保温钢包砌筑结构的制作方法

本实用新型涉及一种硅钢退火前清洗处理技术领域，尤其涉及一种保温钢包砌筑结构。

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。钢包由耐火材料内衬和钢层构成，耐火材料内衬通常由工作层、永久层、保温层组成。工作层耐火材料直接接触钢水与钢渣，承受钢水与钢渣的机械冲刷及高温化学侵蚀。

随着炉外精炼技术及连铸钢包大型化的发展，不少钢水精炼处理是在钢包内进行的，炼钢炉中的钢水进入钢包，钢水对内衬材料的冲刷、侵蚀、回旋受力不均，为了减少钢水对于钢包工作层耐火材料和包底耐火材料的冲击力，炼钢炉中的钢水采用二次进料，对于钢包包壁工作层的中上层和包底的中部区域的耐火材料冲击较大，容易掉落或者形成凹坑，从而导致钢包内衬各部位材料寿命不能同步，增加了对钢包局部的维修次数，影响钢包使用寿命、降低钢包周转效率、增加工人劳动强度，同时造成内衬耐火材料资源浪费。温度控制是炼钢连铸生产过程的关键工艺参数，钢水温度的控制贯穿于整个生产工艺流程，合适的钢水温度是工艺控制和铸坯质量的保障。

钢包作为钢水的主要运输载体，其隔热保温性能的好坏，直接影响到整个炼钢过程中温度的控制。提高钢包隔热保温性能，可以起到如下作用：(1)有利于过程温降控制，稳定中间包钢水温度，实现稳态浇注。钢水温度低于下限，轻则造成夹杂物上浮不充分，中间包水口结瘤，影响连铸坯质量，重则导致浇注中断，发生回炉事故；(2)降低转炉出钢温度。转炉终点温度与钢中的氧含量成正比，转炉终点温度越高，钢中氧含量也越多，脱氧剂用量增加，合金的收得率降低，脱氧产物增加，钢中夹杂物增加，影响钢水质量；另一方面，过高出钢温度不仅会严重侵蚀转炉工作层镁碳砖，降低转炉及钢包包龄，增加耐材消耗，致使耐材脱落，流人钢水，影响钢水质量，甚至会发生钢包穿钢和浇注漏钢的生产事故；(3)有利于减少热量的损失，节约能源，降低生产成本。

冷轧基板生产钢水洁净度要求高，炉外处理工序和时间长，钢水在运输过程中温降大，导致转炉不得不采用高温出钢模式，但中间包钢水温度却经常低于下限，不利于钢水洁净度与连铸坯质量的控制，影响了冷轧基板夹渣、翘皮等质量问题的改善。本实用新型因此而来。

技术实现要素：

有鉴于上述技术的缺陷，本实用新型所要解决的技术问题就是提供一种保温钢包砌筑结构，可以解决现有技术中由于钢包保温效果不良导致高温出钢，但中间包钢水温度低于下限，不利于钢水洁净度与连铸坯质量的控制，产生冷轧基板夹渣、翘皮等等问题。

本实用新型提供了一种保温钢包砌筑结构，其特征在于，包括钢层、设置在钢层内侧的耐火材料内衬，所述耐火材料内衬内或者耐火材料内衬与钢层间若干层纳米保温层。目前常用的保温层保温效果不好，钢水温降率增大、连铸中间包壳外壁温度过高以及包壳热变形严重等问题。为了避免结冷钢事故的发生，有时不得不提高出钢温度，因此影响了设备效率的发挥和经济效益的提高。本实用新型的保温钢包砌筑结构通过在耐火材料内衬内或者耐火材料内衬与钢层间设置纳米保温层，通过纳米保温层的保温效果，温度降速慢，保温效果显著，减小了连铸中间包隔热层和永久层的厚度，提高了中间包的保温效果和装钢量。

优选的技术方案是：所述耐火材料内衬从内向外依次设置有工作层、永久层、保温层，所述保温层为纳米保温层。本实用新型采用纳米保温层有效地降低钢包出钢温度，延长包衬寿命，同时可降低整个炼钢流程的作业温度，减少吨钢耐火消耗，在获得了良好的经济效益的同时，实现吨钢耐材消耗超世界水平。

优选的技术方案是：所述纳米保温层为采用纳米粒径的空心氧化铝微球、镁铝空心球或铝钙空心球或刚玉空心球或轻质高铝颗粒或轻质莫来石颗粒的保温层。本实用新型的钢包砌筑结构隔热性能、抗热振更好和耐火度更高，集结构强度支撑和保温隔热于一体，可以提高钢包节能效果和降低热容，在不影响使用寿命的条件下减少耐火材料用量，降低热容，并能够在保证钢水温度的情况下，有效地降低出钢温度，延长包衬寿命，获得良好的经济效益。

优选的技术方案是：所述钢层包括钢壳底板和圆筒形的钢壳侧板，所述钢壳侧板的上端设有一个钢水口，所述钢壳底板上依次设置有包底永久层、包底工作层，所述钢壳侧板上依次设置有纳米保温层、包壁永久层和包壁工作层，所述包壁永久层底部密封抵接在所述包底永久层上。

优选的技术方案是：所述包底工作层(8)的中心为冲击区，占所述包底工作层总面积的厚度高于周围100mm。本实用新型冲击区通过增加砖的厚度，使得强度提高，提高了包底工作层的使用寿命，降低了吨钢成本。

优选的技术方案是：所述钢壳底板的厚度大于所述钢壳侧板的厚度，所述钢壳底板和所述钢壳侧板通过焊接连接。钢壳采用钢壳底板和钢壳侧板焊接而成，相比较一体成型，降低了工艺难度，降低了铸造成本，钢壳底板的厚度大于钢壳侧板的厚度，提高了钢包包底的寿命，增强了安全性。

优选的技术方案是：所述包底永久层、包壁永久层采用高铝砖砌筑而成。

优选的技术方案是：所述包壁工作层和所述包底工作层均采用镁碳砖砌筑而成。

本实用新型技术方案为了减少炼钢过程中温降，在钢包砌筑结构中引进纳米隔热板，在砌筑钢包时，将原来使用隔热板改用新型纳米材料，如纳米钢包采用三层隔热板材料交叉布置，与现有技术相比，本实用新型提供的保温钢包砌筑结构具有以下有益效果：

本实用新型的保温钢包砌筑结构用隔热性能、抗热振更好和耐火度更高的纳米保温层替代常规的保温层，钢包的耐火材料内衬可以减薄，纳米保温层具有轻质，隔热保温效果更好，集结构强度支撑和保温隔热于一体，可以提高钢包特别是中间包的节能效果和降低热容，在不影响使用寿命的条件下减少耐火材料用量，降低热容，并能够在保证钢水温度的情况下，有效地降低出钢温度，延长包衬寿命，获得良好的经济效益。

本实用新型的钢包钢壳采用钢壳底板和钢壳侧板焊接而成，相比较一体成型，降低了工艺难度，降低了铸造成本，保证了结构的稳定性和延长了使用寿命。。

附图说明

图1为本实用新型的一个实施例的保温钢包砌筑结构的结构示意图。

图2为图1的a向示意图。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个部件或者模块或特征与其他部件或者模块或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了部件或者模块在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的部件或者模块被倒置，则描述为“在其他部件或者模块或构造上方”或“在其他部件或者模块或构造之上”的部件或者模块之后将被定位为“在其他部件或者模块或构造下方”或“在其他部件或者模块或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该部件或者模块也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

本实用新型提供了一种保温钢包砌筑结构，其特征在于，包括钢层、设置在钢层内侧的耐火材料内衬，所述耐火材料内衬内或者耐火材料内衬与钢层间若干层纳米保温层。

本实用新型的工作原理在于：

本实用新型采用纳米材料，如采用纳米粒径的空心氧化铝微球、镁铝空心球或铝钙空心球或刚玉空心球或轻质高铝颗粒或轻质莫来石颗粒作为保温层，能有效抑制并屏蔽红外线的辐射热和热量的传导热，隔热保温抑制效率可达90％左右，可抑制高温物体的热辐射和热量的传导散失，对物体内部热量可保持70％不散失。

实施例

如图1和图2所示，该保温钢包砌筑结构，包括包括钢层1、设置在钢层内侧的耐火材料内衬，所述耐火材料内衬2与钢层间3层纳米保温层3。所述耐火材料内衬从内向外依次设置有工作层21、永久层22、保温层3，所述保温层为纳米保温层。所述纳米保温层为采用纳米粒径的空心氧化铝微球、镁铝空心球或铝钙空心球或刚玉空心球或轻质高铝颗粒或轻质莫来石颗粒的保温层3。

所述钢层包括钢壳底板10和圆筒形的钢壳侧板11，所述钢壳侧板的上端设有一个钢水口，所述钢壳底板上依次设置有包底永久层、包底工作层，所述钢壳侧板上依次设置有纳米保温层3、包壁永久层22和包壁工作层21，所述包壁永久层底部密封抵接在所述包底永久层上。所述包底工作层(8)的中心为冲击区，占所述包底工作层总面积的厚度高于周围100mm。

所述钢壳底板的厚度大于所述钢壳侧板的厚度，所述钢壳底板和所述钢壳侧板通过焊接连接。所述包底永久层、包壁永久层采用高铝砖砌筑而成。所述包壁工作层和所述包底工作层均采用镁碳砖砌筑而成。钢壳采用钢壳底板和钢壳侧板焊接而成，相比较一体成型，降低了工艺难度，降低了铸造成本，钢壳底板的厚度大于钢壳侧板的厚度，提高了钢包包底的寿命，增强了安全性。

包底工作层的中心为冲击区12，占包底工作层总面积的厚度高于周围100mm，将冲击区的范围扩大至四分之一，避免出钢过程中在靠近冲击区的底砖受钢水冲击断裂，冲击区通过增加砖的厚度，使得强度提高，提高了包底工作层的使用寿命，降低了吨钢成本。

本实用新型在钢包上使用纳米保温层，采用3层纳米隔热板材料，永久层采用高铝砖砌筑，工作层采用镁碳砖方式砌筑；普通钢包保温层采用石棉隔热板材料，永久层、工作层和纳米试验钢包一致。采用红外热像仪进行钢包外壳温度的测量，纳米钢包在距离钢包口下沿未贴隔热板区域的钢包壳温度明显高于熔池区域，而普通钢包则整体温度都较高，无温度差异性，这说明纳米隔热板在钢包中起到明显的隔热保温作用，而石棉板隔热保温效果相对较差。

本实施例的钢包通过使用纳米材料，钢包外壳温度比普通钢包外壳温度平均低61℃；从测温钢种炉次过程数据统计来看，纳米钢包与普通钢包相比，精炼出钢至中间包钢水温降值减少3-5℃，精炼出钢至中间包钢水温降速率值降低0.03-0.07℃/min，中间包钢水温降值减少0.5-1℃，纳米钢包较普通钢包吨钢平均增加效益0.80元。

上述实例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人是能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。