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隨著冶金行業(yè)品種和產(chǎn)品質(zhì)量的不斷提升，各鋼鐵公司都在加大對爐外精煉的投入和研究。天津鋼鐵集團有限公司(以下簡稱天鋼)配備了3座LF爐，1座VD爐爐外精煉裝備，而影響其工藝的關(guān)鍵是精煉鋼包底吹透氣磚的透氣性能。精煉鋼包底吹的原理是通過鋼包底部透氣元件向鋼包吹入惰性氣體來攪拌鋼水，以達到促進夾雜物上浮、均勻鋼水成分和溫度的目的。天鋼底吹氬采用的是防漏鋼機構(gòu)分體式外裝透氣磚，自2004年3月投產(chǎn)使用以來，在實際生產(chǎn)中出現(xiàn)了因精煉鋼包底吹透氣磚不過氣或流量低而造成倒包的生產(chǎn)事故，嚴(yán)重影響了品種鋼的質(zhì)量、生產(chǎn)的順行及生產(chǎn)成本。要提高精煉鋼包底吹透氣磚的吹成率，需要分析影響底吹透氣磚不過氣的各種因素，并制定相應(yīng)的改進措施，以杜絕此類事故的發(fā)生。

精煉鋼包底吹透氣磚不過氣的原因分析

通過統(tǒng)計211起鋼包底吹不過氣或流量低而造成的倒包事故，其主要原因見圖1。

圖1 精煉鋼包底吹不過氣或流量低原因分類圖

1、狹縫式透氣磚氣道堵塞

通過對堵塞透氣磚殘留物的分析，主要有以下幾個因素。

1.1透氣磚狹縫滲鋼

從用后殘留物取下夾鋼鋼片，經(jīng)測量鋼片長度在30～50mm，厚度存在兩種現(xiàn)象：一是夾鋼鋼片厚度較均勻，接近于透氣磚狹縫尺寸0.25mm;二是夾鋼鋼片厚度超過狹縫尺寸，最厚處可達0.4mm。此類滲鋼約占透氣磚氣道堵塞的62%。分析其原因：

(1)透氣磚狹縫參數(shù)設(shè)計的縫隙過大;

(2)氬氣管道系統(tǒng)未安裝排氣支路，結(jié)束操作時，透氣磚本身就會由于倒吸管的原因，使得鋼液回流進入透氣磚狹縫;

(3)透氣磚的熱穩(wěn)定性差，接觸高溫鋼水后其表面受熱應(yīng)力作用發(fā)生尺寸變化，鋼水容易滲入。

1.2底吹透氣磚產(chǎn)生裂紋，磚體和氣道滲鋼

從用后殘留物取縱向剖析，透氣磚產(chǎn)生裂紋分為縱向和橫向兩種，有時單獨出現(xiàn)，有時同時出現(xiàn)?？v裂紋引起鋼液從縱裂紋處滲入并擴延到氣道，形成縱向鋼水滲透;橫向裂紋多出現(xiàn)在透氣磚體至鋼液面30mm范圍內(nèi)，鋼液滲入到橫裂紋處形成一層約0.35mm厚的鋼片。產(chǎn)生裂紋原因：

(1)透氣磚的抗熱穩(wěn)定性不穩(wěn)定出鋼前鋼包溫度為800～900℃，轉(zhuǎn)爐出鋼溫度為1640～1660℃，透氣磚上部由于溫差大而產(chǎn)生熱應(yīng)力，引起裂紋和脫落。另外，低溫高速的惰性氣體使透氣磚狹縫區(qū)域溫度較其他部位低，使透氣磚內(nèi)部產(chǎn)生較大的溫差，導(dǎo)致透氣磚碎裂、橫斷。

(2)非耐材原因出現(xiàn)的橫斷裂轉(zhuǎn)爐吹氬開關(guān)設(shè)置在爐下，開氣時間不易控制，造成透氣磚超時空吹;停產(chǎn)檢修時，鋼包停放時間過長，受烘烤器限制，造成有的鋼包烘烤時間短，包底溫度極低。出鋼時發(fā)生非正常的透氣磚橫斷裂現(xiàn)象。

1.3鋼水穿透透氣磚堵塞防漏機構(gòu)氣室

操作工對透氣磚使用判斷出現(xiàn)失誤，透氣磚殘余厚度薄，在吹氬過程中造成鋼水穿透，流入到防漏機構(gòu)將機構(gòu)氣室堵塞，見圖2，中斷了氣體的流入。

圖2 鋼水穿透透氣磚堵塞防漏機構(gòu)氣室實物圖

2、透氣磚表面覆蓋有較厚冷鋼

2.1透氣磚凹坑的形成為積冷鋼創(chuàng)造了條件

(1)底吹座磚抗鋼水沖刷性、抗氣體沖擊及抗渣侵蝕性不穩(wěn)定，底吹座磚喇叭狀侵蝕嚴(yán)重并加速了透氣磚的侵蝕。因而形成較深的凹坑。

(2)熱修補料粘結(jié)及抗沖刷性能差，使用幾爐后就完全脫離，對凹坑的修補不能起到有效的效果。

2.2鋼包未進行底吹氬操作造成的積冷鋼

個別爐次在出鋼過程中不進行鋼包底吹氬操作，在鋼水的高溫和靜壓力作用下造成新的滲鋼堵塞，影響在精煉工位的吹氬操作。從倒包情況看往往在鋼包底部有一層較薄的冷鋼。

2.3鋼水質(zhì)量、生產(chǎn)節(jié)奏等造成的積冷鋼

鋼水溫度低和流動性差、生產(chǎn)節(jié)奏和事故原因造成個別鋼包在非吹氬位停留時間過長、鋼包烘烤不到位等都會增加透氣磚表面積冷鋼的幾率而影響鋼包底吹的透氣性能。從倒包情況看，往往在鋼包底部有一層較厚的冷鋼。

3、底吹系統(tǒng)漏氣

出現(xiàn)底吹系統(tǒng)漏氣的現(xiàn)象有兩種，一是非常明顯的管路系統(tǒng)漏氣，包括快速接頭對接、金屬軟管及管路焊接點;二是漏氣出現(xiàn)在上壓板外邊緣處，主要是由于螺栓緊固不到位;少安裝密封墊片;涂抹的火泥過稀，在干燥過程中會形成較大的裂紋空間，使得氣體吹入后因鋼水靜壓力的存在導(dǎo)致氣體回流，沿縫隙從座磚與透氣磚之間向外溢出。

4、防漏機構(gòu)氣室不暢通

4.1過濾網(wǎng)有異物

異物主要來自于粉塵，使通過的氣體量減少。

4.2透氣磚后導(dǎo)管端頭起弧燒結(jié)

透氣磚后導(dǎo)管端頭燒結(jié)，阻斷了氣體的流入。絕緣管一是耐高溫性較差，受熱易燒損;二是材質(zhì)較脆易破裂。絕緣管損壞后失去絕緣效果，在鋼水精煉處理時起弧燒結(jié)。

4.3透氣磚磚芯后管內(nèi)有異物

吹氬膠管受高溫烘烤產(chǎn)生碳化，吹氬過程中碳化物集中在透氣磚磚芯后管內(nèi)造成堵塞。