1、引言
鑄機用中間包一種高溫液體容器其使用安全性、壽命高低直接影響著全廠安全生產、鑄機耐材成本的高低及生產組織的穩定。濟鋼煉鋼廠45t 區有兩臺超低頭板坯鑄機，一臺為1 250mm×160mm，一臺為200mm×1400 mm。板坯中間包採用快換水口澆注，中間包工作層為鎂質塗抹料，在衝擊區使用專用的中間包穩流器，煉鋼板坯鑄機中間包包齡一直徘徊在40 多爐左右的水平，2014年7月至2015 年6 月年平均包齡為：3#機42.3爐，4#機為42.5爐。受到中包塗抹料、穩流器、中包上水口等方面的耐材質量及壽命影響，包齡未能得到提高。為解決板坯提高包齡的限制性環節，對中包涉及耐火材料質量、耐火材料形狀、耐材施工工藝及耐材使用等方面進行優化改進，實現板坯中包包齡的提高，達到降低耐材成本的目的。
2、改進措施研究
2.1對穩流器的改進
2.1.1穩流器存在的問題
以前的穩流器為橢圓形(圖1)，穩流器底厚160 mm，穩流器熔池深度150 mm，中包穩流器結構、形狀較簡單，穩流器底不耐侵蝕，在使用至40 爐時，穩流器剩餘30 mm 左右，已達到規定的換包界限；且橢圓型設計，碗口淺，大包注流衝擊翻轉對兩側的包襯耐材侵蝕衝刷加劇，影響包齡的進一步提高。
2.1.2改進措施
⑴形狀上的改進：針對穩流器不耐侵蝕的問題，對穩流器形狀進行了重新的設計，增加了穩流器熔池深度，對穩流器底部進行了加厚，既改善了中間包的流場，又減緩了對穩流器底部的衝刷侵蝕，提高穩流器的使用壽命。穩流器熔池深度由原來的150 mm 改進為310mm，增加熔池深度後，減輕了等鋼水、中包溫度高時降液面對穩流器的衝刷侵蝕，並使穩流器更具穩流作用，減輕了對水口及包壁的衝刷侵蝕力度。為解決穩流器底變薄的問題，降穩流器底厚由原來的160mm 增加至210mm，增加了穩流器的使用壽命，並採取了在穩流器下方包底永久層內埋入一塊80mm 鎂碳衝擊板，增加中包使用的安全性。
⑵材質及烘烤工藝上的改進：將穩流器材質由鉻剛玉質改為鎂質，鎂質穩流器廠家製作好後，在一煉鋼內部再次進行烘烤，將穩流器放在鋼包內，按烘烤鋼包烘烤曲線在900℃以上再次烘烤2～3d，進一步脫除耐材內游離水，實現穩流器的再次結晶、燒結，增加其抗衝刷侵蝕性。
⑶強化中包穩流器測量管理，預防事故，根據中包上線情況測量中包相關數據，確保穩流器測量數據準確。離線中包：根據包殼變行情況，測量穩流器距包沿高度，塞棒附近距包沿高度，對比標高差值確保210±10 mm。在線中包，上線第一爐液面穩定後，測量穩流器及塞棒區高度，對比標高差，記錄中包跟蹤臺帳，後面每隔5～10爐測量對比第一爐標高差，確定穩流器殘餘高。
2.2對中間包工作層打結方式進行改進，實施中間包包襯貼板
原板坯中間包內襯打結採用塗抹料塗抹，正常包襯厚度40 mm，渣線加厚為50 mm，中包衝擊區附近三面為50 mm，目的提高渣線及衝擊區抗侵蝕衝刷能力。但在衝擊區附近，受到鋼流衝刷及鋼渣侵蝕嚴重，由於板坯中包形式為「狹長」型中包，在中包兩側及外側處，塗抹料內襯極易侵蝕脫落，多數在30爐以上時衝刷侵蝕至永久層，限制包齡的進一步提高。針對中間包衝擊區部位，在塗抹、打結完中包工作層後，使用60mm 鎂質衝擊板進行貼板防護，可增加中包工作層使用壽命。
2.3開發設計一種可攜式中包水口烘烤裝置
2.3.1存在問題
板坯中間包上水口-滑板-預熱下水口，深孔3#板坯570 mm，4#板坯550 mm，正常烘烤工藝設計採用煤氣+壓縮空氣助燃直接噴射烘烤上水口內孔，極易造成不均勻烘烤，上水口烘烤效果差，局部溫度低，烘烤中包上水口火焰的外焰發熱值最高，直接烤至塞桿頭部，致使塞桿頭部外層脫落，造成中包開澆時無法控制注流，導致上冒停機。烘烤火焰把塞桿頭部烤化，導致塞桿頭部與中包上水口粘成一個，中包開澆時無法提起塞杆，造成開澆不成停機。
2.3.2改進措施
開發設計一種便攜可移動式中包水口烘烤裝置(專利號ZL.201520158179.3)(圖2)，有效預防開澆水口凍結。烘烤裝置可手持直接對中懸掛於中包快換機構內(可調節懸掛裝置保證水口與烘烤裝置連接口高度統一)，將連接口與水口對接，利用把手上懸掛配重保證水口與連接口的密封，通過壓縮空氣管導入壓縮空氣，壓縮空氣進入排氣管，在排氣管及氣室內形成負壓，使中包內燃氣從排氣口內引出，達到水口烘烤的目的。利用中間包內部火焰烘烤上水口、塞棒，降低中間包內部棒頭被氧化的條件，避免了開澆墊棒達到開澆一次成功。
2.4設計「 倒梯形圓臺」 型座磚，針對中包殘襯翻包，減小翻包阻力
由於45t板坯中包包殼變形嚴重，且無專用翻包機翻包，一般採用天車吊掛磕包方式。由於中間包注流澆注影響，水口座磚部位難以脫開，造成多次翻包造成永久層包襯損壞，影響中包工作襯使用壽命，設計座磚為「倒梯形圓臺」型，安裝四周乾料填充，減小翻包阻力。
2.5開發在線中包包襯渣線修補工藝，提高渣線壽命
受大包開澆及轉包時間影響，鑄機中間包液面波動大，中包渣對渣線侵蝕較大，導致中包耐材不耐侵蝕，在有效控制鋼包下渣的基礎上，對在線使用中包採用渣線修補工藝，即利用平鏟及推板，將渣線侵蝕坑洞填充修補，利用高溫自行烘烤的工藝，有效控制中間包後期包襯侵蝕大帶來的安全隱患。
2.6生產組織及操作上的改進
在生產組織上要求生產科保證板坯的鋼水銜接，減少鑄機等鋼水時間、爐前儘量避免溫度控制過高。在操作上，對中包液面的控制高度嚴格要求最低液面必須控制在溢渣槽下200 mm 以上，提前預判鋼水銜接、溫度情況，在出現等鋼水、溫度高的情況時及時降低拉速操作，保證中包液面高度，保證中包高液位澆注。
2.7制定專業中包烘烤管理制度，設計「 中間包信息傳遞跟蹤卡」
制定合理的中間包線下、線上烘烤制度，嚴格按制度進行烘烤。跟蹤每個中包使用及打結修補情況，在線使用及修補中包全面掌控，措施控制針對性強，提高對中包耐材質量及運行狀態的監控。信息傳遞卡包括的主要內容有：永久層使用次數、永久層修補位置、永久層修補後烘烤時間、中包塗抹時間、用料批次、烘烤時間、塞棒廠家、中包機構檢查情況、中包上線後開始烘烤時間，烘烤過程包情況(每8h觀察一次)、中包開澆時間、中包下線壽命及原因，使用過程包襯侵蝕情況、中包穩流器剩餘厚度(要求每10爐觀察測量一次，60爐後每5爐觀察測量一次)、中包下線需處理的問題等，每個中包一張傳遞卡，隨中包一同上下線。做到使用中包者心中有數，打結維護中包的廠家及時整改問題，保證中間包的安全穩定高壽命運行。