鋼包底吹氬是爐外精煉工藝的關(guān)鍵，底吹透氣磚是這一工藝最為關(guān)鍵的功能元件。底吹透氣磚使用壽命及吹成率對(duì)品種鋼的質(zhì)量、生產(chǎn)節(jié)奏的安排及生產(chǎn)成本等都有直接影響，因此其使用壽命和吹成率是重要的考核參數(shù)。而透氣磚的使用壽命和吹成率與透氣磚本身的村質(zhì)、氣道結(jié)構(gòu)、使用維護(hù)及冶煉鋼種，鋼包中鋼水高度。煉鋼工藝要求的鋼水溫度，吹氬壓力、流量等因素有直接關(guān)系，為了提高其壽命和吹成率，底吹透氣磚必須具備良好的抗侵蝕性、抗熱震性及高強(qiáng)度、操作穩(wěn)定、透氣性好、安全可靠等特點(diǎn)。要提高精煉鋼包的吹成率，需分析影響底吹透氣磚的各種因素，并采取相應(yīng)對(duì)策。
影響鋼包吹成率的因素
底吹透氣磚的損毀
底吹透氣磚的損毀原因主要有三個(gè)方面：1)急劇的熱沖擊引起的熱應(yīng)力裂紋和剝落。透氣磚的工作面與高溫鋼水直接接觸，受到高溫鋼水及不斷流出的冷氣流的影響，產(chǎn)生很大的溫度梯度，且多次使用會(huì)受到急冷急熱的沖擊，導(dǎo)致透氣磚產(chǎn)生裂紋和剝落；2)鋼液攪拌引起的對(duì)工作面的沖刷與侵蝕。當(dāng)氬氣氣流射入鋼水熔池時(shí)，氣流回?fù)舨⒋驌敉笟獯u出氣口前沿，給耐火材料一定的沖擊力。鋼包底部鋼水運(yùn)動(dòng)加劇，氣相和液相相互作用形成湍流，對(duì)透氣磚產(chǎn)生剪切、沖刷作用，尤其是底吹透氣磚高于包底時(shí)，損毀的速度更快，高于包底部分很快被沖刷掉；3)熔渣的侵蝕。透氣磚工作面與渣接觸的時(shí)間很長(zhǎng)，在整個(gè)包役中，熔渣不斷向磚中浸潤(rùn)、滲透，渣中氧化物MgO、CaO、Si02、Fe203等與磚發(fā)生反應(yīng)，生成低熔物而被沖刷侵蝕。
底吹透氣磚開吹失敗
透氣磚開吹失敗的情況主要有兩種：一是使用和澆鑄過程中透氣磚的氣道被滲鋼、滲渣所堵塞；二是澆鋼后底吹透氣磚表面覆蓋有較厚的冷鋼。
提高鋼包吹成率的措施
優(yōu)選透氣磚材質(zhì)
在高溫和真空下，幾種耐火材料氧化物的穩(wěn)定性次序?yàn)锳l2O3>CaO>MgO>Cr2O3，鋼水潤(rùn)濕角大小次序如下：ZrO2>Al2O3>MgO。從以上考慮，應(yīng)選擇剛玉作為透氣磚的主晶相，再加入與主晶相形成固溶體的少量添加劑作為燒結(jié)劑，同時(shí)適量引入Cr2O3。Cr2O3的熔點(diǎn)為2275℃，高于Al2O3的熔點(diǎn)(2050℃)，所形成的Al2O3-Cr2O3固溶體能顯著增強(qiáng)對(duì)氧化鐵或熔渣的抗侵蝕能力，同時(shí)也能抑制Al2O3晶體過分增長(zhǎng)，減少晶體內(nèi)部應(yīng)力，提高材料的抗熱震性。但Cr2O3加入量不宜過多，否則，剛玉晶粒的成長(zhǎng)速度受到嚴(yán)重影響，會(huì)降低材料的性能。
改進(jìn)透氣磚的氣道結(jié)構(gòu)
底吹透氣磚氣道結(jié)構(gòu)有許多種，早期為彌散型結(jié)構(gòu)，氣孔細(xì)小貫通，氣孔率高，密度及強(qiáng)度低，耐用性差;直通孔式是在耐火材料中預(yù)設(shè)置許多垂直孔道，底吹效果較好，使用壽命高，但在后期易堵塞，影響吹成率；縫式透氣磚是在透氣磚內(nèi)預(yù)置或經(jīng)過一定方式組合形成幾條透氣狹縫，氣體通過它進(jìn)入鋼包熔池。有關(guān)資料表明，狹縫式的狹縫寬度選擇在0.18〜0.20 mm之間，既可保證底吹氬強(qiáng)度，控制調(diào)節(jié)流量，又不致出現(xiàn)滲透堵塞危險(xiǎn)，壽命相對(duì)有所提高。因此，底吹透氣磚的氣道結(jié)構(gòu)改為狹縫式。
改進(jìn)砌筑工藝
隨著爐外精煉新工藝的不斷引入，特別是LF爐鋼包精煉及VD真空處理新工藝的采用，對(duì)底吹透氣磚的要求愈來愈高，底吹氬時(shí)間大大延長(zhǎng)，底吹透氣磚的使用壽命相對(duì)降低。為了使底吹透氣磚的使用壽命能與包底同步，采取包底同時(shí)安裝2塊底吹透氣磚的措施，并制定相應(yīng)的操作工藝，取得了良好的效果。
精心使用
在透氣磚的使用過程中，要求在不同處理階段嚴(yán)格控制氬氣流量，因大流量的底吹會(huì)加速底吹透氣磚的侵蝕。如果有條件，在出鋼過程中應(yīng)打開氣源進(jìn)行底吹。使?jié)B入氣道中的冷鋼在高溫鋼水的浸泡下熔化，以避免氣道在鋼水的高溫和靜壓力作用下造成新的滲鋼堵塞，使底吹順利進(jìn)行。在使用中要經(jīng)常觀察氣體管路的連接，發(fā)現(xiàn)接頭漏氣應(yīng)立即處理，以免氣體泄露，導(dǎo)致管路中壓力降低，造成底吹失敗。隨時(shí)觀察拆包后的透氣磚殘余厚度，在安全使用的前提下，使透氣磚得到最大程度的利用，提高其使用壽命。
進(jìn)行良好的維護(hù)
在澆鑄過程中，鋼包無法進(jìn)行底吹，大量的滲鋼就是在這個(gè)階段發(fā)生的。撓鑄結(jié)束后，鋼包內(nèi)襯溫度急劇降低，底吹透氣磚侵蝕后呈凹型部位易積鋼凝固，應(yīng)立即翻包倒渣并同時(shí)接通氣源，吹出氣道中尚未凝固的滲鋼及底吹透氣磚凹陷部位的積鋼。如實(shí)施好，有時(shí)不進(jìn)行表面清掃也能使下次開吹順利進(jìn)行。
有時(shí)由于生產(chǎn)節(jié)奏等原因，等待時(shí)間較長(zhǎng)，或者底吹透氣磚工作面覆蓋有殘余鋼渣，就必須進(jìn)行表面清掃，用氧氣或氧氣與煤氣的混合氣體，燒掉表面的殘余鋼渣。同時(shí)接通氣源反吹，將氣道中的滲鋼、滲渣吹出氣道及凹陷部位。這種維護(hù)措施對(duì)要求較高的精煉工藝是必不可少的。