鋼包是煉鋼過程非常重要的設(shè)備，特別是現(xiàn)代工業(yè)對鋼材的品質(zhì)要求越來越高，低碳、超低碳等純凈鋼的需求量越來越大，而轉(zhuǎn)爐煉鋼往往不能達(dá)到這些要求，這就需要通過爐外精煉來降低鋼液中的碳含量及其他雜質(zhì)，因此對鋼包要求也越來越高;而傳統(tǒng)的鋼包耐火材料要么不能達(dá)到使用要求，要么壽命很低，沒有成本競爭優(yōu)勢。因此，開發(fā)高效長壽的鋼包耐火材料是發(fā)展的必然趨勢。
影響鋼包使用壽命的主要因素是耐火材料的損毀，其原因包括化學(xué)侵蝕和熱機(jī)械應(yīng)力造成的剝落開裂，此外材料材質(zhì)及其尺寸、砌筑結(jié)構(gòu)、膨脹縫大小、精煉條件等等，也是影響壽命的重要因素。當(dāng)前，困擾我國鋼包耐火材料發(fā)展的主要原因是鋼包包齡低和包壁粘渣問題。目前包壁工作襯主要使用鎂碳磚、鋁鎂碳磚、鎂鋁尖晶石整體澆注料或預(yù)制塊，渣線使用低碳鎂碳磚或低碳鋁鎂碳磚，包底使用鎂碳磚或高鋁澆注料等，鋼包壽命一般在100爐左右，極少數(shù)鋼廠在150~180爐。對比日本同行業(yè)水平，鋼包壽命基本在250次左右。
鋼包粘渣也是我國鋼鐵廠普遍存在的問題，其主要影響因素是鋼包渣成分和耐火材料材質(zhì)。此外，由于煉鋼工藝及操作因素也會(huì)加劇鋼包粘渣。防止鋼包粘渣可采取的措施有：1)提高鋼包熱周轉(zhuǎn)率，減少鋼包周轉(zhuǎn)個(gè)數(shù);2)加強(qiáng)鋼包的維護(hù)操作，及時(shí)清理鋼包包沿結(jié)渣，防止包沿口結(jié)圈后鋼包渣倒不盡，對包壁明顯熔損和剝落部位及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)，以免渣和熔鋼滲入而加劇粘渣;3)在澆鋼結(jié)束后盡快倒渣，加強(qiáng)爐后行車的生產(chǎn)組織，減少鋼包從澆完到翻罐的時(shí)間，避免鋼包粘渣現(xiàn)象的發(fā)生;4)提高轉(zhuǎn)爐出鋼擋渣操作水平，減少轉(zhuǎn)爐渣進(jìn)入鋼包，爐后和精煉時(shí)加石灰，使鋼包渣充分熔化;5)控制使用中的鋼包數(shù)量，減少鋼包等待時(shí)間;受鋼前鋼包加熱;使用中采用鋼包蓋;鋼包永久層采用隔熱層;包壁采用低導(dǎo)熱耐火材料;6)耐火材料方面，提高砌筑質(zhì)量，控制磚縫尺寸，減少包襯的熱應(yīng)力，提高抗熱震能力，減少開裂;7)采用有效的鋼包覆蓋劑：改善鋼包覆蓋劑的鋪展性提高其保溫性能，降低覆蓋劑中SiO2含量，減低其黏度，減少鋼包粘渣。要解決這些問題，僅僅是狹義理念的耐火材料噸鋼成本控制是不能解決的，需要耐火材料供應(yīng)商與鋼鐵企業(yè)共同探尋解決方法，從廣義的耐火材料噸鋼成本控制去實(shí)現(xiàn)最低成本。
實(shí)際應(yīng)用表明，降低耐火材料噸鋼消耗對煉鋼潔凈鋼的生產(chǎn)、出鋼溫度的降低及節(jié)能等方面都有深遠(yuǎn)的意義，有時(shí)是不可或缺的。如：潔凈鋼的生產(chǎn)，是現(xiàn)代煉鋼的主導(dǎo)理念，通常系指鋼中有害成分(S、P、O、H、N)含量非常少，非金屬夾雜物不僅數(shù)量很少，而且尺寸很小，形態(tài)得到控制，合金元素成分精準(zhǔn)并且均勻分布的高品質(zhì)鋼材。如果耐火材料單耗高，進(jìn)入鋼水中的耐火材料就多，一般以熔損和剝落的形式進(jìn)入，熔損往往增[C]、增[O]及產(chǎn)生較小的非金屬夾雜等，剝落往往產(chǎn)生較大的非金屬夾雜。較小的非金屬夾雜(≤50ppm)通過現(xiàn)有的冶煉工藝很難去除，所以，低單耗的耐火材料才能滿足潔凈鋼的生產(chǎn)。同時(shí)，鋼包耐火材料單耗低說明鋼包的熱周轉(zhuǎn)率高，冷包出鋼少，轉(zhuǎn)爐的平均出鋼溫度降低。意味著氧氣、合金等的消耗降低，通常出鋼溫度降低1 ℃，噸鋼成本降低1元，并且低的出鋼溫度對鑄坯質(zhì)量也是有利的。
根據(jù)前面所述，鋼包耐火材料的理想配置應(yīng)為：包壁保溫層厚30 mm，永久層整體澆注料厚80~100 mm，工作層整體澆注料厚180~210 mm;渣線選擇低碳鎂碳磚，厚180~230 mm;包底采用整體澆注。根據(jù)鋼包大小選擇合適的整體爐襯厚度。借鑒國外先進(jìn)同行的管理經(jīng)驗(yàn)，并參考我國透氣磚的實(shí)際使用情況，制定表1所示的修理模式，同時(shí)要繼續(xù)加強(qiáng)鋼包整體澆注料和應(yīng)用技術(shù)的研發(fā)，以下兩點(diǎn)尤其重要：
(1)開發(fā)有效的修補(bǔ)技術(shù)以對爐襯損耗部分進(jìn)行局部修補(bǔ)，而不是使用良好耐用性的材料替換整個(gè)爐襯。這種技術(shù)既可保證爐役期間爐襯的均勻損耗，又可產(chǎn)生盡可能少的殘余耐火材料。
(2)開發(fā)接續(xù)澆注修補(bǔ)技術(shù)，在不廢棄原殘留襯耐火材料的情況下連續(xù)施工筑襯。
(1)開發(fā)有效的修補(bǔ)技術(shù)以對爐襯損耗部分進(jìn)行局部修補(bǔ)，而不是使用良好耐用性的材料替換整個(gè)爐襯。這種技術(shù)既可保證爐役期間爐襯的均勻損耗，又可產(chǎn)生盡可能少的殘余耐火材料。
(2)開發(fā)接續(xù)澆注修補(bǔ)技術(shù)，在不廢棄原殘留襯耐火材料的情況下連續(xù)施工筑襯。
