王 崇

（首钢京唐钢铁联合有限责任公司， 河北 唐山 063200）

钢包底吹氩是钢水炉外精炼工艺的重要环节，底吹透气砖是这一工艺环节最为重要的功能元件。通过向钢水中吹入氩气对钢水进行搅拌，使钢水温度均匀，成分均匀，排除钢中非金属夹杂物。底吹透气砖使用寿命及吹成率对钢水的质量、生产节奏的安排、生产成本及使用的安全性等都有直接影响。而底吹透气砖的使用寿命和底吹吹成率与底吹透气砖本身的材质、气道的形式、使用维护操作及吹氩压力、流量等因素有直接关系，为了提高其寿命和吹成率，底吹透气砖必须具备良好的耐高温、抗侵蚀性、抗热震性及高强度、操作稳定、透气性好、安全可靠等特点[1-3]。

1 钢包透气砖的使用现状

整体弥散式透气砖自2015 年投入使用以来，使用情况整体良好，但偶尔发生质量波动，在使用过程中，钢包透气砖吹扫后在进行精炼处理过程中出现透气量小，钢包下线后重新吹扫后效果不理想，弥散块表面渗钢，同时透气砖砖芯残砖不足，砖芯抗侵蚀性能差，造成使用后期透气砖安全性能不理想。

1）K08 号钢包，透气砖使用25 炉，透气砖残砖长度分别为140 mm 和170 mm，解剖后弥散块表面渗钢至安显表面，此钢包自16 炉开始，东侧底吹透气量偏小，一直延续使用到25 炉下线，期间2 次重点吹扫，弥散块透气量偏小，每次造成弥散块烧损20 mm 左右。详见图1、图2。

2）K02 号钢包，透气砖使用 24 炉，第 19 炉西侧透气量小、渗钢严重，第24 炉东侧露出安显，钢包异常下线。详见图3、图4。

图1 K08 号钢包使用25 炉透气砖残砖情况

图2 K08 号钢包使用25 炉弥散块渗钢情况

图3 K02 号钢包透气砖使用19 炉透气量小、渗钢

图4 K02 号钢包透气砖使用24 炉东侧露出安显

2 影响透气砖使用性能的因素分析

2.1 透气砖用弥散块材质的影响

目前使用的透气砖用弥散块为振动成型，原料为92 刚玉球，在振动作用下，利用刚玉球之间的滚动即可成型，其优点是透气性优良，但其最大的缺点是贯通气孔较多，渗钢量较多，不易烧开。

同时92 刚玉球中含有约4.5%左右的SiO2，不利于透气弥散块抗渣性的提高，根据长期的使用情况来看，92 刚玉球所生产的透气弥散块整体情况良好，但平均每月约有3-4 炉烧氧过程中因透气量达不到要求，造成重烧，导致达不到25±1 次的寿命要求[4-6]。

2.2 透气砖预置安全标识的影响

弥散透气砖在振动成型过程中预置入安全标识，标识在残砖180 mm 的高度，目前技术还不是特别成熟，虽然起到一定的防护作用使用过程存在以下问题：

1）无法有效的固定安全标识；

2）弥散砖芯振动容易造成安全标识偏斜；

3）后期钻孔安装安全标识，存在尺寸偏差大，安全标识端头与弥散块产生缝隙不好控制。

同时钢包透气砖弥散块在使用过程中吹扫至安全标识位置后安全标识脱落，造成弥散块侵蚀速率加快，同时透气砖的安全性能明显降低。

2.3 透气砖吹扫操作工操作的影响

钢包使用过程钢包底吹管路及钢包底吹试气管路存在漏气的现象，操作工检查、确认不到位，试气流量显示合格，实际透气量未达到要求。

进行透气砖吹扫过程中操作不规范，存在盯着砖芯烧的现象，由于弥散透气砖砖芯的强度较狭缝式差距较大，吹扫过于严重造成砖芯过度侵蚀，降低透气砖的使用寿命及带来不安全的因素。

3 优化透气砖使用性能的措施

3.1 透气砖用弥散块材质优化

通过理论分析对透气弥散块的生产原料、生产工艺进行优化调整，采用 1～0.5 mm、0.6～0.2 mm 的板状刚玉代替92 刚玉球，其中主要成分为氧化铝和氧化铬，其他杂质含量相对较小，特别是SiO2 的含量，可以降低到1%以下，同时采用机压成型，提高弥散透气砖抗侵蚀性能，减少渗钢量，稳定弥散块的使用。

3.2 优化透气砖安全标识

透气砖用弥散块在机压成型过程中，不易置入安全标识，在机台较大的压力作用下，安全标识很难以竖直状态存在，甚至被打碎，造成使用过程中会具有一定的风险；同时安全标的存在也可能会导致钢水沿安全标识（安全标识相对透气砖耐火材料抗侵蚀性较差，当使用至安全标识位置时，安全标识处始终会低于透气弥散块）下渗至弥散砖底座与透气弥散块之间的气室中，造成透气砖不透气。基于以上原因，在将透气弥散块加强的同时，需将安全标识去掉（见图5，图6）。

同时为了保证使用过程的安全性能，将透气砖弥散块降低30 mm，为了确保安全将狭缝块高度增加30 mm，提高了透气砖使用过程的安全性。

图5 改进前透气砖砖芯（有安全标识）

图6 改进后透气砖砖芯

3.3 规范透气砖吹扫操作

为了确保透气砖吹扫操作，对透气砖的吹扫操作做如下要求：

1）检查钢包底吹管路及底吹软管是否漏气，发现漏气及时进行处理；

2）调整底吹试气管路的压力阀和限流阀，确保试气前的压力及流量在固定的范围；

3）底吹试气金属软管插在钢包底部快速接头上，打开阀门后进行透气砖的吹扫；

4）吹扫后氩气流量达到≥300 L/min 以上，且透气砖砖芯变暗，则透气砖吹扫完毕可以使用，若达不到要求，钢包停用下线处理；

5）透气砖使用后期发现砖芯侵蚀严重时，对透气砖的侵蚀深度进行测量，当侵蚀深度≥280 mm 时必须进行甩包[7-9]。

4 优化透气砖后的使用效果

1）通过优化钢包透气砖的材质、砖型及规范现场操作的维护，每月由于底吹问题造成铸机降速的炉数由3-4 炉降低至2 炉以内，底吹吹成率达到99.92%以上，优化后具体情况见图7。

图7 优化后底吹吹成率完成情况对比（7 月份以后）

2）优化后钢包底吹透气砖使用炉数达到25 炉以上的要求，透气砖残砖基本达到190 mm 以上的要求，具体情况见下页表1。

5 结语

1）优化后透气砖没有发生由于透气砖的原因造成使用寿命未达到了要求的钢包（25±1 炉），透气砖砖芯残长均大于190 mm，满足现场的安全使用要求。

表1 优化后透气砖砖芯使用寿命及残砖情况统计表

2）透气性能稳定，可以很好的满足正常进行钢水的精炼，底吹吹成率达到99.92%以上（底吹异常炉数2 炉以内）。

3）钢包透气砖的稳定使用，确保了生产节奏的稳定性，为炼钢厂的高效生产打下坚实的基础。