
2.2鋼包散熱
根據(jù)傳熱學理論分別計算了鋼包耐材優(yōu)化前后鋼包包壁散熱量隨工作層厚度變化的情況。隨著工作層厚度的減少，鋼包沿著包壁方向的散熱量逐漸增加。改進前新修鋼包工作層厚度230mm，下線鋼包工作層厚度60mm，包壁散熱量為212266～227658W，改進后新修鋼包工作層厚度200mm，下線鋼包工作層厚度60mm，包壁散熱量179624.3～188309W，雖然工作層厚度減薄30mm，但改進后沿包壁方向的散熱量低于改進前。經(jīng)計算，改進后沿包壁方向的散熱量較改進前平均減少37312W，減少了精煉爐的加熱時間，也減少了精煉電耗和電極消耗。
隨著鋼水精煉比例的提高(高達98%)，鋼包包襯的侵蝕速率明顯加快。鋼包工作層的壽命由80～90爐降至60～70爐，平均67爐。新包工作層厚度為230mm，舊包工作層厚度為60mm時下線更換，鋼包包襯的侵蝕速率為2.5mm/爐，耐材壽命偏低，耐材消耗偏高，耐材成本居高不下。
為解決上述問題采取了如下改進措施：
1)優(yōu)化精煉爐的渣系，減少對包襯的侵蝕;
2)調(diào)整合金化配方，減少對耐材的損壞;
3)加強鋼包的熱周轉(zhuǎn)，減少耐材的急冷急熱;
4)改進鋼包耐材材質(zhì)和砌筑質(zhì)量。
