宝钢作为国内钢铁行业的龙头企业,一直将冶炼精品钢作为自己的发展目标,中间包作为炼钢短流程生产的中间环节,是钢水包和结晶器之间用于钢水浇注的重要中转设备,也是由间歇操作转向连续操作工序的衔接点。作为冶金反应器的中间包是提高钢产量和质量的重要一环,无论对于炼钢连铸操作的顺利进行,还是对于保证钢水品质,中间包的重要作用不言而喻。

由于宝钢各种高、精、尖品种钢的普遍冶炼生产,并随着转炉溅渣护炉技术的推广运用,尤其大硅钢的冶炼,加入较大量的脱硫剂,渣的碱度提高,加剧了中间包内衬耐材的熔损速度,包龄呈下降趋势,中间包维修作业量明显增加,这些都制约着炼钢生产物流节奏。

作为宝钢炼钢厂中间包的耐材砌筑、维护的承包单位,为顺应炼钢连铸的快速生产节奏,满足中间包对浇钢供应需求,确保生产物流平衡,中冶宝钢技术协力分公司一直致力于改善中间包内衬耐材使用、维修施工工艺的改进及降低中间包异常浇注率工作,通过采取一系列行之有效的改进,提高了中间包使用炉龄和浇注稳定性,最终达到现场生产降本增效、冶炼设备快速周转和确保炼钢连铸稳定顺行的目的。在对宝钢特大型中间包维护技术不断总结归纳过程中,逐步形成了一套完整的,对国内外钢厂中间包维护项目提供借鉴和技术帮助有着积极意义的技术集成。

迎难而上,收获满满

中冶宝钢技术协力分公司承揽着宝钢特大型中间包的耐材砌筑、维护施工任务。随着各种高、精、尖品种钢的普遍冶炼生产,自2004年以来分公司紧密围绕公司科技创新要求,始终致力于改善和优化中间包内衬耐材结构和维护技术,利用自主管理、技术开发等形式,成立攻关小组,迎难而上成功解决了中间包底部熔损严重、上水口与上滑板间隙测量难、浸入式水口受热不均匀、溢流口耐材易松动脱落、中间包内衬耐火砖解体脱落等一系列技术难题。

结合宝钢炼钢厂连铸中间包的实际使用情况,为切实提高中间包的使用炉龄和浇注稳定性,达到生产顺行、提质增效的目的。协力分公司先后完成研究课题6项,分别为“中间包水口入口处增设防堵圈”、“采取中间包留底大修施工法”、“改进中间包溢流口砌筑工艺”、“中间包包沿面板及底部与侧部衔接部位砖型改进”、“中间包包盖结构优化”和“SN机构维护用工器具研制与创新”,形成中间包技术集成。

通过一系列行之有效的中间包施工工艺优化,协力分公司摸索出了合理的耐材施工优化模式和中间包维护质量标准,降低异常浇铸事故率,加快了中间包维修进程,缓解了在高节奏生产形势下中间包现场维修周转的压力,同时也降低了耐材成本消耗和员工劳动强度,得到了业主方的充分肯定。

立足于公司技术创新工作要求,在对中间包施工工艺持续改进优化同时,技术人员及时总结中间包项目技术创新点,从方案总结、工法、技术标准、知识产权申报及成果报奖等全方位做好技术创新总结提炼。并取得授权专利2项,发表科技论文3项,获得自主管理成果奖3项,获奖工法1项,其中“中间包留底大修施工法”荣获“2005年度上海市职工先进操作法”称号;3项自主管理成果分别荣获2005年度、2007年度和2008年度全国冶金施工系统QC发布一等奖。

在公司的大力支持下,协力分公司组织技术人员进行中间包项目科技成果资料的编制,通过多方面搜集相关资料,同时反复查新,深挖关键技术及项目创新点,把专利技术的应用穿插到项目成果中去。此项目技术成果《中间包耐材施工工艺优化》荣获2009年度中冶集团暨中冶股份第二届青年创新“优秀奖”。科技创新技术集成项目《特大型中间包维护技术》顺利通过2011年度中冶集团科学技术成果鉴定,鉴定结论为国内领先水平,并于同年被中冶集团科技成果鉴定为国内领先水平。

寻踪觅源,抽丝剥茧

中间包是炼钢流程中的一项重要中间生产环节,是钢水包和结晶器之间用于钢水浇注的中转设备。作为冶金反应器,也是提高钢产量和质量的重要一环,协力分公司对于中间包包龄下降,维修作业量明显增加的问题,在现有的技术条件下,致力于工艺改进和优化中间维护技术。通过收集现场数据,对技术创新项目从调研、立项、预算、实施、验收等各环节对中间包逐一进行攻关,逐个解决了中间包底部熔损严重、中间包浸入式水口的烘烤效果难保证、上水口与上滑板间隙难测量、溢流口位置耐材容易松动脱落、中间包内衬耐火砖解体脱落等难题,有效提高了中间包包龄,减少了维修量。

降低中间包底部熔损,中间包维修实现“留底大修”。要实现“留底大修”必须进一步降低底部耐材熔损,原在中间包底部安放SN机构废滑板,以降低底部耐材熔损,但在实际使用中效果不理想,采取自主开发并和宝钢有关部门密切合作,在中间包注流部安装防溅桶,有效降低了中间包的耐材消耗,节约了劳动力。

采用简易防堵装置来保证浸入式水口的烘烤效果。中间包烘烤过程中,包内的耐火涂料脱落、浇注料、渣堰板爆裂耐火材料容易落入包内最低处的上水口中、SN滑板孔内;由于浸入式水口采用的是抽风式烘烤方法,上水口堵塞后直接造成浸入式水口本体受热不均匀;这是中间包浸入式水口断裂的主要原因。因此,解决了中间包烘烤期间上水口的堵塞问题,就可以保证中间包浸入式水口的烘烤效果,基本可以消除水口在浇注初期的断裂问题。根据工艺优化设想,在中间包上水口上部安装挡防堵圈,解决了上水口的堵塞问题,同时根据烘烤温度要求,解决了防堵圈被卷入钢水结晶器中污染钢坯质量的问题。

中间包内衬耐火砖解体脱落的攻关。中间包内衬耐火砖的维修都是在倾翻作业时,容易引起直墙耐火砖松动、脱落,主要由于包沿盖板熔损变形严重,使包沿贴补料容易松脱,进而耐火砖无法压实,导致耐火砖松动滑出。通过增加中间包包沿厚度,制作两层包沿,并将包沿面板的宽度加宽,使面板能将工作层耐火砖盖住,解决压不紧耐火砖的弊端,以此减少耐火砖滑出、脱落的现象,降低耐材的维修成本。改进中间包底部和侧壁工作层砖型,将中间包底部工作层和侧壁工作层相接部分的砖型加工成直角梯形,砌筑的时候两块砖的梯形斜面互相挤压,缓解在中间包倾翻时直墙与底部耐火砖的松动、脱落现象。设计专用密封条,加放在整圈包沿的正上方,除起到密封作用外,还起到隔离作用,再盖包盖,以此避免包沿盖板因为中间包烘烤而造成抽风氧化现象,减缓包沿的熔损变形,降低中间包包沿的维修成本。

业主青睐,效果凸显

降低中间包底部熔损,维修实现“留底大修”,解决了中间包底部熔损严重,大修计划使用寿命周期从250炉提高到500炉,有效降低了中间包的耐材消耗,节约了劳动力,其中《中间包留底大修施工法》荣获“2005年度上海市职工先进操作法”称号;技术成果《改进底部维修方法,提高中间包包龄》荣获2005年度全国冶金施工系统QC发布一等奖。

采用简易防堵装置来保证浸入式水口的烘烤效果,解决了上水口的堵塞问题。同时根据烘烤温度要求,解决了防堵圈被卷入钢水结晶器中污染钢坯质量的问题,中间包浸入式水口事故率从5%下降到2%,该项技术形成了《连铸中间包》国家授权专利成果。技术成果《降低中间包浸入式水口异常下线率》荣获2008年度全国冶金施工系统QC发布一等奖。

改进中间包溢流口砌筑工艺,增强中间包内衬耐材整体性,提高该部位的使用寿命,中间包溢流口平均维修炉龄从94炉提高169炉。其中技术成果《提高中间包溢流口使用炉龄》荣获2007年度全国冶金施工系统QC发布二等奖。

中间包维护技术在宝钢炼钢厂成功应用后,通过与炼钢厂和宝钢生产技术耐材组共同沟通协商,将这些维护技术纳入标准化管理,对《岗位规程》和《技术规程》进行了修订,并按照修订后的操作规程进行施工作业,且本技术创新成果多次荣获全国冶金施工系统QC成果发布一、二等奖和授权的国家专利二项。

中间包施工工艺的持续创新,改进和改善了中间包生产实际中的许多问题,提高了中间包砌筑维护质量及生产效益,锻炼了员工的技术创新能力,为企业发展增添了新动力,实现了企业与职工的双赢,也为今后技术创新工作持续推进积累了丰富的经验。 (作者单位:中冶宝钢技术)