CN112264612B - 一种钢包砌筑结构及钢包使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢包砌筑结构及钢包使用方法，属于钢包技术领域。它包括保温层、永久层、渣线区、熔池区、包底工作层和包沿区；所述保温层采用高强度镁硅隔热板；所述永久层采用CA6基保温浇注料整体浇铸成型；所述渣线层采用镁碳砖砌筑；所述熔池区和包底工作层采用镁钙砖砌筑；所述包沿区采用镁碳砖砌筑。本发明不同区域适应性的选用不同材质进行砌筑，保温层的保温效果好，力学强度高，永久层整体性能好，隔热效果好，且具有一定的抗钢水侵蚀性能，杜绝漏钢事故的发生，渣线区配合熔池区和包底工作层的选材，不仅具有良好的耐高温性和抗侵蚀性，而且能够净化钢水，尤其适用于硅镇静钢这种高品位洁净钢冶炼时选用。

Description

一种钢包砌筑结构及钢包使用方法

技术领域

本发明属于钢包技术领域，更具体地说，涉及一种钢包砌筑结构及钢包使用方法。

背景技术

钢包是冶金工业的重要器件，钢包的作用是承接上游炼钢炉如转炉的钢水，将钢水运送到炉外精炼设备或连铸现场进行浇注作业，同时钢包还是炉外精炼的关键设备。钢包由耐火材料砌筑结构形成的内侧和钢包壳构成，砌筑结构通常包括有保温层、永久层、渣线区、熔池区、包底工作层和包沿区等，砌筑结构的不同区域承受着不同强度的高温作用、化学侵蚀、机械冲刷等，合理的砌筑结构不但影响着钢包冶炼的效果质量，还影响着钢包的有效使用寿命。

对于硅镇静钢，因成分及工艺路线原因，精炼出钢温度比常规板坯高约100℃，且钢水内自由氧含量较高，因此对钢包耐材寿命影响较大，常规的钢包砌筑结构已无法有效适用于硅镇静钢的冶炼。

经检索，中国专利公开号：CN 207076962 U；公开日：2018年03月09日；公开了一种钢包砌筑结构，包括钢壳底板、钢壳侧板，钢壳侧板上端设有钢水出口，钢壳底板上依次覆盖有包底永久层、包底工作层，钢壳侧板上依次覆盖有保温层、包壁永久层和包壁工作层，保温层、包壁永久层和包壁工作层的顶部使用铝浇注料填充密封，包壁工作层局部区域高于周围20mm，包底工作层的中心区域为冲击区，位于冲击区的包底工作层高于周围100mm。该申请案的钢包砌筑结构通过调整砌筑结构的成分及规格，提高了钢包内衬各部位材料寿命的同步性，提高了钢包使用寿命，但是针对硅镇静钢的冶炼环境，仍无法有效适用。

发明内容

为了解决上述技术问题至少之一，根据本发明的一方面，提供了一种钢包砌筑结构，包括：

保温层，其紧贴钢包壳内壁；

永久层，其形成于保温层内壁；

渣线区，其形成于钢包内上部渣线部位；

熔池区，其形成于钢包内下部熔池部位；

包底工作层，其形成于钢包内底部；

包沿区，其形成于钢包内上沿部位；

所述保温层采用高强度镁硅隔热板；所述永久层采用CA6基保温浇注料整体浇铸成型；所述渣线层采用镁碳砖砌筑；所述熔池区和包底工作层采用镁钙砖砌筑；所述包沿区采用镁碳砖砌筑。

根据本发明实施例的钢包砌筑结构，可选地，所述渣线区镁碳砖成分为：MgO96.8%，Al₂O₃ 0.3%，Fe₂O₃ 0.7%，CaO 1.1%，SiO₂ 0.9%，余量杂质。

根据本发明实施例的钢包砌筑结构，可选地，所述熔池区和包底工作层镁钙砖成分为：MgO 48.0%，Al₂O₃ 0.5%，Fe₂O₃ 0.8%，CaO 49.0%，SiO₂ 0.8%，余量杂质。

根据本发明实施例的钢包砌筑结构，可选地，包壁和永久层之间的空隙采用镁制干式料填充，包底的缝隙采用捣打料填缝。

根据本发明的另一方面，提供了一种钢包使用方法，方法如下：

一、上线前烘烤：新包上线前，升温至1000~1100℃，保温4~8小时；

二、使用：钢包渣碱度控制在1.7~2.0之间，单个钢包单日周转次数≥4.5炉。

根据本发明实施例的钢包使用方法，可选地，步骤一中，烘烤时的升温速率为100~110℃/h。

根据本发明实施例的钢包使用方法，可选地，步骤二使用过程中，若出现周转不连续的情况，根据停用时间不同采取如下措施：

a、停用时间≤12小时，钢包烘烤保温，烘烤温度不低于760℃；

b、12小时≤停用时间≤4天，钢包加盖缓慢冷却，冷却充分后，在钢包中放入新鲜石灰；

c、4天≤停用时间≤7天，钢包加盖缓慢冷却，冷却充分后，在钢包内衬均匀覆盖新鲜石灰，并在钢包包底放置新鲜石灰且使用陶瓷纤维将包盖缝隙和包底水口孔洞塞严存放。

根据本发明实施例的钢包使用方法，可选地，钢包停用结束后恢复使用前，按照100~110℃/h的升温速度将内衬温度升至1000~1100℃。

有益效果

（1）本发明的钢包砌筑结构，不同区域适应性的选用不同材质进行砌筑，保温层的保温效果好，力学强度高，永久层整体性能好，隔热效果好，且具有一定的抗钢水侵蚀性能，杜绝漏钢事故的发生，渣线区配合熔池区和包底工作层的选材，不仅具有良好的耐高温性和抗侵蚀性，而且能够净化钢水，尤其适用于硅镇静钢这种高品位洁净钢冶炼时选用；

（2）本发明的钢包砌筑结构，包壁和永久层之间的空隙采用镁制干式料填充，包底的缝隙采用捣打料填缝，具有很好的使用效果和很高的安全性；

（3）本发明的钢包使用方法，上线前合理的烘烤升温速率能避免水化或产品剥落情况发生，合理的烘烤保温时间能确保钢包使用寿命；

（4）本发明的钢包使用方法，控制单个钢包单日周转次数≥4.5炉，有利于提高砖衬的寿命，并且还可以为钢厂节省燃气消耗；

（5）本发明的钢包使用方法，根据停止使用时间的不同，采用不同的应对措施，能将停产对钢包寿命的影响降至最低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本发明的一些实施例，而非对本发明的限制。

图1示出了本发明的钢包砌筑结构半剖示意图；

附图标记：

1、保温层；2、永久层；3、渣线区；4、熔池区；5、包底工作层；6、包沿区。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本实施例的钢包砌筑结构，如图1所示，包括，

保温层1，其紧贴钢包壳内壁；

永久层2，其形成于保温层1内壁；

渣线区3，其形成于钢包内上部渣线部位；

熔池区4，其形成于钢包内下部熔池部位；

包底工作层5，其形成于钢包内底部；

包沿区6，其形成于钢包内上沿部位。

保温层1采用高强度镁硅隔热板，厚度10mm，紧贴包壁壳体，其主要作用是保温及防止钢包壳变形，相比于现有的钢包砌筑结构，本实施例的保温层具有如下优势：高温下保温层1本身的物理性能无明显变化；使用过程中，无水化、粉化现象，确保整个包衬系统的稳定性；具有更高的力学强度；减少钢水热损失，保证出钢温度。

永久层2采用CA6基保温浇注料整体浇注成型，相比于传统的砖砌永久层结构，本实施例的永久层整体性能好，而且具有一定的抗钢水侵蚀性能，能够保证钢包的安全使用，杜绝漏钢事故的发生；且采用CA6基保温浇注料相比于常规的浇注料，具有更好的隔热效果，能够显著的降低钢包外壳温度，节能降耗。

CA6基保温浇注料与常规浇注料导热系数对比如下：

CA6基保温浇注料化学指标和物理指标如下：

一、化学指标：Al₂O₃＞85%，CaO＜10%；

二、物理指标：

a、流动值：T0：127；T30：105；T60：107（32℃，70%RH）；

b、工作时间：1h（32℃，70%RH）

c、强度值：

8h抗折/耐压：6.9/37MPa；

110℃*24h抗折/耐压：13.4/83.4MPa；

1450℃*5h抗折/耐压：22.5/141.6MPa；

d、1450℃*5h高温线变化：+0.2%;

e、体积密度＞2.7g/cm3。

渣线区3采用镁碳砖砌筑，本实施例采用牌号为ANCARBON R F3T14-CN，砖型为MK9/8和MK9/30，砌筑厚度228.6mm，共砌筑10层。

更具体地说，渣线区3镁碳砖成分为：MgO 96.8%，Al₂O₃ 0.3%，Fe₂O₃ 0.7%，CaO1.1%，SiO₂ 0.9%，余量杂质，其残碳为14.0，其中残碳是依照EN ISO 12677标准，在1025℃/1877℉下灼烧后后测定的。

本实施例的渣线区3的选材结构耐侵蚀性能优异，具有优良耐冲击性能，原料本身含杂质少，能有效的降低了钢水中的杂质含量，尤其适用于LF炉和VD/VOD精炼。

熔池区4和包底工作层5均采用镁钙砖砌筑，其为白云石质产品，主要原料有烧结白云石和烧结镁砂，采用树脂结合。本实施例采用牌号为SINDOFORM MD1-CN，根据白云石砖的特性，砌筑过程中采用活包底砌筑方法，即先砌筑熔池后砌筑包底；砖型为MK8/8和MK8/30两种砖砌筑熔池，砌筑厚度为203.2mm，共砌筑25层；砖型为35/0、30/0/75、30/0、25/0砌筑包底，其中35/0砌筑在透气砖周围和冲击区，30/0/75和30/0砌筑在非冲击区，25/0砌筑在水口座砖周围。

更具体地说，熔池区4和包底工作层5镁钙砖成分为：MgO 48.0%，Al₂O₃ 0.5%，Fe₂O₃0.8%，CaO 49.0%，SiO₂ 0.8%，余量杂质，其残碳为6.0，其中残碳是依照EN ISO 12677标准，在1025℃/1877℉下灼烧后后测定的。

熔池区4和包底工作层5所采用的镁钙砖，以高纯度镁白云石为主要原料，杂质含量少，CaO含量高，熔池砖里面的CaO和钢水里面的SiO₂反应生成高熔点C₂S和C₃S熔渣，粘附在砖工作面形成保护膜，能够很好的保护砖受钢水冲刷和侵蚀，同时降低钢水里面的SiO₂含量，起到钢水净化的效果，不仅具有良好的耐高温性和抗侵蚀性，而且能够净化钢水，是生产高品位洁净钢首选耐材，适用于硅镇静钢的冶炼。

包沿区6采用镁碳砖，包沿区6的镁碳砖选用斜三角砖立砌，包沿砖高度为230mm，砌筑厚度为180mm，砌筑一层。

包沿区6一周上方覆盖设有浇注料保护压板，在浇注料保护压板与包沿区6镁碳砖之间，使用铝质浇注料捣实。

在永久层2与渣线区3、熔池区4的砖层之间，即永久层2与包壁之间留有空隙，空隙中用捣打料填缝，更具体地说，本实施例采用牌号为JEBCO RAM D1-CN捣打料，捣打成型后，能够很好的烧结成一体，具有很好的使用效果和很高的安全性。

如图1所示，图1中不同的填充图案代表钢包砌筑结构不同区域所采用的不同材料。

实施例2

本实施例的钢包砌筑结构，在砌筑时，永久层2采用的CA6基保温浇注料使用胎膜整体浇注成型，如果包沿区6包口的浇注料保护压板妨碍胎膜安装，可提前割掉，待永久层浇注完成脱胎后，再重新焊接上；永久层2浇铸好后需烘干后再进行渣线区3、熔池区4及包底工作层5的砖层砌筑；永久层2浇注后出现的破损地方采用捣打料捣实，不采用浇注料；砌筑时，保证砖体表面干净整洁，同时砖和永久层之间预留背缝10~20mm，用捣打料填实；包底砖与座砖之间或包底砖周边环缝控制在50~80mm，包底砌筑过程中，使用木楔子卡紧砖缝，防止砖衬松动。

钢包维护中，自然冷却即可，如果施工时间超过5天，则需加入石灰辅助吸潮，禁止水与镁钙产品接触，更换渣线砖，可以平滑过渡至新砖即可。

实施例3

本实施例的钢包使用方法，方法如下：

一、上线前烘烤：新包上线前，升温至1000~1100℃，保温4~8小时；

二、使用：钢包渣碱度控制在1.7~2.0之间，单个钢包单日周转次数≥4.5炉。

新包上线前，使用焦炉煤气或混合煤气烘烤钢包，在1000~1100℃保温时间以4~8小时为宜，小于4小时会造成预热不足，高于8小时会造成严重脱碳，都会影响使用寿命，进一步地，烘烤时的升温速率为100~110℃/h，升温速率过低易造成水化，升温速率过高易造成产品剥落。

钢包渣碱度过低，钢包渣呈酸性，加剧工作层侵蚀；钢包渣碱度过高，则降低渣的流动性，使渣变稠，影响部分钢种的脱硫效果，因此本实施例控制钢包渣碱度在1.7~2.0之间。

钢包上线使用过程中，即钢包周转中，钢包必须一直保持红热状态，单个钢包单日周转次数≥4.5炉，保持此节奏的炼钢有利于提高砖衬的寿命，并且还可以为钢厂节省燃气消耗。

如果出现周转不连续的情况，需要停止使用一段时间，根据停止使用时间不同，采取不同的措施：

a、停用时间≤12小时，钢包烘烤保温，烘烤温度不低于760℃，在恢复使用前2-4小时，按照100~110℃/h的升温速度将内衬温度升至1000~1100℃；

b、12小时≤停用时间≤4天，钢包加盖缓慢冷却，冷却充分后，在钢包中放入新鲜石灰，本实施例中放入一包200kg的新鲜石灰以吸收大气中的湿气，减缓材质水化反应；

c、4天≤停用时间≤7天，钢包加盖缓慢冷却，冷却充分后，在钢包内衬均匀覆盖新鲜石灰，并在钢包包底放置200kg新鲜石灰且使用陶瓷纤维将包盖缝隙和包底水口孔洞塞严存放。石灰必须在预热前或更换前在钢包垂直位置拿掉，钢包不得在预热前倾翻倒出碎屑，停用时钢包必须处于垂直位置。

本实施例的钢包可倾翻的最低温度为600℃，滑动水口和透气砖的维护、清洗工作需在高于此温度下进行；钢包包龄结束后，拆包在干燥状态下机械拆除。

本发明所述实例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种钢包砌筑结构，包括，

保温层，其紧贴钢包壳内壁；

永久层，其形成于保温层内壁；

渣线区，其形成于钢包内上部渣线部位；

熔池区，其形成于钢包内下部熔池部位；

包底工作层，其形成于钢包内底部；

包沿区，其形成于钢包内上沿部位；

其特征在于：

所述保温层采用高强度镁硅隔热板；所述永久层采用CA6基保温浇注料整体浇铸成型；所述渣线区采用镁碳砖砌筑；所述熔池区和包底工作层采用镁钙砖砌筑；所述包沿区采用镁碳砖砌筑；

所述渣线区镁碳砖成分为：MgO 96.8%，Al₂O₃ 0.3%，Fe₂O₃ 0.7%，CaO 1.1%，SiO₂ 0.9%，余量杂质；

所述熔池区和包底工作层镁钙砖成分为：MgO 48.0%，Al₂O₃ 0.5%，Fe₂O₃ 0.8%，CaO49.0%，SiO₂ 0.8%，余量杂质。

2.根据权利要求1所述的一种钢包砌筑结构，其特征在于：包壁和永久层之间的空隙采用镁制干式料填充，包底的缝隙采用捣打料填缝。

3.一种钢包使用方法，其特征在于，基于权利要求2所述的钢包砌筑结构，方法如下：

一、上线前烘烤：新包上线前，升温至1000~1100℃，保温4~8小时，升温速率为100~110℃/h；

二、使用：钢包渣碱度控制在1.7~2.0之间，单个钢包单日周转次数≥4.5炉；

若出现周转不连续的情况，根据停用时间不同采取如下措施：

a、停用时间≤12小时，钢包烘烤保温，烘烤温度不低于760℃；

b、12小时≤停用时间≤4天，钢包加盖缓慢冷却，冷却充分后，在钢包中放入新鲜石灰；

c、4天≤停用时间≤7天，钢包加盖缓慢冷却，冷却充分后，在钢包内衬均匀覆盖新鲜石灰，并在钢包包底放置新鲜石灰且使用陶瓷纤维将包盖缝隙和包底水口孔洞塞严存放。

4.根据权利要求3所述的一种钢包使用方法，其特征在于：钢包停用结束后恢复使用前，按照100~110℃/h的升温速度将内衬温度升至1000~1100℃。

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