陳春霞 潘虎
目前，不銹鋼冶煉主要是兩步法工藝或三步法工藝，其中兩步法冶煉指電爐熔化、精煉爐脫碳的工藝流程，包括電爐（EAF），AOD爐和鋼包，三步法在二步法基礎上增加深脫碳裝備，包括電爐（EAF）/轉爐、AOD爐/轉爐、VOD爐和鋼包。這些工藝中，鋼包工作層所用耐火材料主要由鎂鈣質、鎂鉻質或鎂碳質定型制品砌筑而成，鮮有不定形耐材襯體。
近年來，隨著不定形耐材套澆、濕法噴補或高效能干法噴補工藝快速發展，一個合理完善的不定形耐材修復模式已經能夠建立起來，可達到襯體壽命延長及單耗下降的目的。與定型制品相比，不定形耐材更具有性價比。
2015年，凱得力耐火材料（中國）有限公司的技術人員開始參與不銹鋼精煉鋼包不定形化項目研究，通過材質調整和修護模式優化，鋼包工作襯服役壽命從不到60爐提升到190爐左右，實現了鋼包壽命大幅度提高、成本持續降低。
為生產更高端的不銹鋼品種，用戶新增了VOD冶煉工藝，鋼包周轉頻率降低，導致澆注工作襯壽命持續降低，現有鋼包工作襯套澆維護工藝越來越無法滿足鋼包周轉需求。為此，凱得力技術團隊嘗試引入新的維護方案，縮短鋼包下線維護時間。
鋼包不定形耐材維護工藝除表面燒結層結合套澆外，還有干法噴補造襯和濕法噴涂造襯等工藝。干法噴補造襯工藝具有設備占地小、結構和操作工藝簡單、維護方便、冷態維護耗時短的優點。這個工藝特點與現場需求最為契合。傳統干法噴補料存在材料反彈損失較高、襯體壽命較低的問題，因而開發高效能材料就成為干法噴補工藝能否成功的關鍵。
通過試驗和實踐，凱得力技術團隊探索出了一種更高效能干法噴補料修護模式，在不影響鋼包周轉的前提下，實現鋼包壽命進一步提高和噸鋼消耗降低。
澆注料爐襯應用情況
AOD爐的出鋼量為150噸，冶煉時間60分鐘，最高出鋼溫度在1720℃，平均出鋼溫度為1642℃。在鋼包內低吹氬攪拌及合金成分微調等精煉比例為100%，平均精煉時間在45分鐘,平均操作溫度為1620℃。連鑄平均澆筑時間為60分鐘，鋼包平均運轉次數為每天4.5爐。
150噸鋼包的包底采用三層結構，分別為7mm納米隔熱板、100mm高鋁質澆注料、300mm鋁鎂質澆注料（工作層）。包壁與包底采用同樣結構，工作層厚度為230mm。渣線位置采用兩層230mm的MC12鎂碳磚。
鋼包維修模式經歷了3次改進。120爐維修模式為中修后用40爐次、兩次小修后各用40爐次。160爐維修模式是中修后用40爐次，三次小修后各用40爐次，其中第二次小修時熔池工作層套澆，不更換渣線。190爐維修模式同160爐維修模式一致，每次使用50爐次后維修，最后一次根據情況使用45次左右。在用戶工藝發生變化后，技術人員及時調整材料及維護模式，使澆注鋼包壽命超過了磚砌鋼包，鋼包使用壽命大大延長。
優化鋼包工作層材料
隨著維修模式不斷調整，工作襯體澆注料也隨之不斷優化升級，以求提升鋼包壽命，持續降低成本。目前，鋼包爐齡壽命可穩定在190～195爐次的水平。材料配方以燒結尖晶石、鋁酸鹽水泥為主。襯體材料一共經歷了3次調整升級，第1次材料配方調整為熔融氧化鎂加非水泥結合劑，第2次調整為熔融氧化鎂、少量燒結尖晶石和鋁酸鹽水泥，第3次優化是在第2次材料中再增加特殊添加劑。通過調整水泥加入量，引入特殊添加劑，在保證主要指標相對穩定的前提下，通過提高材料的加熱永久線變化率，改善材料的烘烤性能，最終實現產品服役壽命提高。
引入干法噴補修護工藝
雖然工作襯材料通過3次改進，暫時滿足了客戶現場需求，但是套澆工藝所固有的養護、烘烤時間過長，導致鋼包周轉和調度困難的問題仍然存在。為徹底解決鋼包周轉和調度困難，技術人員計劃引入干法噴補修護工藝，開發出一種適用于不銹鋼冶煉的無水泥鋁鎂質干噴料。
以粒度為3mm以下的板狀剛玉占比75%、粒度1mm以下97電熔鎂砂占比7.5%、活性Al2O3微粉占比10%、特殊活性Al2O3微粉占比7.5%混合后，再加入重量占比0.3%的特殊添加劑和一定量的Cr2O3做成無水泥鋁鎂質干噴料。引入Cr2O3后，干噴料配方試樣的各項物理指標與震動型澆注料水平相當，其靜態抗渣性能已經媲美甚至超過震動型澆注料，這個實驗結果有助于干法噴補工藝在鋼包上推廣應用。隨著干式噴補技術的發展，干噴料配方的靜態抗渣侵蝕性能接近于澆注料，有望替代澆注料，實現鋼包的快速修護，從而助力客戶解決鋼包周轉調度難題，降低單耗，節約成本。
