本发明涉及炼钢厂钢水盛放及浇注用钢水罐，具体涉及一种无压盖板的钢水罐罐沿砌筑结构及施工方法。
技术背景
钢水罐是在炼钢过程中盛放钢水，用于精炼或铸钢的容器。它具有盛放、精炼、转运、保温等功能。冶炼好的钢水均盛放于钢水罐中，运送到相应的工位，根据需要或直接用于浇注或经过精炼后再进行浇注；形成胚料，然后再加工成各种钢材。
钢水罐在盛放钢水或精炼过程中，罐体耐火材料受到高温、重力冲击、化学侵蚀、温度急剧变化所产生的内应力作用、材料受热后膨胀等一系列作用的交叉影响，因此钢水罐衬体耐火材料极易损坏。特别是钢水罐罐沿用的耐火材料，由于其所处的位置及施工和使用的要求决定了其更易损坏。
钢水罐的罐沿砌筑结构是处于钢水罐的最上部，主要用于保护钢水罐上部完整，为了避免因高温影响，其罐壁的耐火材料会产生膨胀，一般会在罐沿设置压盖板压住罐壁耐火材料，以减少胀缝带来的对安全使用的影响。其罐沿的砌筑施工通常是用耐火砖将罐壁工作层砌到距罐沿一定高度，与在罐沿焊接的罐沿板与耐火砖之间填充散状耐火材料而形成，其砌筑结构见图3 所示。
现有的罐沿施工方法并不能很好地满足使用要求，其存在的主要缺陷如下：(1)由于设置了盖板，需要在砖与压盖板之间布耐火材料，会给施工带来不便且施工质量不易控制；(2)在使用过程中因要时常用“挂钩”清理罐沿挂戴的钢渣，罐沿极易损坏；(3)由于压盖钢板是直接与出钢时带来的钢渣接触的，故压盖板易受损，压盖效果不是很好；(4)砖与散状耐火材料、砖与砖之间易产生环型缝——造成渗钢，给安全带来不利影响。
技术实现要素：
为了解决上述施工及使用过程中的不足，本发明提供一种无压盖板的钢水罐罐沿砌筑结构及施工方法，该钢水罐罐沿砌筑结构不设置压盖钢板，其浇筑料直接浇筑在罐沿砖上，浇筑方便，并在罐沿设置一圈锚固件能够起到压盖的作用来压制材料的膨胀，而且不会与钢液直接接触，其耐用性强，可以提高使用效果，增大安全系数。
本发明针对对现有技术的不足提供了一种无压盖板的钢水罐罐沿砌筑结构，其特征在于：所述罐沿砌筑结构包括砌筑在罐壁工作层最上端的一圈罐沿砖、分布在罐沿钢制壳体内壁的多个支撑锚固件和罐沿浇筑料，所述罐沿砖为内高外底的异形砖体，其罐沿砖的顶面低于钢制壳体的罐沿，每块罐沿砖朝向钢制壳体的一侧呈倾斜面，多块罐沿砖的倾斜面与钢制壳体之间形成一个环形下凹式罐沿浇筑料填充腔，所述多个支撑锚固件分布在罐沿浇筑料填充腔内同一水平面上，且相邻支撑锚固件之间有间隙，每个支撑锚固件的外端固定在钢制壳体的内壁，内端水平向罐内延伸，且延伸端不与罐沿砖的倾斜面接触，所述罐沿浇筑料将浇筑料填充腔完全填充后，继续填充至钢制壳体的顶面形成一个将支撑锚固件和罐沿砖完全埋设的罐沿部。
本发明较优的技术方案：所述多个支撑锚固件固定在钢制壳体距罐口 80～120mm的位置，且等距分布，相邻两个支撑锚固件的间距为30～40cm；每个支撑锚固件为条形钢板制成，其朝向罐沿砖倾斜面的一端呈向下倾斜的刀口状，每个支撑锚固件的上边缘高于罐沿砖的上表面，下边缘低于罐沿砖的上表面，高于罐沿砖的倾斜面下边缘。
本发明较优的技术方案：所述罐沿砖是由长方体镁碳砖体切除其中一个角后的形成的一端高另一端低的异形砖体，且切除角的部位形成向下的倾斜面，该倾斜面的倾斜角度a为45～60°。
本发明较优的技术方案：所述罐壁工作层是由下部的耐火砖砌筑层和上部的镁碳渣线砖砌筑层组成，其中所述镁碳渣线砖砌筑层的高度有10-12环。
本发明较优的技术方案：所述每个支撑锚固件的厚度为10mm、高 120mm，采用耐热钢板制成，其刀口倾斜角b为30～45°。
本发明较优的技术方案：每个支撑锚固件的安装位置与罐沿砖的砌缝错开。
本发明提供的一种无压盖板的钢水罐罐沿砌筑结构的施工方法，其特征在于具体步骤如下：
(1)按照常规的砌筑方式砌筑罐壁工作层，在砌筑到最后一环时，采用罐沿砖进行砌筑，所述罐沿砖为长方体镁碳砖体切除其中一个角后的形成的一端高另一端低的异形砖体，且切除角的部位形成向下的倾斜面，砌筑好的罐沿砖其倾斜面均朝向钢制壳体，并与钢制壳体之间形成一个环形下凹腔体；
(2)沿钢制壳体罐沿部位焊接多个支撑锚固件，其多个支撑锚固件呈环形分布在同一平面上，距离钢制壳体罐口的距离不小于80mm，且相邻支撑锚固件之间的间距为30～40cm，每个支撑锚固件不与罐沿砖接触；
(3)用天车将罐沿胎膜吊装到罐沿上，模具上刷上一层2～3mm的黄油；
(4)使用高铝质罐沿浇注料进行浇筑，在浇筑之前将其搅拌均匀，然后将搅拌好的浇注料注入罐沿胎膜中，该浇筑料将步骤(1)中的环形下凹腔体完全填充，并填充至钢制壳体的罐口处，将步骤(2)中的多个支撑锚固件完全埋设；
(5)用振动棒将填充好的浇筑料振动密实，各点振动时间均匀，以振动至表面微微泛浆时，缓慢抽出振动棒，避免产生孔洞；
(6)在振动完成之后，养生8～12小时后脱模，并送至罐位，在不盖盖子的情况下烘烤4～9小时，其烘烤温度为300～600℃。
本发明较优的技术方案：所述步骤(1)中的罐壁工作层第27环至第38 环砌采用镁碳渣线砖砌筑而成，第39环采用镁碳罐沿砖砌筑。
本发明较优的技术方案：所述步骤(2)中的支撑锚固件有42个，等距焊接在钢制壳体上，每个锚固件为厚度为10mm、高120mm的耐热钢板制成，其朝向罐沿砖的一端呈向下倾斜的刀口状；多个支撑锚固件的下部置于步骤(1)中罐沿砖的倾斜面与钢制壳体之间形成的环形下凹腔体内，其上边缘距离罐口高度为80～120mm。本发明中支撑锚固件具体的旋转数量，尺寸大小、形状、材质的选择应以满足压盖住罐壁的膨胀为前提，以确保不渗钢、不漏钢为目的。
本发明较优的技术方案：所述步骤(4)中的浇筑料搅拌是先干搅2～3 分钟后，再加水湿搅5～7分钟。
本发明的有益效果：
1.本发明的罐壁最上层耐火砖由长方形修改为异性，以增加浇注料浇筑时的接触面积，提高浇注料与耐火砖接触的稳定性，同时将最上一层的砖上部改成外部高里面低形状的罐沿砖，在清理挂在罐沿的残钢时，罐沿不易损坏，有利于保持罐沿的完整，并能起到增加浇注料稳定性的作用，有利于提高罐沿强度；
2.本发明的罐沿砌筑架构去掉了罐沿最上面压盖钢板，用浇注料直接浇筑到罐沿砖上，并在浇筑前先在钢水罐罐壁钢板上焊上一圈锚固件，然后再浇筑；可以利用这些锚固件起到压盖的作用，压制耐火材料的膨胀，但是不会影响浇筑料的浇筑过程，浇筑料可以直接在罐沿砖上浇筑，能够很好的控制施工质量，浇筑更加方便，并能够解决盖钢板与渣线砖之间的间隙，浇注料填充施工困难、材料结合不紧易垮塌的问题，减少了渗钢、漏钢的可能；
3.本发明的锚固件在罐沿浇筑完之后，其浇筑料高于支撑锚固件的高度至少80mm，将支持锚固件埋在浇注料中，能够起到骨架的作用，增加浇筑罐沿的整体强度；同时埋在浇注料中的锚固件因受到这些耐火材料的保护，不与钢液直接接触，使用性、耐用性反而得到了提高；
4.本发明中的浇注料施工后进行振捣，使之与支撑锚固件形成一个整体，然后通过一定温度的烘烤，使其达到一定的强度，提高了罐沿的使用寿命；
5.本发明中的支撑锚固件采用具有一定耐温性能的钢板制成，焊接在钢水罐罐壳钢板上，并上下方向布置，其分布的间距既可以起到压制耐火材料膨胀的目的，又能确保达到使用强度的要求，并且不会影响浇注料的浇筑。
本发明结构简单，施工方便，施工质量更加容易控制，而且提高了钢水罐的耐用性和使用效果，增大了安全系数。
附图说明
图1是本发明中的钢水罐填充罐沿浇筑料后的结构示意图；
图2本发明的钢水罐罐沿砌筑结构放大示意图；
图3是现有钢水罐罐沿砌筑结构示意图
图4是图1中BB剖面图；
图5是本发明中的钢水罐未填充罐沿浇筑料的结构示意图；
图6是图1中AA剖面图；
图7是异形罐沿砖的结构示意图；
图8是支撑锚固件的结构示意图。
图中：1—钢制壳体，2—罐沿砖，3—支撑锚固件，4—罐沿浇筑料，5 —倾斜面，6—浇筑料填充腔，7—保温层，8—永久层，9—罐壁工作层，10 —水口座砖，11—透气砖，12—冲击板，13—刚玉加强料,14—压盖钢板。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明，如图1和图5所示，本发明中的钢水罐具体包括钢制壳体1和内衬砌筑结构，所述内衬砌筑结构包括罐底砌筑结构、罐壁砌筑结构和罐沿砌筑结构，所述罐底砌筑结构和罐壁砌筑结构从外向内依次由保温层7和永久层8，在罐壁砌筑结构的内侧设有罐壁工作层9，砖砌工作层9下部采用耐火砖砌筑而成，上部采用镁碳渣线砖砌筑而成，其中所述镁碳渣线砖砌筑层的高度有10-12环，所述罐底砌筑结构还包括水口座砖10、透气砖11和冲击板12，所述冲击板12设置在罐底中央部位，并在水口座砖10、透气砖11和冲击板12周围填充有刚玉加强料13。
如图2和图5所示，所述罐沿砌筑结构包括砌筑在罐壁工作层9最上端的一圈罐沿砖2、分布在罐沿钢制壳体1内壁的多个支撑锚固件3和罐沿浇筑料4，所述罐沿砖2为内高外底的异形砖体，其罐沿砖2的顶面低于钢制壳体1的罐沿，每块罐沿砖2朝向钢制壳体1的一侧呈倾斜面5，多块罐沿砖2的倾斜面5与钢制壳体1之间形成一个环形下凹式罐沿浇筑料填充腔6。如图7所示，所述罐沿砖2是由长方体砖体切除其中一个角后的形成的一端高另一端低的异形砖体，且切除角的部位形成向下的倾斜面5，该倾斜面5 的倾斜角度a为45～60°。如图8所示，每个支撑锚固件3是由钢板制成，其中一端呈倾斜刀口状，其厚度为10mm、高120mm，采用耐热钢板制成，其刀口倾斜角b为30～45°。
如图3和图5所示，所述多个支撑锚固件3分布在罐沿浇筑料填充腔6 内同一水平面上，每个支撑锚固件3的安装位置与罐沿砖2的砌缝错开，每个支撑锚固件3的外端固定在钢制壳体1的内壁，内端水平向罐内延伸，且延伸端不与罐沿砖2的倾斜面5接触，且多个支撑锚固件3等距分布，且相邻两个支撑锚固件3的间距为30～40cm。如图2所示，每个支撑锚固件3 水平固定在钢制壳体1上，其刀口朝下，每个支撑锚固件3设置在距罐沿顶面80～120mm的位置，其上边缘高于罐沿砖2的上表面，下边缘低于罐沿砖2的上表面，高于罐沿砖2的倾斜面下边缘。所述罐沿浇筑料4将浇筑料填充腔6完全填充后，继续填充至高于支撑锚固件3和罐沿砖2的位置，形成了罐沿部，罐沿部的顶面与钢制壳体1的顶面平齐，将支撑锚固件3完全埋设，并高于罐沿砖2大于80～120mm的距离。
下面结合实施例对本发明的施工工艺进一步说明
实施例：在武钢有限公司某厂针对本发明中的施工工艺进行试验，其铁水罐的罐底砌筑结构和罐壁砌筑结构按照现有的铁水罐的砌筑方法进行正常砌筑，其罐沿砌筑结构的施工流程为：砌罐壁——焊锚固件——吊胎膜——浇筑——脱模——烘烤。具体步骤如下：
(1)首先采用耐火砖砌筑罐壁工作层的第1至26环，在罐壁砖砌工作层9第27环至第38环砌筑12环镁碳渣线砖，第39环开始砌镁碳罐沿砖2；所述镁碳罐沿砖2为长方体镁碳砖体切除其中一个角后的形成的一端高另一端低的异形砖体，且切除角的部位形成向下的倾斜面，砌筑好的罐沿砖其倾斜面均朝向钢制壳体，并与钢制壳体之间形成一个环形下凹腔体；
(2)沿罐沿均匀焊接42个支撑锚固件3，(根据罐沿砖的形状将支撑锚固件3设计成一个厚10mm、高120mm的刀口型，选用的是普通耐热钢材)，并将每个支持锚固件3等距焊接在钢制壳体1内壁的同一环形面上，支撑锚固件3距罐口距离为80～120mm，确保有一定厚度的耐火材料用来保护钢质锚固件；
(3)用天车将罐沿胎膜吊装到罐沿上，模具上刷上一层2～3mm的黄油，胎膜要求装直、装正，以免脱模时将浇筑的罐沿拉垮，安装时胎模对边误差不得大于10mm；
(4)使用高铝质罐沿浇注料进行浇筑，罐沿浇注料在浇筑之前需要搅拌均匀，其具体的搅拌是先将干料加入后干搅2分钟，然后加水湿搅6分钟，然后将搅好的罐沿浇注料注入到罐沿胎膜中，将步骤(1)中的罐沿砖倾斜面与钢制壳体之间形成一个环形下凹腔体完全填充后，继续浇筑填充至钢制壳体1的灌口，形成高于罐沿砖2顶面的罐沿部，罐沿部支撑锚固件3完全埋设；
(5)浇筑完成之后，使用振动棒将各处振动密实，各点振动时间要均匀，以振动到表面微微泛浆为宜，振捣完成后，缓慢抽出振动棒，以免产生孔洞；
(6)然后自然放置养生8～12小时后脱模，脱膜前必须检查确认保证不脱垮，然后将其送至罐位烘烤，在不盖盖子情况下烘烤4小时，烘烤温度为 300～600℃。
经过试验证明，本实施例中的方法已经在该钢厂日常正常使用，能满足生产的正常周转，且到目前为止未发生一起因罐沿使用不正常而发生的安全事故。