一种铁水包工作衬及其制备方法

摘要

本发明涉及一种铁水包工作衬及其制备方法，属于钢铁冶金铁水包工艺技术领域，其特征在于，包底工作衬由三层结构组成，自下而上依次为包底工作衬平砌耐火砖（7）、包底工作衬立砌耐火砖（6）、包底工作衬浇注料（11）；包壁下部的铁流冲击区工作衬耐火砖（5）比包壁上部工作衬耐火砖（3）加厚20～30mm；在包壁上部工作衬耐火砖（3）、包壁下部铁流冲击区工作衬耐火砖（5）的外表面涂抹包壁涂抹料层（4），在铁水包包沿压板（9）上部涂抹包沿涂抹料层（10）。采用本发明同比提高铁水包工作衬使用寿命300～400炉次，同比降低铁水包耐材成本30%以上。

权利要求

1.一种铁水包工作衬，铁水包工作衬安装于铁水包包壳（1），包壁永久衬（2）和包底永久衬（12）之内，包括包底工作衬平砌耐火砖（7）、包底工作衬立砌耐火砖（6）、包底工作衬浇注料（11）、包壁下部铁流冲击区工作衬耐火砖（5）、包壁上部工作衬耐火砖（3）和包壁涂抹料层（4）；其特征在于，在包底永久衬（12）上部自下而上依次为包底工作衬平砌耐火砖（7）、包底工作衬立砌耐火砖（6）和包底工作衬浇注料（11），包底工作衬立砌耐火砖（6）周边与包壁永久衬（2）之间的空隙（8）采用浇注料填实；在包壁永久衬（2）的内侧上部为包壁上部工作衬耐火砖（3）、下部为包壁下部铁流冲击区工作衬耐火砖（5），包壁涂抹料层（4）涂抹在包壁上部工作衬耐火砖（3）、包壁下部铁流冲击区工作衬耐火砖（5）的外表面；所述铁水包工作衬，其包壁下部的铁流冲击区工作衬耐火砖（5）比包壁上部工作衬耐火砖（3）加厚20～30mm； 所述包底工作衬平砌耐火砖（7）、包底工作衬立砌耐火砖（6）、包壁上部工作衬耐火砖（3）、包壁下部铁流冲击区工作衬耐火砖（5），均采用铝碳化硅质不烧砖或铝碳化硅锆质不烧砖砌筑； 所述铝碳化硅质不烧砖，是以刚玉、铝矾土、石墨、碳化硅为主要原料，以酚醛树脂为结合剂，经低温烘烤而成的不烧制品，按重量百分比，其Al2O3含量为68～71%，C含量为11～

16%，SiC含量为5.6～6.5%，SiO2含量为2.2～6.5%，Fe2O3含量为0.2～1.2%，TiO2含量为2.5～3.5%，CaO含量≤0.25%，MgO含量≤0.25%，K2O含量≤0.2%，Na2O含量≤0.2%，3

其显气孔率为3.0～8.0%，体积密度为2.95～3.05g/cm，常温耐压强度为50～55MPa，荷重软化温度为1600～1630℃；

所述铝碳化硅锆质不烧砖，是以锆刚玉、铝矾土、石墨、碳化硅为主要原料，以酚醛树脂为结合剂，经低温烘烤而成的不烧制品，按重量百分比，其Al2O3+ZrO2含量为71～81%，C含量为11～15%，SiC含量为2.6～6.2%，SiO2含量为3.0～6.4%，Fe2O3含量为0.2～1.2%，TiO2含量为1.5～3.5%，CaO含量≤0.25%，MgO含量≤0.25%，K2O含量≤0.2%，Na2O含3

量≤0.2%，其显气孔率为6～7.5%，体积密度为2.97～3.12g/cm，常温耐压强度为45～

55MPa，荷重软化温度为1600～1630℃。

2.如权利要求1所述的铁水包工作衬，其特征在于，所述铁水包工作衬还包括包沿压板（9）,包沿压板（9）位于铁水包包壳（1）上部；包沿压板（9）上部涂抹包沿涂抹料层（10）。

3.如权利要求2所述的铁水包工作衬，其特征在于，包底工作衬平砌耐火砖（7）厚度d为80～120mm，包底工作衬立砌耐火砖（6）厚度c为230mm～300mm，包底工作衬浇注料（11）厚度m为60～120mm； 包壁上部工作衬耐火砖（3）厚度a为120～140mm，包壁下部铁流冲击区工作衬耐火砖（5）厚度b为140～170mm； 包壁涂抹料层（4）厚度e为15～30mm；

包沿涂抹料层（10）厚度k为100～200mm；

包壁下部铁流冲击区工作衬耐火砖（5）高度H为800～1200mm。

4.如权利要求3所述的铁水包工作衬，其特征在于，包沿压板（9）压住包壁上部工作衬（3）的宽度L为（1/2～2/3）a；所述包底工作衬立砌耐火砖（6）的周边与包壁永久衬（2）之间的空隙宽度n≤60mm。

5.如权利要求1所述的铁水包工作衬，其特征在于，所述用于包底工作衬浇注料（11），按重量百分比由下述材料组成：15mm≦粒度<10mm的一级高铝矾土8～12%，5mm≦粒度<10mm的一级高铝矾土16～20%，3mm≦粒度<5mm的一级高铝矾土8～12%，1mm≦粒度<3mm的一级高铝矾土12～15%，0.083mm<粒度<1mm的一级高铝矾土6～8%，0.074mm<粒度≦0.083mm的特级高铝矾土细粉8～12%，0.083mm<粒度<1mm的碳化硅10～12%，粒度≦0.047mm a-Al2O3微粉5.0～6.0%，粒度≦0.047mm的硅微粉5.0～6.0%，粒度≦0.165mm的金属铝粉3.0～4.5%，纯铝酸钙水泥3.0～4.5%，耐热钢纤维1.5～2.5%； 所述一级高铝矾土，按重量百分比，其Al2O3含量为85～87.9%，SiO2含量为8～13%，Fe2O3含量为0.70～1.20%，TiO2含量为2.5～3.5%，CaO含量为0.15～0.65%，MgO含量为

0.10～0.25%，K2O含量为0.10～0.20%，Na2O含量为0.02～0.08%，其体积密度为3.00～-3

3.14g.cm ，吸水率≤5%，上述各成分之和为100％；

所述特级高铝矾土，按重量百分比，其Al2O3含量为88～92%，SiO2含量为2～8%，Fe2O3含量为0.8～1.1%，TiO2含量为1.0～3.5%，CaO含量为0.1～0.3%，MgO含量为0.1～

0.20%，K2O含量为0.05～0.12%，Na2O含量为0.01～0.06%，，上述各成分之和为100％；其-3体积密度为3.15～3.20g.cm ，吸水率≤4%。

6.如权利要求2或3所述的铁水包工作衬，其特征在于，所述包壁涂抹料层（4）和包沿涂抹料层（10），均按重量百分比由下述材料组成：1mm≦粒度<3mm的焦宝石15～25%，

0.083mm<粒度<1mm的焦宝石15～25%，1mm≦粒度<3mm的一级高铝矾土10～20%，

0.083mm<粒度<1mm的一级高铝矾土6～20%，0.083mm<粒度<1mm的碳化硅6～10%，粒度≦0.074mm的烧结莫来石细粉7～12%，粒度≦0.074mm的特级高铝矾土细粉5～10%，粒度≦0.047mm的硅微粉1.5～3.0%，纯铝酸钙水泥0.5～2.5%，三聚磷酸钠1.3～4.0%，木质素磺酸钙0.1～0.5%，耐火纤维0.1～0.5%。

7.一种如权利要求6所述的铁水包工作衬的制备方法，包括以下步骤：

1）物料制备：将包底工作衬浇注料（11）按所述的物料配比称量后，加入混料机内干搅

5～10分钟，搅拌均匀后，装袋备用；将包壁涂抹料层（4）按所述的配比称量后，加入混料机内搅匀，干搅5～10分钟，搅拌均匀后，装袋备用；

2）包底工作衬施工，在包底永久衬（12）上部，将铝碳化硅质不烧砖或铝碳化硅锆质不烧砖，先平砌耐火砖（7），其厚度d为80～120mm，再立砌砖（6），以包底的中心依次向外周砌筑，其厚度c为230～300mm，平砌、立砌砖缝均≤1.0mm，最后在立砌砖的周边与 包壁之间的周边空隙（8），采用包底工作衬浇注料填实：将步骤1）制备的包底工作衬浇注料，加入混料机内，干混1～2分钟后，加入4～5%的水混匀后，放入到周边空隙内，采用插入式振动棒振动成型，排出浇注料内气泡直至浇注料充分密实，表面平整，自然养生4～8小时；

3）包壁下部铁流冲击区工作衬耐火砖（5）施工，将铝碳化硅质不烧砖或铝碳化硅锆质不烧砖采用平砌方法，由下而上砌筑，平砌砖缝≤1.0mm，其厚度b为140～170mm，其高度H为800～1200mm；

4）包壁上部工作衬耐火砖（3）施工，同上述步骤2），其厚度a为120～140mm；

5）包底工作衬浇注料（11）施工，将步骤1）制备的包底工作衬浇注料，加入混料机内，干混1～2分钟后，加入5～6%的水混匀，然后放入到铁水包工作衬砖（7）的上部，采用插入式振动棒振动成型，排出浇注料内气泡直至浇注料充分密实，表面平整，并保证包底工作衬浇注料（11）的厚度m为60～120mm，自然养生12～24小时；

6）包壁涂抹料层（4）施工，将步骤1）制备的包壁涂抹料，加入混料机内，干混1～2分钟后，加入涂抹料总重12～15%的水，搅拌4～6分钟，搅拌均匀，采用抹子自下而上均匀涂抹在包壁下部铁流冲击区工作衬耐火砖（5）、包壁上部工作衬耐火砖（3）的外表面，其厚度e为15～30mm，自然养生12～24小时；

7）包沿涂抹料层（10）施工，同上述步骤6），其厚度k为100～200mm，自然养生12～

24小时，铁水包工作衬制备完成。

说明书

一种铁水包工作衬及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种铁水包工作衬及其制备方法，属于钢铁冶金铁水包工艺技术领域。

背景技术

[0002] 铁水包是为炼钢装运铁水的容器，其内衬一般包括永久衬和工作衬。目前铁水包工作衬主要有两种：一种是浇注料整体浇注，一种采用高铝砖或粘土砖砌筑。近年来，铝碳化硅质不烧砖因具有抗侵蚀、不挂渣、热稳定性好及较高的性价比，在国内大中型铁水包工作衬上逐步推广应用。但铝碳化硅质不烧砖在实际应用中出现新的共性技术问题：（1）铝碳化硅质不烧砖抗氧化性能差，尤其在烘烤过程中，铝碳化硅质不烧砖的表面氧化较重；（2）铝碳化硅质不烧砖砖缝渗铁问题；（3）受铁水注流冲刷的铁水包包底及包壁下部工作衬，损毁速率大，局部冲刷、侵蚀重，与其它部位的工作衬寿命不同步；（4）铁水包包沿粘渣处理困难，易损坏包沿部位的工作衬砖，被迫下线修砌，影响了铁水包工作衬的使用寿命和周转使用，并增加了铁水包耐材成本。

[0003] CN102259184A公开了一种铁水包工作衬砖砌筑结构。从铁水包倒水口对侧所在位置点至包底开口面的垂线，或从铁水包倒水口侧所在位置点至包底开口面的垂线，以上述任一垂线和所砌筑环砖所在圆弧的交点为基准点，将上述任一基准点和基准点所在环砖圆弧的圆心连线为基准线；紧挨任一基准线左右对称砌筑有五块砖，且五块砖的配合角度达到最佳状态。但未涉及铁水包的综合砌筑工艺。

发明内容

[0004] 本发明的目的是，针对背景技术中出现的共性技术问题，提供一种铁水包工作衬及其制备方法，改进铁水包工作衬结构与制备方法，解决铝碳化硅质不烧砖的表面氧化、砖缝渗铁、工作衬局部侵蚀重等共性技术问题，采用本发明同比提高铁水包工作衬使用寿命300～400炉次，同比降低铁水包耐材成本30%以上。

[0005] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

[0006] 一种铁水包工作衬，铁水包工作衬安装于铁水包包壳（1），包壁永久衬（2）和包底永久衬（12）之内，包括包底工作衬平砌耐火砖（7）、包底工作衬立砌耐火砖（6）、包底工作衬浇注料（11）、包壁下部铁流冲击区工作衬耐火砖（5）、包壁上部工作衬耐火砖（3）和包壁涂抹料（4）；其特征在于，在包底永久衬（12）上部自下而上依次为包底工作衬平砌耐火砖（7）、包底工作衬立砌耐火砖（6）和包底工作衬浇注料（11），包底工作衬立砌耐火砖（6）周边与包壁永久衬（2）之间的空隙（8）采用浇注料填实；在包壁永久衬（2）的内侧上部为包壁上部工作衬耐火砖（3）、下部为包壁下部铁流冲击区工作衬耐火砖（5），包壁涂抹料层（4）涂抹在包壁上部工作衬耐火砖（3）、包壁下部铁流冲击区工作衬耐火砖（5）的外表面。

[0007] 铁水包包壳（1）内壁铺设包壁永久衬（2），铁水包包壳（1）底部铺设包底永久衬（12）。

[0008] 优选的，所述铁水包工作衬还包括包沿压板（9）,包沿压板（9）位于铁水包包壳（1）上部；包沿压板（9）上部涂抹包沿涂抹料层（10）。

[0009] 优选的，所述铁水包工作衬，其包壁下部的铁流冲击区工作衬耐火砖（5）比包壁上部工作衬耐火砖（3）加厚20～30mm。

[0010] 优选的，包底工作衬平砌耐火砖（7）厚度d为80～120mm，包底工作衬立砌耐火砖（6）厚度c为230～300mm，包底工作衬浇注料（11）厚度m为60～120mm。

[0011] 优选的，包壁上部工作衬耐火砖（3）厚度a为120～140mm，包壁下部铁流冲击区工作衬耐火砖（5）厚度b为140～170mm。

[0012] 优选的，包壁涂抹料层（4）厚度e为15～30mm。

[0013] 优选的，包沿涂抹料层（10）厚度k为100～200mm。

[0014] 优选的，包壁下部铁流冲击区工作衬（5）高度H为800～1200mm。

[0015] 优选的，包沿压板（9）压住包壁上部工作衬（3）的宽度L为（1/2～2/3）a。a为包壁上部工作衬耐火砖（3）厚度。

[0016] 所述包底工作衬立砌耐火砖（6）的周边与包壁永久衬（2）之间的空隙宽度n≤60mm。

[0017] 所述包底工作衬平砌耐火砖（7）、包底工作衬立砌耐火砖（6）、包壁上部工作衬耐火砖（3）、包壁下部铁流冲击区工作衬耐火砖（5），均采用铝碳化硅质不烧砖或铝碳化硅锆质不烧砖砌筑。

[0018] 优选的，所述铝碳化硅质不烧砖，是以刚玉、铝矾土、石墨、碳化硅为主要原料，以酚醛树脂为结合剂，经低温烘烤而成的不烧制品，按重量百分比，其Al2O3含量为68～71%，C含量为11～16%，SiC含量为5.6～6.5%，SiO2含量为2.2～6.5%，Fe2O3含量为0.2～1.2%，TiO2含量为2.5～3.5%，CaO含量≤0.25%，MgO含量≤0.25%，K2O含量≤0.2%，Na2O
3
含量≤0.2%，其显气孔率为3.0～8.0%，体积密度为2.95～3.05g/cm，常温耐压强度为
50～55MPa，荷重软化温度为1600～1630℃。

[0019] 显气孔率又称开口气孔率，是耐火制品中开口气孔的体积与制品总体积的百分比。

[0020] 荷重软化温度，又称荷重变形温度，简称荷重软化点。表征耐火材料在恒定荷重下，对高温和荷重同时起作用的抵抗能力，也表征耐火材料呈现明显塑性变形的软化温度范围，是工程应用中一项重要的高温机械性能指标。

[0021] 优选的，所述铝碳化硅锆质不烧砖，是以锆刚玉、铝矾土、石墨、碳化硅为主要原料，以酚醛树脂为结合剂，经低温烘烤而成的不烧制品，按重量百分比，其Al2O3+ZrO2含量为71～81%，C含量为11～15%，SiC含量为2.6～6.2%，SiO2含量为3.0～6.4%，Fe2O3含量为0.2～1.2%，TiO2含量为1.5～3.5%，CaO含量≤0.25%，MgO含量≤0.25%，K2O含量
3
≤0.2%，Na2O含量≤0.2%，其显气孔率为6～7.5%，体积密度为2.97～3.12g/cm，常温耐压强度为45～55MPa，荷重软化温度为1600～1630℃。

[0022] 所述用于包底工作衬浇注料（11），按重量百分比由下述材料组成：15mm≦粒度<10mm的一级高铝矾土8~12%，5mm≦粒度<10mm的一级高铝矾土16~20%，3mm≦粒度<5mm的一级高铝矾土8~12%，1mm≦粒度<3mm的一级高铝矾土12~15%，0.083mm<粒度<1mm的一级高铝矾土6~8%，0.074mm<粒度≦0.083mm的特级高铝矾土细粉8~12%，0.083mm<粒度<1mm的碳化硅10~12%，粒度≦0.047mm a-Al2O3微粉5.0~6.0%，粒度≦0.047mm的硅微粉5.0~6.0%，粒度≦0.165mm的金属铝粉3.0~4.5%，纯铝酸钙水泥3.0~4.5%，耐热钢纤维1.5～2.5%。

[0023] 所述一级高铝矾土，按重量百分比，其Al2O3含量为85~87.9%，SiO2含量为8~13%，Fe2O3含量为0.70~1.20%，TiO2含量为2.5~3.5%，CaO含量为0.15~0.65%，MgO含量为0.10~0.25%，K2O含量为0.10~0.20%，Na2O含量为0.02~0.08%，其体积密度为3.00~3.14g.-3
cm ，吸水率≤5%。优选的，所述一级高铝矾土，按重量百分比，其Al2O3含量为83.7%，SiO2含量为11.2%，Fe2O3含量为1.09%，TiO2含量为2.95%，CaO含量为0.61%，MgO含量为0.21%，-3
K2O含量为0.18%，Na2O含量为0.06%，其体积密度为3.10g.cm ，吸水率≤5%。

[0024] 所述特级高铝矾土，按重量百分比，其Al2O3含量为88~92%，SiO2含量为2~8%，Fe2O3含量为0.8~1.1%，TiO2含量为1.0~3.5%，CaO含量为0.1~0.3%，MgO含量为0.1~0.20%，K2O-3含量为0.05~0.12%，Na2O含量为0.01~0.06%，其体积密度为3.15~3.20g.cm ，吸水率≤4%。
优选的，所述特级高铝矾土，按重量百分比，其Al2O3含量为88.4%，SiO2含量为6.5%，Fe2O3含量为1.10%，TiO2含量为3.5%，CaO含量为0.24%，MgO含量为0.15%，K2O含量为0.09%，-3
Na2O含量为0.02%，其体积密度为3.15g.cm ，吸水率≤4%。

[0025] 所述碳化硅，俗称金刚砂，一般用硅石和焦炭混合后通电反应制成的，其SiC含量≥94%。

[0026] 所述硅微粉,俗称硅灰，是生产金属硅或硅铁合金的副产品，硅灰中SiO2含量≥92%，粒度小于5μm，且粒度小于2μm的占80～85％。

[0027] 所述耐热钢纤维，是用含铬镍等合金元素的耐热钢生产的，其规格为截面0.2mm×1.0mm，长度有20mm、25mm、30mm和35mm，可选牌号为330、310、304、446、430的其中一种。

[0028] 优选的，所述纯铝酸钙水泥牌号为CA-70。

[0029] 优选的，所述用于包底工作衬浇注料（11），按重量百分比由下述材料组成：15mm≦粒度<10mm的一级高铝矾土8%，5mm≦粒度<10mm的一级高铝矾土16%，3mm≦粒度<5mm的一级高铝矾土12%，1mm≦粒度<3mm的一级高铝矾土12%，0.083mm<粒度<1mm的一级高铝矾土8%，0.074mm<粒度≦0.083mm的特级高铝矾土细粉12%，0.083mm<粒度<1mm的碳化硅12%，粒度≦0.047mm a-Al2O3微粉5.0%，粒度≦0.047mm的硅微粉5.0%，粒度≦0.165mm的金属铝粉3.0%，纯铝酸钙水泥4.5%，耐热钢纤维2.5%。

[0030] 所述用于包壁上部工作衬耐火砖（3）、包壁下部铁流冲击区工作衬耐火砖（5）外表面的包壁涂抹料（4）和用于铁水包包沿压板（9）上部的包沿涂抹料（10），均按重量百分比由下述材料组成：1mm≦粒度<3mm的焦宝石15～25%，0.083mm<粒度<1mm的焦宝石15～25%，1mm≦粒度<3mm的一级高铝矾土10～20%，0.083mm<粒度<1mm的一级高铝矾土6～
20%，0.083mm<粒度<1mm的碳化硅6～10%，粒度≦0.074mm的烧结莫来石细粉7～12%，粒度≦0.074mm的特级高铝矾土细粉5～10%，粒度≦0.047mm的硅微粉1.5～3.0%，纯铝酸钙水泥0.5～2.5%，三聚磷酸钠1.3～4.0%，木质素磺酸钙0.1～0.5%，耐火纤维0.1～
0.5%。

[0031] 所述焦宝石，按重量百分比，其Al2O3含量为44～50%，SiO2含量为48～54%，Fe2O3含量为1.0～1.5%，K2O、Na2O及其它杂质含量为0.5～1.5%，其体积密度为2.45～2.58g.-3cm ，吸水率5～6%，耐火度为1690～1750℃。

[0032] 所述烧结莫来石，按重量百分比，其Al2O3含量为66.7～73.2%，SiO2含量为21.9～27.9%，Fe2O3含量为0.60～1.68%，K2O、Na2O及其它杂质含量为2.0～5.0%，其-3
体积密度为2.84～2.91g.cm ，显气孔率为0.85～2.91%，吸水率0.3～1.0%，耐火度＞
1790℃。

[0033] 所述耐火纤维由聚丙烯纤维经改性制成，具有分散性好、无烧结、无并丝、残留少、使用效果佳等特点，是各种不定型耐火材料上佳的防爆裂添加剂，特别是高强快干不定型耐火材料。长度L=6mm相量直径D=0.048mm熔点165～175℃。

[0034] 优选的，所述用于包壁上部工作衬耐火砖（3）、包壁下部铁流冲击区工作衬（5）耐火砖外表面的包壁涂抹料（4）和用于铁水包包沿压板（9）上部的包沿涂抹料（10），均按重量百分比由下述材料组成：1mm≦粒度<3mm的焦宝石25%，0.083mm<粒度<1mm的焦宝石15%，1mm≦粒度<3mm的一级高铝矾土10%，0.083mm<粒度<1mm的一级高铝矾土20%，0.083mm<粒度<1mm的碳化硅6%，粒度≦0.074mm的烧结莫来石细粉7%，粒度≦0.074mm的特级高铝矾土细粉10%，粒度≦0.047mm的硅微粉1.5%，纯铝酸钙水泥0.5%，三聚磷酸钠
4.0%，木质素磺酸钙0.5%，耐火纤维0.5%。

[0035] 本发明还提供铁水包工作衬的制备方法，包括以下步骤：

[0036] 1）物料制备：将包底工作衬浇注料（11）按所述的物料配比称量后，加入混料机内干搅5～10分钟，搅拌均匀后，装袋备用；将包壁涂抹料按所述的配比称量后，加入混料机内搅匀，干搅5～10分钟，搅拌均匀后，装袋备用；

[0037] 2）包底工作衬施工，在包底永久衬（12）上部，将铝碳化硅质不烧砖或铝碳化硅锆质不烧砖，先平砌砖（7），其厚度d为80～120mm，再立砌砖（6），以包底的中心依次向外周砌筑，其厚度c为230～300mm，平砌、立砌砖缝均≤1.0mm，最后在立砌砖的周边与包壁之间的周边空隙（8），采用包底工作衬浇注料填实：将步骤1）制备的包底工作衬浇注料，加入混料机内，干混1～2分钟后，加入4～5%的水混匀后，放入到周边空隙内，采用插入式振动棒振动成型，排出浇注料内气泡直至浇注料充分密实，表面平整，自然养生4～8小时；

[0038] 3）包壁下部铁流冲击区工作衬耐火砖（5）施工，将铝碳化硅质不烧砖或铝碳化硅锆质不烧砖采用平砌方法，由下而向砌筑，平砌砖缝≤1.0mm，其厚度b为140～170mm，其高度H为800～1200mm；

[0039] 4）包壁上部工作衬耐火砖（3）施工，同上述步骤2），其厚度a为120～140mm；

[0040] 5）包底工作衬浇注料（11）施工，将步骤1）制备的包底工作衬浇注料，加入混料机内，干混1～2分钟后，加入5～6%的水混匀，然后放入到铁水包工作衬砖（7）的上部，采用插入式振动棒振动成型，排出浇注料内气泡直至浇注料充分密实，表面平整，并保证包底工作衬浇注料（11）的厚度m为60～120mm，自然养生12～24小时；

[0041] 6）包壁涂抹料层（4）施工，将将步骤1）制备的包壁涂抹料，加入混料机内，干混1～2分钟后，加入涂抹料总重12~15%的水，搅拌4~6分钟，搅拌均匀，采用抹子自下而上均匀涂抹在包壁下部铁流冲击区工作衬耐火砖（5）、包壁上部工作衬耐火砖（3）的外表面，其厚度e为15～30mm，自然养生12～24小时；

[0042] 7）包沿涂抹料层（10）施工，同上述步骤6），其厚度k为100～200mm，自然养生12～24小时，铁水包工作衬制备完成。

[0043] 本发明具有以下优点：

[0044] 1）在包壁工作衬砖外表面涂抹一层涂抹料和在包底工作衬砖上面增加一层浇注料，在烘烤过程中，作为一层保护层，解决铝碳化硅锆质不烧砖的表面氧化问题；在铁水包投入使用时，减轻了高温铁水（1250～1350℃）对碳化硅锆质不烧砖（表面温度650～750℃）“热振”作用的侵蚀；在使用初期，可在砖的表面形成粘稠性的玻璃体，能够有效地覆盖在砖的表面及砖缝内，解决了砖缝渗铁问题。

[0045] 2）本发明根据工作衬的损毁机理和侵蚀速率不同设计的工作衬结构，解决了工作衬局部侵蚀重的技术难题，实现了工作衬各部位的使用寿命同步。

[0046] 3）本发明同比提高铁水包工作衬使用寿命300～400炉次，同比降低铁水包耐材成本30%以上。

[0047] 本发明在莱芜钢铁集团银山型钢有限公司炼钢厂130t铁水包上成功应用，应用效果好：铁水包工作衬使用寿命平均由640炉次提高到1050炉次，同比提高410炉次，同比降低铁水包耐材成本36%。

附图说明

[0048] 图1为本发明铁水包内衬结构示意图。

[0049] 其中，1-铁水包包壳，2-包壁永久衬，3-包壁上部工作衬耐火砖，4-包壁涂抹料层，5-包壁下部铁流冲击区工作衬耐火砖，6-包底工作衬立砌耐火砖，7-包底工作衬平砌耐火砖，8-包底工作衬立砌耐火砖周边与包壁永久衬之间的空隙，9-包沿压板，10-包沿涂抹料层，11-包底工作衬浇注料，12-包底永久衬。

具体实施方式

[0050] 以下实施例是对发明的制备工艺进一步说明，但本发明并不局限于此。

[0051] 实施例1：

[0052] 如图1所示，一种铁水包工作衬，铁水包工作衬安装于铁水包包壳1，包壁永久衬2和包底永久衬12之内，铁水包工作衬铁水包包壳1内壁铺设包壁永久衬2，铁水包包壳1底部铺设包底永久衬12。包括包底工作衬平砌耐火砖7、包底工作衬立砌耐火砖6、包底工作衬浇注料11、包壁下部铁流冲击区工作衬耐火砖5、包壁上部工作衬耐火砖3和包壁涂抹料4；其特征在于，在包底永久衬12上部自下而上依次为包底工作衬平砌耐火砖7、包底工作衬立砌耐火砖6和包底工作衬浇注料11，包底工作衬立砌耐火砖6周边与包壁永久衬2之间的空隙8采用浇注料填实；在包壁永久衬2的内侧上部为包壁上部工作衬耐火砖3、下部为包壁下部铁流冲击区工作衬耐火砖5，包壁涂抹料层4涂抹在包壁上部工作衬耐火砖3、包壁下部铁流冲击区工作衬耐火砖5的外表面。

[0053] 所述铁水包工作衬，其包壁下部的铁流冲击区工作衬耐火砖5比包壁上部工作衬耐火砖3加厚20mm。

[0054] 所述包底工作衬平砌耐火砖7厚度d为80mm，包底工作衬立砌耐火砖6厚度c为230mm，包底工作衬浇注料11厚度m为120mm。包底工作衬浇注料（11）厚度m为120mm。

[0055] 所述包壁上部工作衬耐火砖3厚度a为120mm，包壁下部铁流冲击区工作衬耐火砖5厚度b为140mm。

[0056] 所述包壁涂抹料层4厚度e为30mm。

[0057] 所述包沿涂抹料层10厚度k为100mm。

[0058] 所述包壁下部铁流冲击区工作衬5高度H为800mm。

[0059] 所述包沿压板9压住包壁上部工作衬3宽度L为2/3a，即80mm。

[0060] 所述包底工作衬立砌耐火砖6的周边与包壁永久衬2之间的空隙宽度n≤60mm。

[0061] 所述的包壁上部工作衬耐火砖3、包壁下部铁流冲击区工作衬耐火砖5、包底工作衬立砌耐火砖6、包底工作衬7，均采用铝碳化硅质不烧砖砌筑。

[0062] 所述铝碳化硅质不烧砖，是以刚玉、铝矾土、石墨、碳化硅为主要原料，以酚醛树脂为结合剂，经低温烘烤而成的不烧制品，按重量百分比，其Al2O3含量为71%，C含量为14.5%，SiC含量为6.2%，SiO2含量为4.3%，Fe2O3含量为0.3%，TiO2含量为3.5%，CaO+MgO+K2O+Na2O3
含量为0.2%，其显气孔率为7.0%，体积密度为3.05g/cm，常温耐压强度为50MPa，荷重软化温度为1600℃。

[0063] 所述用于包底工作衬浇注料11，按重量百分比由下述材料组成：15mm≦粒度<10mm的一级高铝矾土8%，5mm≦粒度<10mm的一级高铝矾土16%，3mm≦粒度<5mm的一级高铝矾土12%，1mm≦粒度<3mm的一级高铝矾土12%，0.083mm<粒度<1mm的一级高铝矾土8%，0.074mm<粒度≦0.083mm的特级高铝矾土细粉12%，0.083mm<粒度<1mm的碳化硅12%，粒度≦0.047mm a-Al2O3微粉5.0%，粒度≦0.047mm的硅微粉5.0%，粒度≦0.165mm的金属铝粉3.0%，纯铝酸钙水泥4.5%，耐热钢纤维2.5%。

[0064] 所述一级高铝矾土，按重量百分比，其Al2O3含量为83.7%，SiO2含量为11.2%，Fe2O3含量为1.09%，TiO2含量为2.95%，CaO含量为0.61%，MgO含量为0.21%，K2O含量为0.18%，-3Na2O含量为0.06%，其体积密度为3.10g.cm ，吸水率≤5%。

[0065] 所述特级高铝矾土，按重量百分比，其Al2O3含量为88.4%，SiO2含量为6.5%，Fe2O3含量为1.10%，TiO2含量为3.5%，CaO含量为0.24%，MgO含量为0.15%，K2O含量为0.09%，-3Na2O含量为0.02%，其体积密度为3.15g.cm ，吸水率≤4%。

[0066] 所述碳化硅，俗称金刚砂，一般用硅石和焦炭混合后通电反应制成的，其SiC含量≥94%。

[0067] 所述硅微粉,俗称硅灰，是生产金属硅或硅铁合金的副产品，硅灰中SiO2含量≥92%，粒度小于5μm，且粒度小于2μm的占80～85％。

[0068] 所述耐热钢纤维，是用含铬镍等合金元素的耐热钢生产的，其规格为截面0.2mm×1.0mm，长度有20mm、25mm、30mm和35mm，可选牌号为330、310、304、446、430的其中一种。

[0069] 优选的，所述纯铝酸钙水泥牌号为CA-70。

[0070] 所述用于包壁上部工作衬耐火砖3、包壁下部铁流冲击区工作衬耐火砖5外表面的包壁涂抹料4和用于铁水包包沿压板9上部的包沿涂抹料10，均按重量百分比由下述材料组成：1mm≦粒度<3mm的焦宝石25%，0.083mm<粒度<1mm的焦宝石15%，1mm≦粒度<3mm的一级高铝矾土10%，0.083mm<粒度<1mm的一级高铝矾土20%，0.083mm<粒度<1mm的碳化硅6%，粒度≦0.074mm的烧结莫来石细粉7%，粒度≦0.074mm的特级高铝矾土细粉10%，粒度≦0.047mm的硅微粉1.5%，纯铝酸钙水泥0.5%，三聚磷酸钠4.0%，木质素磺酸钙0.5%，耐火纤维0.5%。

[0071] 所述焦宝石，选用二级焦宝石，按重量百分比，其Al2O3含量为44.2%，SiO2含量为-353.6%，Fe2O3含量为1.4%，K2O、Na2O及其它杂质含量为0.8%，其体积密度为2.45g.cm ，吸水率6%，耐火度为1690℃。

[0072] 所述烧结莫来石，选用牌号M65，按重量百分比，其Al2O3含量为66.7%，SiO2含量-3为27.9%，Fe2O3含量为1.68%，K2O、Na2O及其它杂质含量为3.72%，体积密度为2.84g.cm ，显气孔率为0.85%，吸水率0.30%，耐火度＞1790℃。

[0073] 所述耐火纤维由聚丙烯纤维经改性制成，具有分散性好、无烧结、无并丝、残留少、使用效果佳等特点，是各种不定型耐火材料上佳的防爆裂添加剂，特别是高强快干不定型耐火材料。长度L=6mm相量直径D=0.048mm熔点165～175℃。

[0074] 本发明还提供铁水包工作衬的制备方法，包括以下步骤：

[0075] 1）物料制备：将包底工作衬浇注料11按所述的物料配比称量后，加入混料机内干搅5分钟，搅拌均匀后，装袋备用；将包壁涂抹料按所述的配比称量后，加入混料机内搅匀，干搅5分钟，搅拌均匀后，装袋备用；

[0076] 2）包底工作衬施工，在包底永久衬12上部，将铝碳化硅锆质不烧砖，先平砌砖7，其厚度d为80mm，再立砌砖6，以包底的中心依次向外周砌筑，其厚度c为230mm，平砌、立砌砖缝均≤1.0mm，最后在立砌砖的周边与包壁之间的周边空隙8采用包底工作衬浇注料填实：将步骤1）制备的包底工作衬浇注料，加入混料机内，干混2分钟后，加入4%的水混匀后，放入到周边空隙内，采用插入式振动棒振动成型，排出浇注料内气泡直至浇注料充分密实，表面平整，自然养生4小时；

[0077] 3）包壁下部铁流冲击区工作衬耐火砖5施工，将铝碳化硅质不烧砖或铝碳化硅锆质不烧砖采用平砌方法，由下而向砌筑，平砌砖缝≤1.0mm，其厚度b为140mm，其高度H为800mm；

[0078] 4）包壁上部工作衬耐火砖3施工，同上述步骤2），其厚度a为120mm；

[0079] 5）包底工作衬浇注料11施工，将步骤1）制备的包底工作衬浇注料，加入混料机内，干混2分钟后，加入5%的水混匀，然后放入到铁水包工作衬砖7的上部，采用插入式振动棒振动成型，排出浇注料内气泡直至浇注料充分密实，表面平整，并保证包底工作衬浇注料11的厚度m为120mm，自然养生24小时；

[0080] 6）包壁涂抹料层4施工，将将步骤1）制备的包壁涂抹料，加入混料机内，干混1～2分钟后，加入涂抹料总重12%的水，搅拌4分钟，搅拌均匀，采用抹子自下而上均匀涂抹在包壁下部铁流冲击区工作衬耐火砖5、包壁上部工作衬耐火砖3的外表面，其厚度e为
30mm，自然养生24小时；

[0081] 7）包沿涂抹料层10施工，同上述步骤6），其厚度k为100mm，自然养生12小时，铁水包工作衬制备完成。

[0082] 实施例2

[0083] 其他同实施例1，不同之处在于：

[0084] 所述铁水包工作衬还包括包沿压板9,包沿压板9位于铁水包包壳1上部；包沿压板（9）上部涂抹包沿涂抹料层10。

[0085] 所述铁水包工作衬，其包壁下部的铁流冲击区工作衬耐火砖5比包壁上部工作衬耐火砖3加厚30mm。

[0086] 所述包底工作衬平砌耐火砖7厚度d为120mm，包底工作衬立砌耐火砖6厚度c为300mm，包底工作衬浇注料11厚度m为60mm。

[0087] 所述包壁上部工作衬耐火砖3厚度a为140mm，包壁下部铁流冲击区工作衬耐火砖5厚度b为170mm。

[0088] 所述包壁涂抹料层4厚度e为15mm。

[0089] 所述包沿涂抹料层10厚度k为200mm。

[0090] 所述包壁下部铁流冲击区工作衬5高度H为1200mm。

[0091] 所述包沿压板9压住包壁上部工作衬3宽度L为1/2a，即70mm。

[0092] 所述包壁上部工作衬3、包壁下部铁流冲击区工作衬5、包底工作衬立砌耐火砖6、包底工作衬7均采用铝碳化硅锆质不烧砖砌筑。

[0093] 所述铝碳化硅锆质不烧砖，是以锆刚玉、铝矾土、石墨、碳化硅为主要原料，以酚醛树脂为结合剂，经低温烘烤而成的不烧制品，按重量百分比，其Al2O3+ZrO2含量为71.5%，C含量为11.5%，SiC含量为6%，SiO2含量为6.4%，Fe2O3含量为0.9%，TiO2含量为3.5%，3
CaO+MgO+K2O+Na2O含量为0.2%，其显气孔率为6.5%，体积密度为2.97g/cm，常温耐压强度为55MPa，荷重软化温度为1630℃。

[0094] 所述用于包底工作衬浇注料11，按重量百分比由下述材料组成：15mm≦粒度<10mm的一级高铝矾土12%，5mm≦粒度<10mm的一级高铝矾土20%，3mm≦粒度<5mm的一级高铝矾土8%，1mm≦粒度<3mm的一级高铝矾土15%，0.083mm<粒度<1mm的一级高铝矾土6%，0.074mm<粒度≦0.083mm的特级高铝矾土细粉8%，0.083mm<粒度<1mm的碳化硅10%，粒度≦0.047mm a-Al2O3微粉6.0%，粒度≦0.047mm的硅微粉6.0%，粒度≦0.165mm的金属铝粉4.5%，纯铝酸钙水泥3.0%，耐热钢纤维1.5%。

[0095] 所述用于包壁上部工作衬耐火砖3、包壁下部铁流冲击区工作衬耐火砖5外表面的包壁涂抹料4和用于铁水包包沿压板9上部的包沿涂抹料10，均按重量百分比由下述材料组成：1mm≦粒度<3mm的焦宝石15%，0.083mm<粒度<1mm的焦宝石25%，1mm≦粒度<3mm的一级高铝矾土20%，0.083mm<粒度<1mm的一级高铝矾土6%，0.083mm<粒度<1mm的碳化硅10%，粒度≦0.074mm的烧结莫来石细粉12%，粒度≦0.074mm的特级高铝矾土细粉5%，粒度≦0.047mm的硅微粉3.0%，纯铝酸钙水泥2.5%，三聚磷酸钠1.3%，木质素磺酸钙0.1%，耐火纤维0.1%。

[0096] 所述焦宝石，选用特级焦宝石，按重量百分比，其Al2O3含量为47.7%，SiO2含量为-350.8%，Fe2O3含量为1.0%，K2O、Na2O及其它杂质含量为0.5%，其体积密度为2.58g.cm ，吸水率5%，耐火度1750℃。

[0097] 所述烧结莫来石，选用牌号M73，按重量百分比，其Al2O3含量为73.2%，SiO2含量为-321.9%，Fe2O3含量为1.25%，K2O、Na2O及其它杂质含量为3.65%，其体积密度为2.91g.cm ，显气孔率为2.91%，吸水率1.0%，耐火度＞1790℃。

[0098] 铁水包工作衬的制备方法，包括以下步骤：

[0099] 1）物料制备：将包底工作衬浇注料11按所述的物料配比称量后，加入混料机内干搅10分钟，搅拌均匀后，装袋备用；将包壁涂抹料按所述的配比称量后，加入混料机内搅匀，干搅10分钟，搅拌均匀后，装袋备用；

[0100] 2）包底工作衬施工，在包底永久衬12上部，将铝碳化硅质不烧砖，先平砌砖7，其厚度d为120mm，再立砌砖6，以包底的中心依次向外周砌筑，其厚度c为300mm，平砌、立砌砖缝均≤1.0mm，最后在立砌砖的周边与包壁之间的周边空隙8，采用包底工作衬浇注料填实：将步骤1）制备的包底工作衬浇注料，加入混料机内，干混1分钟后，加入5%的水混匀后，放入到周边空隙内，采用插入式振动棒振动成型，排出浇注料内气泡直至浇注料充分密实，表面平整，自然养生8小时；

[0101] 3）包壁下部铁流冲击区工作衬耐火砖5施工，将铝碳化硅质不烧砖或铝碳化硅锆质不烧砖采用平砌方法，由下而向砌筑，平砌砖缝≤1.0mm，其厚度b为170mm，其高度H为1200mm；

[0102] 4）包壁上部工作衬耐火砖3施工，同上述步骤2），其厚度a为140mm；

[0103] 5）包底工作衬浇注料11施工，将步骤1）制备的包底工作衬浇注料，加入混料机内，干混2分钟后，加入6%的水混匀，然后放入到铁水包工作衬砖7的上部，采用插入式振动棒振动成型，排出浇注料内气泡直至浇注料充分密实，表面平整，并保证包底工作衬浇注料11的厚度m为60mm，自然养生12小时；

[0104] 6）包壁涂抹料层4施工，将将步骤1）制备的包壁涂抹料，加入混料机内，干混2分钟后，加入涂抹料总重15%的水，搅拌6分钟，搅拌均匀，采用抹子自下而上均匀涂抹在包壁下部铁流冲击区工作衬耐火砖5、包壁上部工作衬耐火砖3的外表面，其厚度e为15mm，自然养生12小时；

[0105] 7）包沿涂抹料层10施工，同上述步骤6），其厚度k为200mm，自然养生24小时，铁水包工作衬制备完成。

[0106] 实施例3

[0107] 其他同实施例1，不同之处在于：

[0108] 所述铁水包工作衬，其包壁下部的铁流冲击区工作衬耐火砖5比包壁上部工作衬耐火砖3加厚25mm。

[0109] 包底工作衬平砌耐火砖7厚度d为100mm，包底工作衬立砌耐火砖6厚度c为280mm，包底工作衬浇注料11厚度m为90mm。

[0110] 包壁上部工作衬耐火砖3厚度a为130mm，包壁下部铁流冲击区工作衬耐火砖5厚度b为155mm。

[0111] 包壁涂抹料层4厚度e为20mm

[0112] 包沿涂抹料层10厚度k为150mm。

[0113] 包壁下部铁流冲击区工作衬5高度H为1000mm。

[0114] 包沿压板9压住包壁上部工作衬的宽度L为80mm。

[0115] 所述包底工作衬立砌耐火砖6的周边与包壁永久衬2之间的空隙宽度n≤60mm。

[0116] 所述铝碳化硅质不烧砖，是以刚玉、铝矾土、石墨、碳化硅为主要原料，以酚醛树脂为结合剂，经低温烘烤而成的不烧制品，按重量百分比，其Al2O3含量为69.1%，C含量为14%，SiC含量为6.5%，SiO2含量为6.5%，Fe2O3含量为1.2%，TiO2含量为2.5%，CaO+MgO+K2O+Na2O3
含量为0.2%，其显气孔率为5.0%，体积密度为2.95g/cm，常温耐压强度为55MPa，荷重软化温度为1630℃。

[0117] 所述用于包底工作衬浇注料11，按重量百分比由下述材料组成：15mm≦粒度<10mm的一级高铝矾土10%，5mm≦粒度<10mm的一级高铝矾土18%，3mm≦粒度<5mm的一级高铝矾土10%，1mm≦粒度<3mm的一级高铝矾土13%，0.083mm<粒度<1mm的一级高铝矾土7%，0.074mm<粒度≦0.083mm的特级高铝矾土细粉10%，0.083mm<粒度<1mm的碳化硅11%，粒度≦0.047mm a-Al2O3微粉5.5%，粒度≦0.047mm的硅微粉5.5%，粒度≦0.165mm的金属铝粉4.0%，纯铝酸钙水泥4.0%，耐热钢纤维2.0%。

[0118] 铁水包工作衬的制备方法，包括以下步骤：

[0119] 1）物料制备：将包底工作衬浇注料11按所述的物料配比称量后，加入混料机内干搅7分钟，搅拌均匀后，装袋备用；将包壁涂抹料按所述的配比称量后，加入混料机内搅匀，干搅7分钟，搅拌均匀后，装袋备用；

[0120] 2）包底工作衬施工，在包底永久衬12上部，将铝碳化硅质不烧砖或铝碳化硅锆质不烧砖，先平砌砖7，其厚度d为100mm，再立砌砖6，以包底的中心依次向外周砌筑，其厚度c为280mm，平砌、立砌砖缝均≤1.0mm，最后在立砌砖的周边与包壁之间的周边空隙8，采用包底工作衬浇注料填实：将步骤1）制备的包底工作衬浇注料，加入混料机内，干混1～2分钟后，加入4%的水混匀后，放入到周边空隙内，采用插入式振动棒振动成型，排出浇注料内气泡直至浇注料充分密实，表面平整，自然养生6小时；

[0121] 3）包壁下部铁流冲击区工作衬耐火砖5施工，将铝碳化硅质不烧砖采用平砌方法，由下而向砌筑，平砌砖缝≤1.0mm，其厚度b为155mm，其高度H为1000mm；

[0122] 4）包壁上部工作衬耐火砖3施工，同上述步骤2），其厚度a为130mm；

[0123] 5）包底工作衬浇注料11施工，将步骤1）制备的包底工作衬浇注料，加入混料机内，干混2分钟后，加入6%的水混匀，然后放入到铁水包工作衬砖7的上部，采用插入式振动棒振动成型，排出浇注料内气泡直至浇注料充分密实，表面平整，并保证包底工作衬浇注料11的厚度m为90mm，自然养生18小时；

[0124] 6）包壁涂抹料层4施工，将将步骤1）制备的包壁涂抹料，加入混料机内，干混1分钟后，加入涂抹料总重13%的水，搅拌5分钟，搅拌均匀，采用抹子自下而上均匀涂抹在包壁下部铁流冲击区工作衬耐火砖5、包壁上部工作衬耐火砖3的外表面，其厚度e为22mm，自然养生18小时；

[0125] 7）包沿涂抹料层10施工，同上述步骤6），其厚度k为150mm，自然养生18小时，铁水包工作衬制备完成。

[0126] 实施例4

[0127] 其他同实施例2，不同之处在于：

[0128] 所述铝碳化硅锆质不烧砖，是以锆刚玉、铝矾土、石墨、碳化硅为主要原料，以酚醛树脂为结合剂，经低温烘烤而成的不烧制品，按重量百分比，其Al2O3+ZrO2含量为73.6%，C含量为13.2%，SiC含量为5%，SiO2含量为5.4%，Fe2O3含量为0.2%，TiO2含量为2.5%，3
CaO+MgO+K2O+Na2O含量为0.1%，其显气孔率为6.4%，体积密度为3.12g/cm，常温耐压强度为45MPa，荷重软化温度为1600℃。