改进型高寿命低耗材冶炼钢包制造技术

本实用新型专利技术公开了一种改进型高寿命低耗材冶炼钢包，包括钢包壳体，钢包壳体内壁砌筑有永久层，永久层内壁浇注有循环型工作层，循环型工作层内壁砌筑有消耗型工作层。其中，所述永久层由与循环型工作层相连的内侧永久层和与钢包壳体相连的外侧永久层组合而成，所述内侧永久层由高温高强隔热块砌筑而成，所述外侧永久层由交错设置的高温高强隔热块和低导热率隔热块砌筑而成。上述方案可在保证钢包保温性能的同时大幅提高其整体强度，有效降低钢包外侧永久层的工作温度，确保低导热率隔热块的工作温度低于其最高工作温度；通过上述方法砌筑的冶炼钢包永久层显著提高包壁的使用安全性能和隔热保温性能，延长了永久层的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种改进型高寿命低耗材冶炼钢包，包括钢包壳体，钢包壳体内壁砌筑有永久层，永久层内壁浇注有循环型工作层，循环型工作层内壁砌筑有消耗型工作层。其中，所述永久层由与循环型工作层相连的内侧永久层和与钢包壳体相连的外侧永久层组合而成，所述内侧永久层由高温高强隔热块砌筑而成，所述外侧永久层由交错设置的高温高强隔热块和低导热率隔热块砌筑而成。上述方案可在保证钢包保温性能的同时大幅提高其整体强度，有效降低钢包外侧永久层的工作温度，确保低导热率隔热块的工作温度低于其最高工作温度；通过上述方法砌筑的冶炼钢包永久层显著提高包壁的使用安全性能和隔热保温性能，延长了永久层的使用寿命。【专利说明】改进型高寿命低耗材冶炼钢包
本技术涉及对中国专利技术专利申请公布号为CN103464735A中所记载的冶炼钢包的优化设计，具体地指一种改进型高寿命低耗材冶炼钢包。
技术介绍
传统冶炼钢包内衬用耐火结构主要分为两层，即永久层和工作层，永久层通常不与钢水直接接触，厚度约为80?150mm，其主要作用是隔热保温，防止钢包温度下降过快；此外，特殊情况下工作层因意外损毁将造成永久层直接与钢水接触，所以在正常冶炼工况下，还要求永久层能承受I?2炉次钢水的侵蚀与冲刷；工作层与钢水直接接触，厚度约为150?240mm。为实现钢包冶炼的功能，需要工作层具有良好的抵抗钢水与钢渣的侵蚀与冲刷性能。 目前，国内钢厂80%以上大中型钢包的工作层均采用砖制品砌筑而成。在特殊情况下，如LF、RH等炉外精炼过程中，由于冶炼温度较高、冲刷和侵蚀更为严重等恶劣使用条件出现时，工作层消耗过快，永久层的安全性得不到保障。因此，在工作层消耗到一定程度时钢包就要停止使用，更换工作层，以保障永久层及钢包的使用安全。实际操作中，工作层剩余残砖厚度在50?70mm时钢包结束使用，即为一个包役。工作层残砖在每个包役结束钢包大修时均以废旧耐火材料形式丢弃。据统计，我国每年丢弃的钢包工作层残砖高达百万吨以上，造成极大的资源浪费。 为了解决上述问题，本 申请人:在公布号为CN103464735A的专利技术专利申请说明书中，提出了一种高寿命低耗材冶炼钢包，其将传统冶炼钢包的工作层设计成两层复合结构，由浇注的循环型工作层和砌筑的消耗型工作层组合而成。这样，较好地解决了工作层残砖资源浪费的难题，大幅降低了冶炼每吨钢水所需耐火材料的消耗量，有效延长了钢包的使用寿命，降低了钢包运行成本。但是，上述技术方案并未过多地考虑冶炼钢包永久层所起的作用，因此它仍然有继续优化设计的必要。 冶炼钢包永久层用耐火材料理论上不仅需要有优良的抗侵蚀性能和较高的安全性能，而且更要具有良好的保温性能，但是以现有工艺制作出同时满足上述三点使用要求的永久层较为困难。如永久层常用的高铝矾土砖具有优良的抗侵蚀性能和较高的安全性能，但是其保温性能较差；而具有良好保温性能的保温毡或隔热板，其抗侵蚀性能和安全性能又较差。 近年来，国内外冶炼钢包的永久层采用的耐火材料主要包括以下两个类型: 其一，以粘土砖、高铝矾土砖、矾土水泥浇注料等材质为主，其材料体积密度大，虽然具有优良的抗侵蚀性能和较高的使用温度，但其导热系数较大，保温性能较差。 其二，以纤维板或纤维毡等材质为主，虽然其体积密度小，导热系数低，但是在使用过程中易结晶粉化，强度较低，且不耐高温；也有以轻质浇注料或纳米微孔隔热材料为主的，其体积密度小，导热系数低，但其使用温度和强度均较低，故其安全性能较差。 如何充分利用现有的耐火材料设计或构造出耐压强度高、抗侵蚀性能好、且保温效果佳的冶炼钢包永久层，一直是本领域技术人员试图攻克的难题。
技术实现思路
本技术的目的就是要对上述冶炼钢包进行改良设计，提供一种改进型高寿命低耗材冶炼钢包，使其不仅具有优良的抗侵蚀性能和较高的安全性能，而且更具有优良的保温性能，从而进一步增加其使用周期，降低材料消耗。 为实现上述目的，本技术所设计的改进型高寿命低耗材冶炼钢包，包括钢包壳体，所述钢包壳体内壁砌筑有永久层，所述永久层内壁浇注有循环型工作层，所述循环型工作层内壁砌筑有消耗型工作层，其特殊之处在于:所述永久层由与循环型工作层相连的内侧永久层和与钢包壳体相连的外侧永久层组合而成，所述内侧永久层由高温高强隔热块砌筑而成，所述外侧永久层由交错设置的高温高强隔热块和低导热率隔热块砌筑而成。 作为优选方案之一，所述外侧永久层中的高温高强隔热块自上而下沿钢包壳体内壁周向间隔布置有多圈，同一圈中相间隔的高温高强隔热块之间布置多块低导热率隔热块，相邻两圈中的高温高强隔热块错位布置。这样，高温高强隔热块和低导热率隔热块构成类似“桥梁结构”，以高温高强隔热块作为“桥墩”支撑在内侧永久层与钢包壳体之间，而低导热率隔热块作为“桥面”，保证永久层的保温性能。 进一步地，所述外侧永久层中的高温高强隔热块自上而下沿钢包壳体内壁周向间隔布置有8?14圈，同一圈中两块高温高强隔热块之间布置3?5块低导热率隔热块。这样，既可达到永久层的强度要求又可保证永久层的保温性能。 作为优选方案之二，所述外侧永久层中的高温高强隔热块自上而下沿钢包壳体内壁布置呈网格结构，所述网格结构的空腔中填充多块低导热率隔热块。这样，高温高强隔热块和低导热率隔热块构成类似“井字结构”，高温高强隔热块构成支撑骨架设置在内侧永久层与钢包壳体之间，而多块低导热率隔热块构成保温面，最大限度保证永久层的保温性能。 进一步地，所述网格结构的空腔呈矩形或菱形，其内填充3?5块低导热率隔热块。这样，可以兼顾永久层的强度性能以及保温性能。 进一步地，所述高温高强隔热块是耐压强度5?20Mpa、体积密度0.6?1.5g/cm3、800°C导热率0.20?0.50ff/mk的隔热块；所述低导热率隔热块是耐压强度0.10?0.50Mpa、体积密度0.2?0.5g/cm3、800°C导热率0.04?0.15ff/mk的隔热块；所述内侧永久层的厚度为5?50mm ;所述外侧永久层的厚度为5?30mm。这样,通过上述性能参数的优化设计，可以用较薄的设计厚度实现永久层最优的结构强度性能以及保温性能。 本技术的优点在于:采用上述方案，充分发挥了低导热率隔热块良好保温性能和高温高强隔热块高强度耐侵蚀耐高温的优点；由于利用高温高强隔热块为支撑骨架，可以在保证永久层保温性能的同时大幅提高保温层整体强度，兼顾了钢包永久层保温性能和强度要求，进而防止由于低导热率隔热材料强度过低而造成保温层垮塌的不足。内侧永久层采用高温高强隔热块可有效降低外侧永久层工作温度，确保低导热率隔热块的工作温度低于其最高工作温度。通过上述方法砌筑的冶炼钢包永久层显著提高了包壁的使用安全性能和隔热保温性能，延长了永久层的使用寿命，从而进一步增加其使用周期，降低材料消耗。 【专利附图】【附图说明】 图1为一种改进型闻寿命低耗材冶炼钢包的结构不意图。 图2为图1中A-A剖视结构示意图。 图3为图1中外侧永久层的展开结构示意图。 图4为另一种改进型闻寿命低耗材冶炼钢包的结构不意图。 图5为图4中B-B剖视结构示意图。 图6为图4中外侧永久层的展开结构示意图。 图中:钢包壳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改进型高寿命低耗材冶炼钢包，包括钢包壳体(1)，所述钢包壳体(1)内壁砌筑有永久层(2)，所述永久层(2)内壁浇注有循环型工作层(3)，所述循环型工作层(3)内壁砌筑有消耗型工作层(4)，其特征在于：所述永久层(2)由与循环型工作层(3)相连的内侧永久层(21)和与钢包壳体(1)相连的外侧永久层(22)组合而成，所述内侧永久层(21)由高温高强隔热块(22a)砌筑而成，所述外侧永久层(22)由交错设置的高温高强隔热块(22a)和低导热率隔热块(22b)砌筑而成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：洪学勤，田先明，周辉，雷中兴，易碧辉，刘良兵，刘华胜，王志强，
申请(专利权)人：武汉钢铁集团公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42