本发明公开了一种钢包，根据钢包内部各区域的侵蚀机理和侵蚀速度不同，将包底工作层设置成冲击区和非冲击区，将包壁工作层设置成熔池区、熔池过渡区以及渣线区，据此调整包底工作层和包壁工作层的耐材规格，在侵蚀速度更快的区域增加耐材的厚度和高度，并形成侵蚀过渡带，使得侵蚀严重区域的侵蚀速度得到减缓的同时，侵蚀缓慢的区域也能间接得到保护，从而使钢包耐材整体的使用时间得到延长，进而有效提高钢包包龄。本发明还公开了该钢包的砌筑方法，采用该方法砌筑的钢包使用包龄可达48‑55炉，提升钢包包龄的同时也增加了钢包的周转周期，降低了砌筑成本。
1.一种钢包，包括包底和包壁，所述包底包括包底永久层和包底工作层，所述包壁包括保温层、包壁永久层以及包壁工作层，其特征在于，所述包底工作层包括冲击区和非冲击区，冲击区位于包底中部，非冲击区环绕在冲击区周围，冲击区的高度大于非冲击区的高度；所述包壁工作层包括自下向上依次设置的熔池区、熔池过渡区以及渣线区，所述熔池过渡区的厚度大于熔池区的厚度，渣线区的厚度大于等于熔池过渡区的厚度；所述渣线区包括渣线加强区和渣线缓冲区，所述渣线缓冲区位于渣线加强区的上下两端，渣线加强区的厚度大于渣线缓冲区的厚度；所述包壁永久层包括外侧永久层和内侧永久层，外侧永久层设置在靠保温层一侧，内侧永久层设置在靠包壁工作层一侧；所述内侧永久层的厚度大于外侧永久层的厚度；
（1）粘贴保温层：在全拆后的钢包内壁上粘贴10mm厚度的陶瓷隔热板作为保温层；
（2）浇筑包底永久层：在钢包底部，用刚玉质浇注料浇筑110mm厚度，形成包底永久层，并用浇注料找平；
（3）砌筑包壁永久层：包括采用高铝砖或者镁碳砖依次砌筑外侧永久层和内侧永久层：
（3.1）紧贴保温层外壁，由包底永久层向上，采用湿砌法以镁质火泥作为填缝剂，逐层错缝砌筑外侧永久层至包沿下方，砌筑外侧永久层时，在每一层的东西南北四个位置预先插入正反梯形的楔子，每个点两块，其中反梯形楔子预留一定高度，每一层砌筑完毕后，使用缓冲器垫好，用工具敲打反梯形楔子将砖挤紧并固定；
（3.2）紧贴砌筑好的外侧永久层，采用湿砌法以镁质火泥作为填缝剂由包底永久层向上逐层错缝砌筑内侧永久层至包沿下方，且内侧永久层与外侧永久层的砖与砖之间横竖砖缝错开砌筑，砌筑内侧永久层时，在每一层的东西南北四个位置预先插入正反梯形的楔子，每个点两块，其中反梯形楔子预留一定高度，每一层砌筑完毕后，使用缓冲器垫好，用工具敲打反梯形楔子将砖挤紧并固定；
（3.3）永久层砌筑完毕后，置入透气座砖和水口座砖并摆正，用刚玉质浇筑料将座砖与包底永久层之间间隙捣实，并用浇注料找平；
（4）砌筑包底工作层：在包底永久层上采用铝镁碳砖或者镁碳砖砌筑包底工作层，冲击区的砌筑高度为280～300mm，非冲击区的砌筑高度为190～200mm；砌筑时，在距离水口座砖
50mm处为基准，由中心向四周砌筑直至与包壁永久层的间隙≤50mm，用镁碳砖将间隙塞紧，并用刚玉质浇注料捣实；包底工作层与水口座砖以及透气座砖之间的间隙40～50mm，之间用刚玉质浇注料捣打密实；
（5）砌筑包壁工作层：砌筑前，将包壁永久层上粘连的厚度≥20mm的填缝料清理干净；
自下至上逐层错缝砌筑包壁工作层：砌筑时，采用镁铝碳砖或者镁碳砖砌筑熔池区和熔池过渡区，熔池区的砌筑厚度为200～210mm，熔池过渡区的砌筑厚度为210～220mm，采用高纯镁质原料添加高效防氧化剂并使用1000吨压砖机压制成型的镁碳砖砌筑渣线区，渣线缓冲区的砌筑厚度为220～230mm，渣线加强区的砌筑厚度为240～250mm；
具体的，从水口下方位置开始砌筑，砌筑时采用干砌法，由包底工作层向上并紧贴包壁永久层砌筑，包口位置采用镁碳砖材质的包口异型砖砌筑，镁碳砖间隙≤1.0毫米，包口异形砖间隙≤2.0毫米，且同一层砌筑过程使用相同材质砖型，相邻镁碳砖错差≤20毫米，镁碳砖边/角部缺损≤5毫米；
包口焊挡砖板，挡砖板根据钢包沿到包口异形砖之间距离选用合适挡砖板压紧包口异形砖，每块包口异形砖一个挡砖板。
一种钢包及其砌筑方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种冶金设备，具体涉及一种钢包及其砌筑方法。
背景技术
[0002] 随着冶金行业炉外精炼技术的不断发展，钢包承担的工作负荷越来越重。几乎所有的钢水炉外精炼过程都必须在钢包内完成。在快节奏的冶炼条件下，钢包工况的好坏对整条炼钢生产线都有举足轻重的影响。
[0003] 现有砌筑方法砌筑的钢包，使用寿命平均只有42炉至44炉，一次渣线使用平均24炉左右，渣线残余厚度平均只有66.15mm，二次渣线使用平均20.5炉，渣线平均残余厚度只有55.7mm，远远低于要求线。这种钢包只能满足较低的使用要求，有时在周转过程中会出现集中下线，钢包供应忽然紧张，使生产陷入被动的局面。
发明内容
[0004] 发明目的：为了克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种钢包，该钢包的使用包龄和周转周期都显著加长。
[0005] 本发明的另一目的是提供一种钢包的砌筑方法，该方法能够制造具有较长使用包龄和较长周转周期钢包。
[0006] 技术方案：本发明所述的一种钢包，包括包底和包壁，所述包底包括包底永久层和包底工作层，所述包壁包括保温层、包壁永久层以及包壁工作层，所述包底工作层包括冲击区和非冲击区，冲击区位于包底中部，非冲击区环绕在冲击区周围，冲击区的高度大于非冲击区的高度；所述包壁工作层包括自下向上依次设置的熔池区、熔池过渡区以及渣线区，所述熔池过渡区的厚度大于熔池区的厚度，渣线区的厚度大于等于熔池过渡区的厚度。
[0007] 其中，所述渣线区包括渣线加强区和渣线缓冲区，所述渣线缓冲区位于渣线加强区的上下两端，渣线加强区的侵蚀最为严重，所说渣线加强区的厚度大于渣线缓冲区的厚度；设置渣线缓冲区的砌筑厚度为220～230mm，渣线加强区的砌筑厚度为240～250mm。
[0008] 所述包壁工作层中各区域侵蚀机理存在较大差异，导致侵蚀速度不同，渣线区受热冲击、熔渣的化学侵蚀以及真空状态下各种物理化学反应的影响，侵蚀最为严重，侵蚀速度最快，而熔池过渡区和熔池区主要受使用时钢水的机械冲刷和使用中急冷急热的影响，相对逐渐减缓。所以，设置熔池区的砌筑厚度为200～210mm，熔池过渡区的砌筑厚度为210～220mm。
[0009] 而对于包底工作层，冲击区是直接承受钢水冲击的部位，而钢水对非冲击区的冲刷侵蚀则相对较弱，所以，满足延长包龄的技术要求的同时为了能够降低成本，设置冲击区的砌筑高度为280～300mm，非冲击区的砌筑高度为190～200mm。
[0010] 所述包壁永久层包括外侧永久层和内侧永久层，外侧永久层设置在靠保温层一侧，内侧永久层设置在靠包壁工作层一侧；所述内侧永久层的厚度大于外侧永久层的厚度。包壁永久层设置成两层，增加了坚固度，有效避免钢包贯穿，提高钢包的安全性；另外，由于内侧永久层比外侧永久层更靠钢包内部，弧度更大，并且越靠内部承受的静压越大，内侧永久层应该比中间永久层强度更大；所以为了满足强度和弧度的要求，设置内侧永久层的厚度大于外侧永久层的厚度。
[0011] 一种钢包的砌筑方法，包括以下步骤：
[0012] (1)粘贴保温层，在全拆后的钢包内壁上粘贴保温层；
[0013] (2)浇筑包底永久层，在钢包底部，用浇注料浇筑包底永久层；
[0014] (3)砌筑包壁永久层，包括依次砌筑外侧永久层和内侧永久层；
[0015] (4)砌筑包底工作层，在包底永久层上砌筑包底工作层，包底工作层包括冲击区和非冲击区，冲击区位于包底中部，非冲击区环绕在冲击区周围，冲击区的高度大于非冲击区的高度；
[0016] (5)砌筑包壁工作层，自下至上逐层错缝砌筑包壁工作层；包壁工作层包括自下至上依次排布的熔池区、熔池过渡区以及渣线区；所述熔池过渡区的厚度大于熔池区的厚度，渣线区的厚度大于等于熔池过渡区的厚度。
[0017] 有益效果：本发明根据钢包内部各区域的侵蚀机理和侵蚀速度不同，调整包底工作层和包壁工作层的耐材规格，在侵蚀速度更快的区域增加耐材的厚度和高度，并形成侵蚀过渡带，使得侵蚀严重区域的侵蚀速度得到减缓的同时，侵蚀缓慢的区域也能间接得到保护，从而使钢包耐材整体的使用时间得到延长，进而有效提高钢包包龄。本发明所述的钢包的砌筑方法，砌筑的钢包使用包龄可达48-55炉，提升钢包包龄的同时也增加了钢包的周转周期，降低了砌筑成本。
附图说明
[0018] 图1是本发明砌筑的钢包剖面结构示意图。
具体实施方式
[0019] 下面结合附图，以砌筑110吨钢包为例，对本发明的可实现方式做进一步说明。
[0020] 如图1，先粘贴保温层2，在全拆后的钢包100内，紧贴内壁用粘结剂粘贴保温层2，用小锤等工具均匀敲打保温层2，使其与内壁紧密结合。相比较硅酸盐类隔热板而言，保温层2选用陶瓷隔热板的保温效果更好，保温层2厚度控制在10mm，即陶瓷隔热板厚10mm。
[0021] 再在钢包底部浇筑包底永久层1，因为刚玉质浇注料凝固后耐高温强度大，能够显著提高包底的安全性，所以采用刚玉质浇注料浇筑包底永久层1，包底永久层的浇筑厚度为110mm，并用浇注料找平。
[0022] 然后砌筑包壁永久层，包壁永久层包括外侧永久层3和内侧永久层4。外侧永久层3和内侧永久层4采用高铝砖或者镁碳砖材质，其中镁碳砖的效果更佳，但是考虑成本，本实施例中采用高铝砖作为包壁永久层的砌筑材料。先砌筑外侧永久层3，紧贴保温层2外壁，由包底永久层1向上，采用湿砌法以镁质火泥作为填缝剂，逐层错缝砌筑外侧永久层3至包沿下方，每一层砌筑完毕后，用工具敲打将砖挤紧并固定；具体操作时，可以在每层的东西南北四个位置预先插入正反梯形的楔子，每个点两块，其中倒梯形楔子预留一定高度，待每层砌筑完毕时，使用缓冲器垫好，并用大锤击打将每层砖挤紧并固定，以此类推逐层砌筑至包沿下方，外侧永久层3的砌筑厚度为30mm，即高铝砖厚30mm。内侧永久层4厚度要求50mm，所以采用厚度50mm高铝砖砌筑，紧贴砌筑好的外侧永久层3，采用湿砌法以镁质火泥作为填缝剂由包底永久层1向上逐层错缝砌筑；砌筑时，内侧永久层4与外侧永久层3的砖与砖之间横竖砖缝错开砌筑；每层砌筑完毕后，用工具敲打将砖挤紧并固定；具体的操作同样是在每层的东西南北四个位置预先插入正反梯形的楔子，每个点两块，其中倒梯形楔子预留一定高度，待每层砌筑完毕后，使用缓冲器垫好，并用大锤击打将该层高铝砖挤紧并固定，依次类推，逐层向上砌筑至包沿下方。
[0023] 永久层砌筑完毕后，置入透气座砖和水口座砖并摆正，用刚玉质浇筑料将座砖与包底永久层1之间间隙捣实，并用浇注料找平，然后开始砌筑工作层。
[0024] 先砌筑包底工作层，包底工作层采用铝镁碳砖或者镁碳砖砌筑，砌筑高度为190～300mm；包底工作层包括非冲击区5和位于包底中部的冲击区6，非冲击区5环绕在冲击区6的周围。因为钢水的直接冲刷，冲击区6的侵蚀速度远远大于非冲击区5的侵蚀速度，所以设置冲击区6的砌筑高度大于非冲击区6的砌筑高度，冲击区的砌筑高度为280～300mm，非冲击区的砌筑高度为190～200mm。具体操作时，在距离水口座砖50mm处为基准，由中心向四周砌筑直至包壁永久层，并且与包壁永久层的间隙≤50mm，用镁碳砖将间隙塞紧，并用刚玉质浇注料捣实。包底工作层与水口座砖以及透气砖之间的间隙要求40～50mm，之间用刚玉质浇注料捣打密实。
[0025] 再砌筑包壁工作层，砌筑前，将包壁永久层上粘连的厚度≥20mm的填缝料清理干净。包壁工作层的砌筑厚度为200～250mm。包壁工作层包括自下至上依次排布的熔池区7、熔池过渡区8和渣线区；渣线区为钢液表面熔渣区域，砌筑时根据钢包体积及盛容钢水的体积综合确定；熔池区7和熔池过渡区8采用镁铝碳砖或者镁碳砖砌筑，考虑成本需要，本例中采用镁铝碳砖砌筑；熔池区7的砌筑厚度为200～210mm，熔池过渡区8的砌筑厚度为210～220mm，且熔池过渡区8的厚度大于熔池区7的厚度。渣线区由于受到热冲击、熔渣的化学侵蚀以及真空状态下各种物理化学反应的影响，为包壁工作层侵蚀速度最快的区域，特别是钢水液面的附近尤为严重，所以渣线区采用耐侵蚀性能最佳的镁碳砖砌筑。镁碳砖采用高纯镁质原料添加高效防氧化剂，使用1000吨压砖机压制成型，从而使其耐蚀损和抗冲刷性能更强，能有效抵御钢渣侵蚀。并且砌筑时，将渣线区分为钢水液面附近的渣线加强区10，以及渣线加强区10上下两端的渣线缓冲区9，渣线加强区10的砌筑厚度大于渣线缓冲区9的砌筑厚度，设置渣线缓冲区9的砌筑厚度为220～230mm，渣线加强区10的砌筑厚度为240～
250mm。具体操作时，从水口下方位置开始砌筑，砌筑时采用干砌法，由包底工作层向上并紧贴包壁永久层砌筑。选取符合设计规格的镁铝碳砖自下向上逐层砌筑熔池区7和熔池过渡区8；再用符合规格的镁碳砖向上逐层砌筑渣线区；包口位置采用镁碳砖材质的包口异型砖砌筑。工作层砌筑要求：镁炭砖间隙≤1.0毫米，包口异形砖间隙≤2.0毫米。且同一层砌筑过程使用相同材质砖型，相邻镁炭砖错差≤20毫米，镁炭砖边/角部缺损≤5毫米。
[0026] 然后在包口焊挡砖板，挡砖板根据钢包沿到包口异形砖之间距离选用合适挡砖板压紧包口异形砖，每块包口异形砖一个挡砖板。
[0027] 对于非全新钢包更换渣线时，亦即二次渣线的钢包，只需重新砌筑渣线区，此时渣线缓冲区9的砌筑厚度为178～210mm，渣线加强区10的砌筑厚度为220～230mm。
[0028] 以上述方法砌筑三个钢包L1～L3，每个钢包工作层的砌筑厚度不同，并对比钢包L4，各钢包的技术指标如表1：
[0029] 表1不同砌筑厚度的钢包技术指标
[0030]
[0031] 由上表可见，本发明的钢包使用包龄可达48-55炉，平均包龄为51炉左右，相比现有技术使用包龄显著增加。另外，根据L1～L3与L4的对比，可以看出，将侵蚀速度较慢的部位的砌筑厚度适当减小，仍旧能保障钢包的使用包龄。所以根据侵蚀速度的不同，依照本发明的砌筑方法调整各区域的耐材规格，既能保证钢包包龄，也能有效降低砌筑成本。
