CN111687402A - 一种中间包复合包底永久衬及其施工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种中间包复合包底永久衬及其施工工艺，其中包底永久衬包括锚固件、保温板和机压砖，多个所述锚固件等间距排布连接到包壳钢板上，所述保温板的一侧均匀涂抹耐火泥浆后粘结在所述包壳钢板上，所述机压砖的底面均匀涂抹所述耐火泥浆后紧密交错平铺在包底的所述保温板上，所述锚固件、保温板和机压砖与所述包壳钢板连接在一起后将永久衬胎膜吊装到包壳内通过浇注料浇筑定型。本发明构思巧妙，结构紧凑合理，复合结构设计，提高了抗冲刷耐侵蚀性能，保温效果好，寿命长，降低了人工成本，提高了生产效率，避免了耐火材料的浪费。
Description
技术领域
本发明涉及炼钢设备技术领域，尤其涉及一种中间包复合包底永久衬及其施工工艺。
背景技术
中间包是炼钢生产流程中衔接钢包和结晶器的中间容器，具有分流、连浇、减压、保护和精炼的功能，对提高钢的产量和质量有重要作用。中间包耐火内衬可分为永久衬和工作衬，其永久衬浇注料虽不直接接触钢水，但使用环境依然非常苛刻。涂抹或喷涂工作衬施工时，永久衬会受到含水量达质量分数20％的涂料的水侵蚀作用；永久衬在中间包烘烤和浇注钢水期间温度急剧升高，而在浇注结束后进行工作衬打水解体时，温度又快速下降，永久衬因此反复受到急冷急热引起的热冲击作用；在钢水剧烈波动的中间包浇注区或者进行低液面浇钢时，中间包的包底部位往往受到严重的冲击作用，该部位的包底永久衬也因此受到钢水的冲击作用；在工作衬冲刷严重的部位，工作衬易与永久衬产生烧结作用，使工作衬解体困难，当浇注料的强度不足时，永久衬又会产生剥落情况。
通过上述分析，发现中间包永久衬的使用环境是非常苛刻的，实际生产中由于包底和包壁部位永久衬损毁机理不同，包底永久衬寿命要高于包壁永久衬寿命，而造成包底永久衬和包壁永久衬同时修补浪费资源的情况。中间包包底永久衬寿命降低会造成内衬保温性能下降、浪费工作衬耐材，反复修补又会增加劳动力成本，而且对连铸安全生产和顺利运行具有较大的潜在危害，因此开发出具有长寿命、低成本的包底永久衬，对于企业降本增效具有十分重要的意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种中间包复合包底永久衬，提高中间包包底永久衬寿命，以实现减少包底永久衬翻修次数，仅维修永久衬包壁部位的目的。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明一种中间包复合包底永久衬，包括锚固件、保温板和机压砖，多个所述锚固件等间距排布连接到包壳钢板上，所述保温板的一侧均匀涂抹耐火泥浆后粘结在所述包壳钢板上，所述机压砖的底面均匀涂抹所述耐火泥浆后紧密交错平铺在包底的所述保温板上，所述锚固件、保温板和机压砖与所述包壳钢板连接在一起后将永久衬胎膜吊装到包壳内通过浇注料浇筑定型。
进一步的，所述锚固件选用直径6～8mm的耐热钢筋制成夹角为45～90°的“V”字型或“Y”字型锚固件。
再进一步的，所述锚固件垂直于所述包壳钢板的高度设计为永久衬厚度的2/3至3/4间；多个锚固件按照200～300mm的间距焊接在所述包壳钢板上，且相邻两排所述锚固件的开口保持相互垂直交替焊接固定。
再进一步的，所述保温板包括纳米复合反射绝热板、硅酸铝硬质保温板，保温板的厚度不超过20mm。
再进一步的，所述耐火泥浆包括铝镁火泥、铝铬火泥，耐火泥浆的涂抹厚度设置为1～3mm。
再进一步的，所述机压砖的材质具体采用镁碳砖或铝镁碳砖，所述机压砖的长宽不大于所述锚固件的间距，机压砖的厚度设计为永久衬厚度的1/3至1/2。
一种如上所述的中间包复合包底永久衬的施工工艺，具体包括以下步骤：
步骤一，清理中间包包壳：将包壳表面杂物和灰尘清理干净，疏通被堵塞的包壳排气孔；
步骤二，焊接锚固件：将金属材料的锚固件等间距且牢固地焊接到包壳钢板上；
步骤三，粘贴保温板：在保温板一侧均匀涂抹耐火泥浆，并将带有耐火泥浆一面粘贴在包壳钢板上；
步骤四，砌筑机压砖：在机压砖表面均匀涂抹耐火泥浆，并在包底的保温板上紧密交错平铺；
步骤五，施工浇注料：将永久衬胎膜吊装至中间包包壳内并保证胎膜上沿与中间包包沿水平且与包壳侧壁水平间距相等，将浇注料散料置于强制式搅拌机中加水搅拌，出料后浇注在包壳和胎膜间缝隙，并使用振动棒震动料浆排气；
步骤六，养护：将上述施工的复合包底永久衬放于不低于3℃的环境下静置12～36小时；
步骤七，烘烤:将永久衬胎膜脱模后按照针对中间包复合包底永久衬制定的烘烤工艺进行烘烤；最后，冷却至室温即可投入使用。
进一步的，所述步骤七中的烘烤包括小火、中火和大火，其中小火设定为250℃，加热时间为24小时；中火设定为500℃，加热时间为14小时；大火设定为约850℃，加热时间为10小时，最后自然冷却至室温后。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
1)本发明与同条件下使用的普通包底永久衬相比，永久衬各部位均配置了低导热系数的保温板，比单一使用普通高铝浇注料或轻质隔热浇注料的保温效果更好，减少了钢水在中间包浇注过程中的热量损失。
2)本发明与同条件下使用的普通包底永久衬相比，由于使用了机压砖和浇注料的复合形式，尤其是机压砖的使用明显增强了复合永久衬的抗冲刷耐侵蚀性能，提高了突发情况下的安全系数。
3)本发明与同条件下使用的普通包底永久衬相比，采用中间包复合包底永久衬的烘烤工艺，减少了永久衬的烘烤时间，降低了煤气等能源的用量。
4)本发明与同条件下使用的普通包底永久衬相比，由于使用了机压砖和浇注料的复合形式，其寿命在普通包底永久衬寿命的基础上提高了50％以上，使包底永久衬寿命是其包壁永久衬寿命的2倍，降低了人工成本，提高了生产效率，避免了耐火材料的浪费。
总的来说，本发明构思巧妙，结构紧凑合理，复合结构设计，提高了抗冲刷耐侵蚀性能，保温效果好，寿命长，降低了人工成本，提高了生产效率，避免了耐火材料的浪费。
附图说明
下面结合附图说明对本发明作进一步说明。
图1为本发明中间包复合包底永久衬结构剖视图；
图2为本发明中间包复合包底永久衬施工工艺流程图；
附图标记说明：1、锚固件；2、保温板；3、浇注料；4、机压砖；5、耐火泥浆。
具体实施方式
如图1所示，一种中间包复合包底永久衬，包括锚固件1、保温板2和机压砖4，多个所述锚固件1等间距排布连接到包壳钢板上，所述保温板2的一侧均匀涂抹耐火泥浆5后粘结在所述包壳钢板上，所述机压砖4的底面均匀涂抹所述耐火泥浆5后紧密交错平铺在包底的所述保温板2上，所述锚固件1、保温板2和机压砖4与所述包壳钢板连接在一起后将永久衬胎膜吊装到包壳内通过浇注料3浇筑定型。
具体的，所述锚固件1选用直径6～8mm的耐热钢筋制成夹角为45～90°的“V”字型或“Y”字型锚固件。所述锚固件1垂直于所述包壳钢板的高度设计为永久衬厚度的2/3至3/4间；多个锚固件1按照200～300mm的间距焊接在所述包壳钢板上，且相邻两排所述锚固件1的开口保持相互垂直交替焊接固定。
所述保温板2包括纳米复合反射绝热板、硅酸铝硬质保温板或者其它符合要求的保温板，保温板2的厚度不超过20mm。其材质需保证在永久衬正常寿命期间具备低导热系数、低线膨胀率和不易粉化等特点。
所述耐火泥浆5包括铝镁火泥、铝铬火泥等其他类型的耐火粘结剂，耐火泥浆5的涂抹厚度设置为1～3mm，其材质需保证在永久衬正常寿命期间具备粘结强度高、耐火度高等特点。
所述机压砖4的材质具体采用镁碳砖、铝镁碳砖等其他材质的机压砖，所述机压砖4的长宽不大于所述锚固件1的间距，机压砖4的厚度设计为永久衬厚度的1/3至1/2；由于采用了机压成型的方式，其性能具备抗冲刷性能优异、耐火度高、低线膨胀率等特点。
一种如上所述的中间包复合包底永久衬的施工工艺，具体包括以下步骤：
步骤一，清理中间包包壳；步骤二，焊接锚固件；步骤三，粘贴保温板；步骤四，砌筑机压砖；步骤五，施工浇注料；步骤六，养护；步骤七，烘烤，总计七个工艺步骤。
其中，所述步骤七中的烘烤包括小火、中火和大火，其中小火设定为250℃，加热时间为24小时；中火设定为500℃，加热时间为14小时；大火设定为约850℃，加热时间为10小时，最后自然冷却至室温后。实际工作时，小火时规定时间内温度升高至250℃，当温度稳定在250±15℃并进行保温作业至规定的时间；中火时规定时间内温度从250℃上升至500℃，到达500℃后，温度稳定在500±15℃并进行保温作业至规定的时间；大火时规定时间内温度从500℃上升至850℃。具体工艺如下表1所示。
表1：中间包复合包底永久衬烘烤工艺
| 温度(℃) | 升温速度(℃/h) | 需要时间(h) | 累计时间(h) |
| 室温至250±15 | ≤18 | 14 | 14 |
| 250±15 | 保温 | 10 | 24 |
| 250至500 | ≤25 | 10 | 34 |
| 500±15 | 保温 | 4 | 38 |
| 500至850 | ≤35 | 10 | 48 |
实施例一
一种中间包复合包底永久衬施工工艺，包含如下施工步骤：
步骤一、清理中间包包底：将包壳底部杂物和灰尘清理干净，疏通被堵塞的包壳排气孔；
步骤二、焊接锚固件1：设计永久衬厚度为240mm，因此选用直径8mm的钢筋弯曲焊接为垂直包底高度160mm且夹角为90°的“Y”型锚固件，并按300mm的间距将金属锚固件牢固地焊接到包底钢壳上，焊接包底锚固件时要求前一排“Y”型金属锚固件开口与后一排“Y”型金属锚固件开口保持垂直，以此顺序交替焊接；
步骤三、粘贴保温板2：采用纳米复合反射绝热板并在该板的一侧均匀涂抹耐火泥浆，泥浆厚度1mm，并将带有耐火泥浆一面平铺于包壳钢板上，使其粘贴平整、牢固；
步骤四、砌筑机压砖4：将长宽为300mm、厚度为80mm的机压砖的表面均匀涂抹耐火泥浆，泥浆厚度1mm，并将机压砖在纳米复合反射绝热板上紧密交错平铺一层，不允许有贯穿砖缝；
步骤五、施工浇注料5：将永久衬胎膜吊装至中间包包壳内并保证胎膜上沿与中间包包沿水平且与包壳侧壁水平间距为240mm，将浇注料散料置于强制式搅拌机中加水搅拌，加水量6.5％，出料后浇注在包壳和胎膜间缝隙，并使用振动棒震动料浆排气；
步骤六、养护：将上述施工的复合包底永久衬放于不低于3℃的环境下静置24小时；
步骤七、烘烤：小火：250℃，时间24小时；中火：500℃，14小时；大火：约850℃，10小时，最后，冷却至室温即可投入使用，具体工艺如表2所示。
表2：中间包复合包底永久衬烘烤工艺
| 温度(℃) | 升温速度(℃/h) | 需要时间(h) | 累计时间(h) |
| 35至250 | 16 | 14 | 14 |
| 250±15 | 保温 | 10 | 24 |
| 250至500 | 25 | 10 | 34 |
| 500±15 | 保温 | 4 | 38 |
| 500至850 | 35 | 10 | 48 |
实例二：
其他同实施例一，不同之处在于：
一种中间包复合包底永久衬施工工艺，包含如下施工步骤：
步骤一、清理中间包包底：将包壳底部杂物和灰尘清理干净，疏通被堵塞的包壳排气孔；
步骤二、焊接锚固件：设计永久衬厚度为180mm，因此选用直径6mm的钢筋弯曲焊接为垂直包底高度120mm且夹角为60°的“V”型锚固件，并按200mm的间距将金属锚固件牢固地焊接到包底钢壳上，焊接包底锚固件时要求前一排“V”型金属锚固件开口与后一排“V”型金属锚固件开口保持垂直，以此顺序交替焊接；
步骤三、粘贴保温板：在纳米复合反射绝热板一侧均匀涂抹耐火泥浆，泥浆厚度1mm，并将带有耐火泥浆一面平铺于包壳钢板上，使其粘贴平整、牢固；
步骤四、砌筑机压砖：将长宽为180mm、厚度为60mm的机压砖的表面均匀涂抹耐火泥浆，泥浆厚度1mm，并将机压砖在纳米复合反射绝热板上紧密交错平铺一层，不允许有贯穿砖缝；
步骤五、施工浇注料：将永久衬胎膜吊装至中间包包壳内并保证胎膜上沿与中间包包沿水平且与包壳侧壁水平间距为180mm，将浇注料散料置于强制式搅拌机中加水搅拌，加水量6.5％，出料后浇注在包壳和胎膜间缝隙，并使用振动棒震动料浆排气；
步骤六、养护：将上述施工的复合包底永久衬放于不低于3℃的环境下静置36小时；
步骤七、烘烤：小火：250℃，时间24小时；中火：500℃，14小时；大火：约850℃，10小时，最后，冷却至室温即可投入使用，具体工艺如表3所示。
表3：中间包复合包底永久衬烘烤工艺
| 温度(℃) | 升温速度(℃/h) | 需要时间(h) | 累计时间(h) |
| 5至250 | 18 | 14 | 14 |
| 250±15 | 保温 | 10 | 24 |
| 250至500 | 25 | 10 | 34 |
| 500±15 | 保温 | 4 | 38 |
| 500至850 | 35 | 10 | 48 |
实例三：
其他同实施例一，不同之处在于：
一种中间包复合包底永久衬施工工艺，包含如下施工步骤：
步骤一、清理中间包包底：将包壳底部杂物和灰尘清理干净，疏通被堵塞的包壳排气孔；
步骤二、焊接锚固件：设计包底永久衬厚度为240mm，包壁永久衬厚度为180mm，因此选用直径8mm的钢筋弯曲焊接为垂直包底高度160mm且夹角为90°的“Y”型锚固件，并按250mm的间距将金属锚固件牢固地焊接到包底钢壳上，焊接包底锚固件时要求前一排“Y”型金属锚固件开口与后一排“Y”型金属锚固件开口保持垂直，以此顺序交替焊接；
步骤三、粘贴保温板：在纳米复合反射绝热板一侧均匀涂抹耐火泥浆，泥浆厚度1mm，并将带有耐火泥浆一面平铺于包壳钢板上，使其粘贴平整、牢固；
步骤四、砌筑机压砖：将长宽为250mm、厚度为100mm的机压砖的表面均匀涂抹耐火泥浆，泥浆厚度1mm，并将机压砖在纳米复合反射绝热板上紧密交错平铺一层，不允许有贯穿砖缝；
步骤五、施工浇注料：将永久衬胎膜吊装至中间包包壳内并保证胎膜上沿与中间包包沿水平且与包壳侧壁水平间距相等，将浇注料散料置于强制式搅拌机中加水搅拌，加水量6.5％，出料后浇注在包壳和胎膜间缝隙，并使用振动棒震动料浆排气；
步骤六、养护：将上述施工的复合包底永久衬放于不低于3℃的环境下静置36小时；
步骤七、烘烤：小火：250℃，时间24小时；中火：500℃，14小时；大火：约850℃，10小时，最后，冷却至室温即可投入使用，具体工艺如表4所示。
表4：中间包复合包底永久衬烘烤工艺
| 温度(℃) | 升温速度(℃/h) | 需要时间(h) | 累计时间(h) |
| 15至250 | 17 | 14 | 14 |
| 250±15 | 保温 | 10 | 24 |
| 250至500 | 25 | 10 | 34 |
| 500±15 | 保温 | 4 | 38 |
| 500至850 | 35 | 10 | 48 |
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (8)
1.一种中间包复合包底永久衬，其特征在于：包括锚固件(1)、保温板(2)和机压砖(4)，多个所述锚固件(1)等间距排布连接到包壳钢板上，所述保温板(2)的一侧均匀涂抹耐火泥浆(5)后粘结在所述包壳钢板上，所述机压砖(4)的底面均匀涂抹所述耐火泥浆(5)后紧密交错平铺在包底的所述保温板(2)上，所述锚固件(1)、保温板(2)和机压砖(4)与所述包壳钢板连接在一起后将永久衬胎膜吊装到包壳内通过浇注料(3)浇筑定型。
2.根据权利要求1所述的中间包复合包底永久衬，其特征在于：所述锚固件(1)选用直径6～8mm的耐热钢筋制成夹角为45～90°的“V”字型或“Y”字型锚固件。
3.根据权利要求2所述的中间包复合包底永久衬，其特征在于：所述锚固件(1)垂直于所述包壳钢板的高度设计为永久衬厚度的2/3至3/4间；多个锚固件(1)按照200～300mm的间距焊接在所述包壳钢板上，且相邻两排所述锚固件(1)的开口保持相互垂直交替焊接固定。
4.根据权利要求1所述的中间包复合包底永久衬，其特征在于：所述保温板(2)包括纳米复合反射绝热板、硅酸铝硬质保温板，保温板(2)的厚度不超过20mm。
5.根据权利要求1所述的中间包复合包底永久衬，其特征在于：所述耐火泥浆(5)包括铝镁火泥、铝铬火泥，耐火泥浆(5)的涂抹厚度设置为1～3mm。
6.根据权利要求1所述的中间包复合包底永久衬，其特征在于：所述机压砖(4)的材质具体采用镁碳砖或铝镁碳砖，所述机压砖(4)的长宽不大于所述锚固件(1)的间距，机压砖(4)的厚度设计为永久衬厚度的1/3至1/2。
7.一种如权利要求1-6任意一项所述的中间包复合包底永久衬的施工工艺，其特征在于：具体包括以下步骤：
步骤一，清理中间包包壳：将包壳表面杂物和灰尘清理干净，疏通被堵塞的包壳排气孔；
步骤二，焊接锚固件：将金属材料的锚固件等间距且牢固地焊接到包壳钢板上；
步骤三，粘贴保温板：在保温板一侧均匀涂抹耐火泥浆，并将带有耐火泥浆一面粘贴在包壳钢板上；
步骤四，砌筑机压砖：在机压砖表面均匀涂抹耐火泥浆，并在包底的保温板上紧密交错平铺；
步骤五，施工浇注料：将永久衬胎膜吊装至中间包包壳内并保证胎膜上沿与中间包包沿水平且与包壳侧壁水平间距相等，将浇注料散料置于强制式搅拌机中加水搅拌，出料后浇注在包壳和胎膜间缝隙，并使用振动棒震动料浆排气；
步骤六，养护：将上述施工的复合包底永久衬放于不低于3℃的环境下静置12～36小时；
步骤七，烘烤:将永久衬胎膜脱模后按照针对中间包复合包底永久衬制定的烘烤工艺进行烘烤；
最后，冷却至室温即可投入使用。
8.根据权利要求7所述的中间包复合包底永久衬的施工工艺，其特征在于：
所述步骤七中的烘烤包括小火、中火和大火，其中小火设定为250℃，加热时间为24小时；中火设定为500℃，加热时间为14小时；大火设定为约850℃，加热时间为10小时，最后自然冷却至室温后。
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