摘要：合理有效地降低钢包钢水温降是炼钢工艺的重要环节，现阶段仍有多家钢铁企业的钢包存在着散热过大、钢水温降严重的问题。合理的钢水温度控制可以有效提高铸坯质量和合金收得率，降低冶炼成本。本文基于炼钢钢包加盖保温节能技术研究应用实践展开论述。
关键词：炼钢钢包；加盖保温节能技术；研究应用实践
引言
钢包加盖技术是一项绿色、环保、节能的新技术，符合国家大力倡导的节能减排的政策要求。该技术通过将炼钢生产中钢水盛装的钢包进行加盖，实现降低钢水运转过程中的温度损失，起到良好的保温效果，满足低成本高质量炼钢生产的要求。炼钢生产的钢包加盖工艺流程已经成为先进钢铁企业生产的重要环节，在节能降耗和降低企业成本方面效果很好。
1钢包盖
钢包盖由包盖本体和隔热材料组成。其技术参数：包盖直径为4200mm，包盖总高度为800mm，材质为Q345。包盖本体采用钢板焊接结构，内表面焊有锚固件，隔热材料采用可耐1400℃温度的浇注耐火材料。包盖外形设计可以允许存在适量的包口粘渣。包盖本体上设有铰轴板，其开口形状为特殊设计，其作用是与钢包连接，包盖可以在钢包上旋转并可以较方便的脱开，用于防止钢水液面或者钢包红热耐材辐射散热，具备保温功能，与钢包铰接。正常倒渣作业包盖始终挂在钢包上，在各处理线加脱盖工位自动完成与钢包的分离与扣合，满足热修加砂作业的需要，能够保护工人免受高温辐射。
2新包上线的加盖操作
新包上线前，钢包处于烘烤位烘烤加热，需要上线时通过行车吊运至装包平台进行上线装包，此时的钢包处于无包盖状态，包内热量极易流失，故从吊离烘烤位必须在５ｍｉｎ内完成加盖保温。并且，钢包加揭盖系统只设计于炉子，新包上线没有自动加盖装置，所以初次加盖由行车副钩进行。初次加盖方式分为两种：一是将钢包直立于地面，通过行车副钩（正常时钩头向前）吊运包盖从其包口正上方加盖，其弊端是包口朝上其亮度大，制约了操作工的操作，增大了操作难度进而增加加盖时间。二是直接把钢包躺在装包位（常用的方法），这样装包与加盖可以同步且效率高，挂盖前通过旋转副钩１８０＇，其目的是完成加盖后便于脱钩。为了使包盖在空中处于平衡，还应选择吊运表面整洁干净的包盖，再与地面配合进行加盖作业。
3钢包加盖前后过程热量分析
随着炼钢技术的发展，钢水温度控制越来越重要。针对炼钢生产过程钢水温度波动较大的问题，一般采取强化钢包烘烤、提高钢包热周转、优化包衬结构、钢水运转过程加保温剂和浇注过程钢包加盖等手段来减少钢水温降。钢包作为炼钢与连铸工序之间的主要衔接设备，其保温性能直接影响出钢温度和浇铸温度。目前大多数钢厂采取了钢包加盖的方式提高钢包保温性能。通过在钢包上加盖，钢包在周转使用过程中对于钢包的散热起到了很好的保护作用，辐射热损失可显著减少，也使钢包的热状态更加趋于稳定，为准确控制钢包温度和温降创造了条件。由于钢包加盖节能效果显著，已成为钢企进行节能降耗的一个重要手段。在浇铸过程中，钢包内钢水液面逐渐下降，钢包内衬开始暴露出高温工作层，整个浇铸过程持续半小时左右，直至钢包内钢水浇铸完毕。钢包加盖过程是减少热量损失的过程，要了解这一过程，需要对钢包加盖前后的热损失方式进行比较。表对比了钢包加盖前后不同部位的热损失方式。综合以上分析可以看出，加盖后，减少了包口对空气的热辐射，避免了包内壁与空气的对流热损失。而包口与空气的热辐射主要与辐射放热的基体温度有关，基体温度越高，加盖后减少的热辐射量越大，温降越小。
通过对钢包加盖过程中的热量损失进行分析，并采集现场数据进行验证，得到如下结论：１）钢包加盖过程中，钢包减少了包口对空气的热辐射以及包内壁与空气对流传热。２）钢水温度越高，加盖过程热量损失越小，钢水过程温降越少。３）对于出钢温度高的钢种，在使用钢包加盖后，可以适当降低出钢温度，减少能源消耗。
4钢包加盖，永久层隔热保温，回收余热，节能环保
首先是敞开的钢包通过包口热辐射散热量占钢包散热的30%。到目前为止，我国个别钢厂实现钢包全程盖保温盖，钢包盖用含锆纤维折叠毯，保温效果明显。山钢[8]在120t钢包全程加盖，经数据统计分析，运输过程温度损失约减少13℃，全程温度损失减少25℃，出钢温度在原来基础上下调25℃，提高了合金收得率，减轻钢水对内衬的侵蚀，转炉出钢口寿命提高10炉以上，延长钢包使用周期，减少炼钢炉料的使用量等。而大部分钢厂的一些钢包只是在烘烤、LF处理和浇铸等固定地方加盖，其他地方都是敞开的，应该引起重视。其次就是钢水通过包壁传热占钢包散热的30%～40%，在钢包壁内衬永久层选用热导率小的材料，在不增加，甚至减小包壁厚度的情况下，如何提高保温效果是多年来研究的课题。永久层从黏土砖到高铝砖，再到低水泥高铝浇注料，隔热保温效果都不太理想。后来一些钢厂在钢壳与永久层之间砌筑隔热材料，有的用泡沫轻质砖，有的用纤维毡或加绝热板等，但仍需砌一层安全衬，这样不但增加了砌筑工序，而且由于永久层与保温砖结合不好，增加了维修次数。因此有人研制出轻重质复合保温砖[9]，在大冶钢厂60t钢包上试验，与黏土砖永久层相比，钢包外壳温度下降80℃以上，可降低出钢温度12℃左右。田守信[10]运用内衬四层砌筑方法，即在钢壳内表面涂层节能涂料，向内接着是10mm厚纳米绝热板，再向内是75mm厚的高强纳微米隔热浇注料，接着是工作衬，渣线工作衬为低热导率的镁碳砖，熔池为刚玉—尖晶石质不烧砖。其结果是渣线包壳温度225℃，熔池包壳200℃，包底壳170℃。而高强纳微米隔热浇注料和低热导率工作衬有效保护了纳米绝热板。
5实施效果
通过精心制定钢包加盖项目施工方案，先后完成设备安装、冷热试车、规程培训和分阶段试运行。其间，相关技术人员对运行情况进行跟踪和实时记录分析，并多次召开专题会，对存在的问题进行分析，制定攻关措施，对加盖设备设施进行了改进和完善，最终实现了系统的平稳运行。项目正式投运之后，降低了转炉负荷，减少了转炉消耗，保证了钢包温度的稳定缩短精炼冶炼时间，避免了钢渣飞溅，减少了钢包口火光和烟尘，改善了连铸钢坯质量；提高了钢包在线周转周期，减少了废气排放，有利于环境保护。
结束语
有研究者曾指出:出钢过程中87%的热损失由钢包耐火材料的蓄热能力决定，钢包包口辐射和对流散热约占10%。改善钢包保温层材质可有效降低包壁热传导散热，添加覆盖剂和钢包加盖可有效降低包口热辐射散热。小钢包因钢水容量小，蓄热能力差，热损失现象尤为突出，因此，提高小钢包的保温性能对钢企节能环保工作具有十分重要的意义。
参考文献
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