近年来，随着钢铁工业的发展，钢铁企业对耐火材料的要求也日益提高，不但要求价格低，而且要求有更长的使用寿命和更洁净的钢液。为满足用户的这些要求、实现共赢，近年来部分国内耐火材料供应商采取了耐火材料承包制，将耐火材料的供应、施工和维护等交给承包者负责，以吨钢价格来结算。这样能够调动起耐火材料供应商的积极性，把降低消耗与自身的经济效益联系起来，同时也有效改善了用户的经济环境，将有利于加速降低我国冶金耐火材料单耗。

要完成由以前消耗越多盈利越多向消耗越少盈利越少的承包模式转变，不单是管理模式的转变，更重要的是技术上的提升，特别是应用技术的提升，即要使所用耐火材料尽可能与操作条件相适应。而我国耐火材料使用技术相对落后，同时，耐火材料供应商也缺少使用经验。这导致了不少承包商承包了耐火材料之后出现亏损，怨声载道。

其实，要降低耐火材料消耗，有很多方法。近期，某钢铁企业通过一系列措施，使其60吨LF钢包的使用寿命由原来的40次~50次延长到88次，耐材单耗由吨钢9.3千克下降到吨钢5.6千克，成效显着。我们对其经验进行了如下总结。

渣线镁碳砖侵蚀制约钢包寿命

该电炉出钢温度一般为1620℃~1650℃。正常周转的钢包温度为1590℃~1620℃，钢包容量约为59吨。钢包精炼时间为40分钟~50分钟，共盛钢时间约为110分钟。氩气压力0.2兆帕~0.4兆帕，LF精炼比例100%，一般每炉加脱氧剂SiC为40千克~50千克。

该钢包渣的化学组成为：Fe2O31.44%，Al2O35.6%，CaO40.42%，CaF29%，MgO9.97%，SiO229.84%。这表明该钢包渣为含萤石的低碱度渣。

电炉下渣量较大，并且电炉末期渣氧化性较强，FeO含量时常达到45%。

改进前，该企业60吨LF钢包渣线曾采用MT-14A镁碳砖，熔池采用AMC砖。采用这种砖的理化性能是可以的。尤其是渣线，采用镁碳砖具有良好的致密度。这种渣线镁碳砖的使用情况是：第一条渣线砖使用到15次~19次时，渣线已经侵蚀到50毫米以下。这种情况，钢包就要下线，更换钢包渣线砖。而第二条渣线镁碳砖使用寿命只有15次左右，然后再次更换第三条渣线镁碳砖，其使用寿命只能达到12次~14次，三条渣线的总使用寿命只有40次~50次，甚至只有到40炉次左右。研究人员观察使用后钢包的表面形貌发现，该砖侵蚀均匀，砖缝没有增大现象，砖没有出现馒头状、枪眼、剥落和断裂等异常现象，渣线侵蚀速度达到了每次7毫米~10毫米，包壁侵蚀速度也达到了每次2.5毫米~3.5毫米。由此可见，渣线镁碳砖侵蚀较快是影响该钢包使用寿命的主要原因。

根据操作条件设计镁碳砖

该钢包侵蚀速度快的主要原因是渣的碱度较低，其CaO与SiO2的含量比值越低，渣对MgO的溶解度就越大，即渣对镁碳砖内MgO的溶解能力越强，因此该低碱度渣对镁碳砖的侵蚀是比较严重的。根据分析，他们采取了提高砖中CaO含量的方法，使之提高与渣接触反应后体系的CaO与SiO2的含量比值，提高了与渣反应后体系的熔点和黏度，从而达到降低侵蚀速度的目的。

因为电炉出钢时下渣量较大，且电炉末期渣的氧化性较强，这导致钢包前期渣具有较高的FeO含量，造成镁碳砖中的碳容易被氧化，因而加快了渣线镁碳砖的损毁速度。根据这种情况，渣线镁碳砖的抗氧化性需要更多的关注。改进后渣线镁碳砖在1000℃经3小时抗氧化试验后，氧化脱碳层只有1毫米，而改进前的MT-14A渣线镁碳砖氧化脱碳层厚度达到了5毫米~7毫米。因此，改进后渣线镁碳砖具有良好的抗氧化性。

在钢厂的炼钢工艺中，每炉钢要添加萤石50千克~60千克，这使得渣黏度降低，因为炉渣的渗透深度与黏度的平方根成反比。同时，这也加快了炉渣对耐火材料的渗透，并导致对渣线镁碳砖的氧化和熔蚀程度明显提高。因此，在设计制作镁碳砖时，应该选择能提高含萤石渣黏度的添加剂，这有利于提高抗渣侵蚀性，也有利于延长钢包使用寿命。

作为镁碳砖的共性技术，提高产品的致密度、原料的结晶度和纯度可以显着提高镁碳砖的抗侵蚀性。单就提高性能来说，应该采用大结晶高纯度电熔镁砂、高纯度的天然石墨和采用合适的抗氧化剂和增强剂。但是，考虑到企业的经济效益，在选材时也要特别关注性价比。这家企业就在满足使用寿命基本要求的情况下，选用了一定量的用后镁碳砖的再生料，并采用了部分价格低廉的MP结合剂。对于再生镁碳料，假颗粒和杂质越少，越能提高再生镁碳砖的使用效果。因此，应该尽可能地对再生镁碳砖料进行除杂，解除假颗粒，以提高再生镁碳砖的质量。MP系结合剂属于沥青改性的树脂结合剂，它的残留碳具有一定的石墨化结构，具有较高的抗氧化性、热态结合性能和抗热震性。因此，选择既具有抗氧化性又有增强作用的复合添加剂，将有利于提高镁碳砖的使用性能。

根据上述分析，该企业在满足使用要求的基本条件下，根据性价比最优的原则，采用优质再生镁碳料为主要原料，适当配合MgO含量为97%的电熔镁砂、少量的-195牌号的石墨、复合添加剂和改性树脂结合剂，进行配料，在630吨摩擦压力机上成型，经过固化而制得再生镁碳砖。再生镁碳砖的理化指标良好，完全达到了国家镁碳砖标准中相应的MT-12A和MT-14A优质产品的水平。

改进后的镁碳砖应用于60吨LF钢包，表现出了优良的抗侵蚀、抗氧化和抗热震性。钢包渣线寿命由改进前使用MT-14A镁碳砖的15次~19次增加到24次~28次，侵蚀速度由每次7毫米~10毫米降低到每次4.5毫米~6.8毫米；包壁由40次~50次提高到45次~55次，侵蚀速度由每次2.5毫米~3.5毫米降低到每次1.2毫米~2.4毫米。这一产品的应用，减少了钢包的维修量，得到了用户很好的评价。

改善操作条件同样重要

出钢留渣操作。因为电炉末期渣FeO含量高，不但影响了原料的收得率，增加了炼钢成本，同时也导致了精炼钢包衬使用寿命的缩短。该公司通过调整氧枪、碳枪的角度和深度，强化电炉后期喷碳，改善泡沫渣等方法，减少电炉渣内FeO含量和降低渣中的氧活度，使渣钢分离，以减少下渣量。实践证明，通过控制下渣量和渣中的FeO含量，精炼钢包的使用寿命由50次延长到60次，精炼钢包的使用寿命延长了20%。

添加钢包改质剂。该钢厂采用了SiC脱氧剂，随着电炉下渣量和渣中FeO含量增高，根据脱氧反应：SiC+4FeO＝4Fe＋SiO2＋CO2就需要用更多的SiC质脱氧剂，不但导致炼钢成本增加，而且导致钢包渣中CaO与SiO2含量比值降低，显着加快了对包衬的侵蚀。为了降低钢包渣对炉衬的侵蚀，脱氧剂不用SiC质，而用碳含量为15%的镁钙碳质钢包改质剂，其加入量与碳化硅脱氧剂基本相同，即每吨钢中加入1千克。改质剂中的CaO提高了钢包渣的碱度，使之对镁碳砖中的MgO的熔蚀减弱低，改质剂中的MgO能提高渣中MgO的浓度，因而降低镁碳砖中MgO的溶解速度。通过镁钙碳质改质剂的试用，渣线镁碳砖的一次性使用寿命由26次延长到30次，延长了15%。

改善维护制度。渣线侵蚀快，开始两个渣线对应一个熔池。后来用二级高铝砖对熔池进行了贴补，即用厚度为40毫米的二级高铝砖贴补到熔池，贴补砖与原衬层之间用可塑结合剂填塞和黏结。熔池的使用寿命由60次延长到88次，延长了45%以上。

通过上述措施，该企业使原来钢包的使用寿命由40~50次延长到88次；耐火材料单耗由9.3千克/吨钢下降到5.6千克/吨钢，下降了40%。如果把循环使用的再生料也扣除，这样耐火材料资源性消耗就由吨钢9.3千克下降到吨钢1.4千克，下降幅度达到85%。这对节约耐火材料资源、节能减排有较大的促进作用。