創(chuàng)新不止步，水滴終石穿

——記中冶寶鋼技術(shù)特大型煉鋼鋼包維護(hù)技術(shù)

張建軍　 王　超/文     發(fā)布日期：2017-06-01


鋼包是煉鋼生產(chǎn)所必需的生產(chǎn)設(shè)備，是連接轉(zhuǎn)爐至連鑄煉鋼生產(chǎn)過程中必不可少的運輸工具、爐外精煉工具及鋼水澆鑄工具。鋼包內(nèi)壁均為耐火材料砌筑或澆注而成的高溫液態(tài)容器，目前國內(nèi)鋼廠鋼包內(nèi)襯結(jié)構(gòu)模式主要有定型磚砌筑和不定型耐材整體澆注兩種模式。

寶鋼煉鋼廠鋼包是1985年從日本引進(jìn)的產(chǎn)品，其鋼水容量300噸，其容積之大，仍處于國際領(lǐng)先水平。目前寶鋼鋼包所冶煉的鋼種最為繁多，是國內(nèi)其它鋼廠無法與之相比的。隨著鋼鐵市場競爭的日趨激烈，鋼鐵的精品化、多元化、高端化，是各鋼廠為提高市場占有率及聲譽(yù)竟相采用的戰(zhàn)略，寶鋼精品鋼冶煉的幅度也逐年增加，鋼包由過去單一的鋼水運輸，逐漸演變成為爐外精煉的關(guān)鍵設(shè)備。寶鋼各品種鋼的冶煉及爐外精煉手段的普遍使用，使鋼包內(nèi)襯耐材的熔損度加劇，鋼包的使用安全面臨著考驗，鋼包包齡隨之大幅度下降，鋼包的周轉(zhuǎn)頻率加快，這些都制約著煉鋼生產(chǎn)的物流節(jié)奏。

寶鋼使用的鋼包目前是國內(nèi)最大的鋼包，它的結(jié)構(gòu)可分為鋼包本體和鋼包內(nèi)襯耐火材料。其生產(chǎn)的品種鋼有西氣東輸?shù)墓芫€鋼、油井管鋼、汽車板、硅鋼、電工鋼等高、精、尖產(chǎn)品，各種品種鋼的冶煉及爐外精煉手段的普遍使用，對煉鋼鋼包維護(hù)技術(shù)的要求愈發(fā)嚴(yán)苛。

潛心研究，持續(xù)提高鋼包壽命

中冶寶鋼技術(shù)服務(wù)有限公司協(xié)力生產(chǎn)分公司（簡稱“協(xié)力分公司”）于1990年開始承攬寶鋼300噸特大型鋼包的耐材砌筑、維護(hù)施工任務(wù)。

通過與當(dāng)前國內(nèi)外同類生產(chǎn)工藝研究、同類技術(shù)綜合比較，發(fā)現(xiàn)國內(nèi)較大的鋼廠如鞍鋼、武鋼和包鋼等，其鋼包噸位大多在250噸左右，有關(guān)鋼包維護(hù)技術(shù)的報道還主要停留在耐火材料的材質(zhì)改進(jìn)方面，沒有其他較為先進(jìn)、實用的操作方法。目前有關(guān)爐窯砌筑與維護(hù)的技術(shù)指導(dǎo)書，僅有《筑爐手冊》和《筑爐工程手冊》等幾本行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，而且這幾本書闡述的都是關(guān)于高爐、熱風(fēng)爐、冶金爐和回轉(zhuǎn)窯等方面的工業(yè)爐窯，沒有涉及鋼包維護(hù)技術(shù)。且有關(guān)以上鋼包維護(hù)技術(shù)也沒有在國外相關(guān)資料中找到。

針對寶鋼各種品種鋼的冶煉及爐外精煉手段的普遍使用，使鋼包內(nèi)襯耐材的熔損度加劇、鋼包的使用安全面臨著考驗、鋼包的周轉(zhuǎn)頻率加快等問題，作為寶鋼煉鋼300噸鋼包的耐材砌筑、維護(hù)施工項目的總承包單位，為滿足煉鋼生產(chǎn)需求，確保寶鋼生產(chǎn)物流平衡，協(xié)力分公司利用自主管理、成立攻關(guān)小組等形式，開展現(xiàn)狀調(diào)查、要因分析和確認(rèn)、制定對策、對策實施效果檢查等一系列活動，致力于改進(jìn)和優(yōu)化鋼包內(nèi)襯耐材維護(hù)和本體結(jié)構(gòu)維護(hù)技術(shù)。

通過對特大型鋼包維護(hù)技術(shù)的不斷改進(jìn)，小修鋼包達(dá)到了27爐的使用周期，大修鋼包使用壽命達(dá)到200爐的使用周期。全修鋼包達(dá)到700爐的使用周期，噸鋼單耗2.25千克/爐，噸鋼成本10.46元/噸的最好效果。通過技術(shù)創(chuàng)新，不斷提高鋼包使用爐齡和使用安全系數(shù)，保障煉鋼生產(chǎn)順行。2010年12月30日通過中冶集團(tuán)科技成果鑒定，鑒定組專家一致鑒定該技術(shù)為國內(nèi)領(lǐng)先水平。

開花結(jié)果，成功突破道道難關(guān)

對于鋼包包齡大幅度下降，鋼包的周轉(zhuǎn)頻率加快的現(xiàn)象，作為鋼包耐材砌筑、維護(hù)施工任務(wù)的承包單位，協(xié)力分公司在生產(chǎn)過程中遇到了很多棘手問題，一路上可謂是披荊斬棘，過關(guān)斬將，成功突破一道又一道難關(guān)。經(jīng)過數(shù)年積累與技術(shù)改善，難題逐步得到解決，鋼包壽命持續(xù)提高。

協(xié)力分公司改進(jìn)鋼包包底耐材結(jié)構(gòu)及維護(hù)工藝，通過在鋼包包底增加透氣磚，在鋼水冶煉過程中，透氣磚交替使用，實現(xiàn)了包底透氣磚與水口座磚使用壽命同步；通過每次鋼包包底修理時將停留在預(yù)制塊上的冷鋼燒干凈、澆灌澆注料，使?jié)补嗟臐沧⒘吓c熔損的預(yù)制塊形成一個有機(jī)的整體，實現(xiàn)了鋼包包底沖擊區(qū)使用壽命與四個小修周期同步。該技術(shù)成果《改進(jìn)300噸鋼包修砌工藝，提高包底使用壽命》分別榮獲2003年全國冶金施工系統(tǒng)QC發(fā)布一等獎，全國工程建設(shè)優(yōu)秀質(zhì)量管理小組和全國優(yōu)秀質(zhì)量管理小組一等獎。

解決渣線永久層鉆冷鋼的問題，協(xié)力分公司通過改原定型磚施工為不定型耐材施工的方式，改進(jìn)后永久層渣線再無漏鋼的事故發(fā)生。該技術(shù)成果《改進(jìn)300噸鋼包修砌工藝，提高渣線使用壽命》榮獲2004年全國冶金施工系統(tǒng)QC發(fā)布一等獎、全國工程建設(shè)優(yōu)秀質(zhì)量管理小組和全國優(yōu)秀質(zhì)量管理小組等榮譽(yù)。

解決鋼包包壁工作層整體澆注料厚度不均勻現(xiàn)象，由于鋼包鐵殼在長期的熱脹冷縮過程中易發(fā)生形變，導(dǎo)致整體澆注料的厚度不均勻，存在使用安全隱患。為保留剛玉質(zhì)澆注料的良好使用性能，保證澆注料的厚度均勻，協(xié)力分公司將整體澆注料改為預(yù)制塊砌筑施工。

鋼包壁永久層修補(bǔ)法的關(guān)鍵技術(shù)與創(chuàng)造點，在于鋼包使用過程中永久層會出現(xiàn)裂縫和損壞等情況，需要用包壁修補(bǔ)料進(jìn)行局部修補(bǔ)。但這種修補(bǔ)方法對永久層上的一些微裂縫不能有效修復(fù)，在鋼包繼續(xù)使用中微小裂紋會繼續(xù)擴(kuò)大，容易使鋼水穿過工作層，在這些裂縫中形成冷鋼，鋼包的使用存在危險。協(xié)力分公司通過調(diào)整鋼包砌筑維護(hù)工藝，在鋼包進(jìn)行工作層更換大修時，對永久層進(jìn)行整體修補(bǔ)，改進(jìn)后，鋁鉻火泥對微小裂縫進(jìn)行有效修補(bǔ)，避免鋼水在這些裂縫中形成冷鋼，提高鋼包的安全系數(shù)；同時，鋁鎂火泥層的存在，對永久層形成了一層有效的保護(hù)，且工作層與永久層在拆包解體時易分離，大大地減少拆包機(jī)對永久層造成的機(jī)械損害，該項技術(shù)獲得國家發(fā)明專利。

鋼包本體維護(hù)與修理技術(shù)總結(jié)，通過不斷摸索及總結(jié)鋼包本體維護(hù)與修理技術(shù)，歸納總結(jié)出鋼包底部環(huán)焊縫開裂修復(fù)、筒體母材缺陷修復(fù)、出水口挖補(bǔ)修復(fù)、包沿口修復(fù)、耳軸堆焊修復(fù)、耳軸加強(qiáng)板修復(fù)、底板開裂焊接修復(fù)等鋼包本體各部位的維護(hù)技術(shù)，為鋼包本體的安全使用提供保障。

制定特大型鋼包本體維護(hù)周期技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)長期的數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，在試驗和研究的基礎(chǔ)上研討與審定，并參考《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》等有關(guān)規(guī)程，根據(jù)寶鋼股份公司煉鋼廠所有300噸新型鋼包和在役300噸特大型老鋼包的安全狀況等級，制定了鋼包本體的定期檢驗周期及判廢等方面的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)了鋼包本體的“零”事故運行。

鋼包壁工作層修補(bǔ)法的關(guān)鍵技術(shù)與創(chuàng)造點，在于鋼包在使用過程中，鋼水中的一些雜質(zhì)對鋼包內(nèi)襯耐火材料的侵蝕，由于侵蝕的程度不同，在使用過程中，會出現(xiàn)凹凸不平的現(xiàn)象及包壁工作層預(yù)制塊出現(xiàn)熔損及懸渣現(xiàn)象，需要對鋼包工作層進(jìn)行貼補(bǔ)，這樣會造成鋼包的重量過重，并且影響鋼包內(nèi)清潔度。通過改進(jìn)修補(bǔ)工藝，在鋼包工作層修補(bǔ)時使用高鋁磚和包壁修補(bǔ)料以后，每次鋼包小修都能夠達(dá)到穩(wěn)定的使用周期下線，并且在修理的過程中，在修補(bǔ)層中加入高鋁磚，節(jié)約包壁修補(bǔ)料的使用量，降低了成本。

水口透氣磚砌筑工藝改進(jìn)的關(guān)鍵技術(shù)與創(chuàng)造點，在包底整體澆注鋼包的透氣磚和水口磚的周圍砌兩層保護(hù)磚，使鋼包在下一個小修中，透氣磚和水口磚的周圍還可以砌一層保護(hù)磚，減少了包底修補(bǔ)料的用量，很大程度上降低了拆包工的工作強(qiáng)度。該技術(shù)成果《降低小修鋼包耐材使用成本》分別榮獲2010年度全國冶金建設(shè)行業(yè)QC成果一等獎和全國工程建設(shè)優(yōu)秀質(zhì)量管理小組二等獎。

永不止步，精心打造至臻品牌

300噸特大型鋼包維護(hù)技術(shù)的不斷改進(jìn)，降低了耐材消耗成本，節(jié)約了勞動力，提高了鋼包的安全使用系數(shù)，確保了寶鋼煉鋼生產(chǎn)順行，并成功應(yīng)用到250噸、150噸鋼包維護(hù)上，具有為國內(nèi)外鋼廠各種型號的鋼包維護(hù)提供借鑒和技術(shù)幫助的價值，本技術(shù)成果多次榮獲全國QC自主管理成果發(fā)布一、二等獎和申報一項國家專利，為企業(yè)爭得了榮譽(yù)，樹立了中冶寶鋼技術(shù)鋼鐵服務(wù)技術(shù)品牌，為占領(lǐng)寶鋼協(xié)力市場和贏得市場競爭力打下了堅實的基礎(chǔ)。

創(chuàng)新不止步，水滴終石穿。正是憑借這樣一種堅持不懈的創(chuàng)新攻堅精神，二十多年來，中冶寶鋼技術(shù)協(xié)力分公司技術(shù)團(tuán)隊通過技術(shù)攻關(guān)，攻克了一個又一個難題，使工藝維護(hù)技術(shù)更加完善、生產(chǎn)更加精益高效，持續(xù)提升了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，同時也大幅提高了綜合競爭力?！?span style="line-height: 28.8px; text-indent: 2em;">（作者單位：中冶寶鋼技術(shù)）