钢包也叫盛钢桶是冶金工业的重要容器件， 起着储存、 转运钢水的作用， 同时还要进行炉外精炼的双重任务， 随着炼钢技术的发展， 我国的钢包用耐火材料也得到了很好的发展。 钢包使用寿命的长短， 不仅关系到耐火材料的消耗， 而且直接影响炼钢的正常生产。 特别是随着转炉寿命的提高， 连铸比的增加和炉外精炼技术的进步， 钢包处于容量大、 钢种多、 温度高、 时间长等日益苛刻的使用条件， 对钢包用耐火材料的要求也不断提高， 所以世界各国都在积极研究开发各种新材质耐火材料， 以提高现有耐火材料的质量， 延长耐火材料的使用寿命， 降低耐火材料的吨耗。
1、浇注钢包的使用情况介绍
在我国一般其公称容量在50吨以下的不带精炼的转炉普通钢包，其工作衬一般采用浇注料整体浇灌成型。工作衬一次性使用寿命一般在50-60次左右，最高在70-80次左右，甚至个别钢厂有在100次以上的。为降低吨钢耐材消耗，许多钢厂钢包工作衬在使用一定次数后，将残衬表面的残钢、残渣清理掉，俗称剥皮，然后再坐上胎模浇灌一定厚度的浇注料，待烘烤后继续投入使用，可大大降低成本，该过程也叫套浇，其第1次留下的残衬相当于永久衬，能维持2-3个包役。钢包工作衬的材质有铝镁质、高铝尖晶石质等，按结合剂可分为低水泥、超低水泥和无水泥耐火浇注料。
1.1高铝尖晶石浇注料
钢包内衬不定形耐火材料自80年代推广应用以来，已由原来的普通铝镁浇注料发展到铝镁尖晶石浇注料，浇注料性能明显提高。铝镁尖晶石浇注料具有密度大、强度高、耐侵蚀、抗剥落、磨损率低等优点，能显著提高包龄，因而被众多厂家采用。筑衬工艺由捣打、投射、振动发展到胎模振动，胎模振动降低了钢包耐火材料消耗。取得良好效果，钢包包龄平均可达70-80次。具有振动均匀、操作简便、劳动效率高等优点，并且可实现钢包内衬连续套浇，其理化指标如表1所示。
表1高铝尖晶石浇注料理化指标
1.2低水泥耐火浇注料
低水泥耐火浇注料是在粘土结合耐火浇注料的基础上开发的，也是在20世纪80年代得到蓬勃发展的新一代耐火浇注料。其主要品种有低水泥、超低水泥和无水泥耐火浇注料，它集多种耐火浇注料的优点于一身，具有高密度、低气孔、高强度、低磨损、耐热震和抗侵蚀等特点，同时还具有体积稳定性强和施工用水量低等特性因此应用广泛，使用效果较好和社会经济效益显著。表2是低水泥、超低水泥、无水泥浇注料的使用性能数据统计。
表2低水泥、超低水泥、无水泥浇注料的使用性能2、钢包的用耐火砖介绍
2.1硅酸铝质材料
2.1.1粘土砖
粘土砖是我国最早使用的钢包耐火材料，20世纪50~60年代，我国钢包使用的耐火材料主要是各种粘土砖，由于使用费用低，直到80年代还有一些钢厂的钢包仍使用粘土砖。某钢厂钢包用粘土砖的理化指标为：Al2O3 44.10%，SiO2 52.10%，Fe2O3 1.72%，显气孔率16%～18%，常温耐压强度54.9～96.0MPa。粘土质钢包衬砖的使用寿命因各钢厂的使用条件不同而异。尽管现在我国的钢包已经不再使用粘土砖，但粘土砖对我国建国初期炼钢工业的恢复和以后的发展做出了重大贡献。
2.1.2高铝砖
随着炼钢技术的不断发展和钢产量及质量的不断提高，粘土质钢包衬砖因使用寿命短，自20世纪60年代末，我国有些钢厂的钢包开始使用各种高铝质衬砖，使钢包寿命大幅度提高。
武钢平炉用270t钢包从1968年开始使用二等高铝砖，到1970年包龄达到25.7次，是粘土质衬砖的2.5倍。1974年包龄达到31.5次。武钢二炼钢转炉用70t钢包从1980年开始使用Al2O3含量大于72%的高铝砖，包龄为34次，最高达到50次。
宝钢300t钢包从1986年6月起，全包壁使用某耐火材料厂生产的一等高铝砖，平均包龄50次左右。连铸机投产后，钢包使用条件恶化，包衬使用寿命减短。宝钢与某些耐火材料生产企业合作，开发出了使用性能优良的微膨胀高铝砖，1992年4月正式使用A厂生产的产品，平均使用寿命为81.5次，最高寿命达到100次。使用B厂的产品平均使用寿命为78.6次，最高达到122次(连铸比55.73%)。
太钢70t钢包使用高铝质衬砖，使用寿命为64.3次。
总之，我国钢包使用高铝质衬砖后，使钢包的使用寿命显著提高，保证了炼钢生产的顺利进行，促进了炼钢工业的进一步发展。
2.1.3蜡石砖
蜡石砖是以叶蜡石为主要原料生产的一种烧成制品。20世纪70年代初，福建某耐火材料厂生产的蜡石钢包砖在马钢、鞍钢、上钢三厂、三明钢厂等钢铁企业不同类型的钢包上进行了试用。结果表明，蜡石砖的使用性能优于当时使用的粘土砖和三等高铝砖。在马钢15t钢包上使用，寿命达到66次。武钢二炼钢厂70t钢包也试用过该厂生产的SiO2含量72%的蜡石砖，但效果不太理想，使用寿命仅14次。宝钢300t钢包在1985年9月至1988年间曾使用过日本进口的蜡石砖，平均寿命38次。某厂生产的钢包用蜡石砖的理化指标为：SiO2 78.95%，Al2O3 18.85%～19.51%，Fe2O3 0.44%～0.52%，显气孔率14%～18%，常温耐压强度32.9～62.9MPa。由于多方面的原因，蜡石砖在我国钢包上没有得到推广应用。
2.2铝镁(碳)质材料
2.2.1铝镁不烧砖
除铝镁捣打料、铝镁浇注料之外，我国还开发了水玻璃结合的铝镁不烧砖，在钢包上使用，寿命比传统的硅酸铝质钢包砖长。本钢160t钢包使用铝镁不烧砖，平均寿命40.56次,比使用三等高铝砖(寿命18.5次)提高1倍多。天津三炼钢厂20t钢包使用铝镁不烧砖平均寿命38.8次，最高达到55次，是粘土质衬砖使用寿命(9次)的4倍多。
2.2.2铝镁碳砖
20世纪90年代，是我国连铸技术快速发展时期，高效连铸技术成为其发展的重心。为了提高连铸钢包使用寿命，适应高效连铸技术发展的需要，我国又开发了钢包用铝镁碳砖，用于各类连铸钢包，使钢包使用寿命大幅度提高。洛耐院、宝钢和焦作某耐火材料厂合作开发的铝镁碳钢包砖在宝钢300t连铸钢包上使用，包龄从使用一等高铝砖的20多次，提高到80次以上，最高达到126次。鞍钢三炼钢200t全连铸并进行炉外精炼的钢包，使用铝镁碳砖，平均寿命64次，最高达到73次。1993年钢包用优质铝镁碳砖的推广使用在我国全面展开，全国许多炼钢厂，根据本企业的实际情况，陆续使用铝镁碳钢包衬砖，使钢包的寿命显著提高，如攀钢160t钢包使用铝镁碳衬砖后，平均寿命提高到90次，最高达到115次。铝镁碳砖是以特级高铝矾土熟料，电熔镁砂或烧结镁砂和石墨为原料，以液体酚醛树脂做结合剂制成的不烧制品。
2.2.3高档铝镁不烧砖
含碳钢包衬砖在使用过程中会造成钢水增碳，对冶炼洁净钢、低碳钢和超低碳钢非常不利。为了满足洁净钢、低碳钢和超低碳钢冶炼的需要，开发了高档铝镁不烧砖(无碳不烧砖)。高档铝镁不烧砖与20世纪80年代初开发的水玻璃结合的铝镁不烧砖相比，是一次质的飞跃。除采用高纯度原料(刚玉、高纯电熔镁砂和高纯铝镁尖晶石等)外，结合剂也采用了高性能的复合结合剂。
高档铝镁不烧砖在钢包上使用取得了良好的效果，使用寿命达到甚至超过了含碳钢包衬砖，同时减少了钢水增碳。如河南某耐火材料公司开发的铝镁不烧砖，在某钢厂100t钢包和LF精炼钢包上使用，寿命是铝镁碳砖的1.5倍。鞍钢200t钢包采用铝镁不烧砖一次包龄在110次以上，最高达到128次。170t连铸钢包使用寿命达到119次，超过了铝镁碳砖。宝钢300t连铸钢包从1998年6月停止使用铝镁碳砖，开始使用高档铝镁不烧砖。
2.3镁碳质材料
2.3.1镁碳砖
镁碳砖具有优异的耐侵蚀性能和抗剥落性能。镁碳砖在钢包上主要用于渣线部位，而非渣线部位使用其他耐火材料(浇注料、不烧砖等)，这样既可获得较高的使用寿命，又可降低耐火材料费用。某钢厂钢包渣线用镁碳砖的理化指标为:MgO77.4%，C16.75%，显气孔率3.1%，体积密度2.903g/cm，常温耐压强度38.6MPa。1981年9月武钢二炼钢厂率先在70t钢包渣线使用镁碳砖，使用寿命50次，因非渣线部位高铝砖损坏严重而停用。宝钢300t钢包渣线从1989年7月开始使用MT-14A镁碳砖，渣线寿命保持在100次以上。某钢厂90tLF精炼钢包渣线使用碳含量16%左右的镁碳砖，渣线寿命为95次。也有的钢厂的钢包采用全镁碳砖包衬，如某钢厂电炉用60tLF-VD精炼钢包，全镁碳砖包衬，平均寿命47次，最高达到57次。
2.3.2低碳镁碳砖
钢包渣线使用镁碳砖存在着钢水增碳问题，近几年来，有些钢厂和耐火材料生产厂家合作，开发了低碳钢包渣线镁碳砖。宝钢300t钢包渣线试用过碳含量小于7%和小于5%的低碳镁碳砖，使用寿命可达110次左右，与普通镁碳砖相当，可基本满足300t钢包的使用要求。鞍钢钢包的渣线也使用了碳含量在5%以下的低碳包衬砖，使用效果良好。
2.4镁钙(碳)质用材料
2.4.1不烧镁钙砖
20世纪90年代初，洛耐院以合成镁钙砂和电熔镁砂为原料，以固体无机盐和无机盐溶液为结合剂，开发出了钢包用不烧镁钙砖，在上海某钢厂40tLF-VD精炼钢包上使用，寿命在40次以上，并且钢中的氧含量从12.2×10-6下降到11.13×10-6。1992年该产品通过了原冶金部鉴定，之后在长城特钢厂等钢厂的精炼钢包上使用。
近几年，某耐火材料公司开发出了无水树脂结合的不烧镁钙砖，在某钢铁公司100tLF精炼钢包上使用，寿命80～85次，侵蚀速率1.28～1.37mm/次。
2006年7-8月间，山东镁矿与某耐火材料厂合作，研制出了不烧镁钙砖，在某钢厂90tLF精炼钢包(精炼率100%)包壁非渣线部位使用，寿命达到60次以上。因包底透气砖严重蚀损而停用，不烧镁钙砖残砖厚度在130mm左右，尚可继续使用，预计正常包龄可达80～100次。
2.4.2不烧镁钙碳砖
本世纪初首钢二炼钢厂与某耐火材料公司合作，以合成镁钙砂、电熔镁砂和高纯石墨为原料，以无水树脂做结合剂，开发出了不烧镁钙碳砖，用于首钢二炼钢厂225t钢包非渣线部位(渣线用镁碳砖)，平均使用寿命为116.8次，与原用铝镁碳砖相比，在包壁减薄20mm的情况下，平均寿命提高了37.57次。且钢中的氧含量和非金属夹杂都有所降低。
还有一些钢厂在SKF和LF-VD等多种精炼钢包的渣线部位使用镁钙碳砖，取得了良好的效果。
