本實(shí)用新型涉及一種煉鋼用設(shè)備，特別涉及一種低耗材節(jié)能型鋼包。
背景技術(shù)：
隨著鋼鐵企業(yè)節(jié)能減排和降低成本的雙重壓力下，對鋼鐵冶煉用耐火材料提出了更高的要求，不僅要保證鋼鐵冶煉工序安全穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)要求耐火材料在使用壽命、節(jié)能降耗、對鐵水、鋼水無污染等功能化方面進(jìn)行改進(jìn)。鋼包作為冶金工業(yè)的重要容器件，不僅是鋼水的儲(chǔ)存、轉(zhuǎn)運(yùn)設(shè)備，同時(shí)還是爐外精煉的關(guān)鍵設(shè)備，隨著爐外精煉技術(shù)及連鑄鋼包大型化的發(fā)展，不少鋼水精煉處理是在鋼包內(nèi)進(jìn)行的，鋼水在鋼包的滯留時(shí)間延長，鋼包內(nèi)襯耐火材料的工作條件越發(fā)苛刻，對鋼包用耐火材料要求不斷提高。鋼包用耐火材料是煉鋼過程中主要消耗的材料，其性能的優(yōu)劣、技術(shù)特點(diǎn)直接影響煉鋼連鑄工藝能否穩(wěn)定安全進(jìn)行、鋼水潔凈質(zhì)量水平、煉鋼能源消耗、煉鋼耐材成本高低的關(guān)鍵。
鋼包耐火材料內(nèi)襯通常由工作層、永久層、保溫層組成。工作層耐火材料直接接觸鋼水與鋼渣，承受鋼水與鋼渣的機(jī)械沖刷及高溫化學(xué)侵蝕。工作層耐火材料主要有鎂鋁碳磚、鎂碳磚、無碳預(yù)制塊等定型制品。永久層耐火材料主要作用是在工作層耐火材料出現(xiàn)局部侵蝕剝落或工作層使用后期，防止出現(xiàn)鋼水滲透到金屬外殼，保障鋼包安全性。永久層耐火材料主要為高鋁質(zhì)澆注料。保溫層耐火材料緊貼鋼包金屬外殼，其主要作用是保溫隔熱，減少鋼水熱損失及防止鋼包金屬外殼變形。保溫層主要采用耐火纖維板、蛭石板、硅酸鈣保溫板等輕質(zhì)材料。
隨著爐外精煉技術(shù)及連鑄鋼包大型化的發(fā)展，不少鋼水精煉處理是在鋼包內(nèi)進(jìn)行的，鋼水在鋼包的滯留時(shí)間延長，鋼包內(nèi)襯耐火材料的工作條件越發(fā)苛刻。工作層耐火材料采用鎂鋁碳磚、鎂碳磚、無碳預(yù)制塊等定型制品，上述材料在使用至殘厚為50～70mm時(shí)，整體拆除工作層，工作層殘磚基本按廢物丟棄處理，這不僅使影響鋼包使用壽命、降低鋼包周轉(zhuǎn)效率、增加工人勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)造成內(nèi)襯耐火材料資源浪費(fèi)，含碳耐火材料的應(yīng)用對鋼水造成二次污染。永久層耐火材料采用高鋁質(zhì)澆注料，其體積密度一般達(dá)到2.45g/cm3以上，導(dǎo)熱系數(shù)大于1.5W/m·K，導(dǎo)致鋼包隔熱保溫性能差，鋼水溫降大，造成熱損失過大，不利于鋼鐵冶煉的節(jié)能降耗。保溫層主要采用耐火纖維板、蛭石板、硅酸鈣保溫板等輕質(zhì)材料，在使用一段時(shí)間后會(huì)出現(xiàn)粉化、空心現(xiàn)象，不僅沒有起到隔熱保溫的作用，而造成內(nèi)襯松動(dòng)，鋼包運(yùn)行過程中存在安全隱患。
此外，傳統(tǒng)鋼包中的包身渣線工作層多由碳制制品制成，且其比較容易直接接觸空氣，容易被氧化、腐蝕，使用壽命較短。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種低耗材節(jié)能型鋼包，有效的克服了現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。
本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：一種低耗材節(jié)能型鋼包，包括鋼殼，其中，上述鋼殼內(nèi)底壁上設(shè)置有包底永久層，上述鋼殼內(nèi)側(cè)壁上覆蓋設(shè)置有包壁永久層，且包壁永久層底部密封抵接在包底永久層上，上述包壁永久層內(nèi)壁上分別覆蓋有包身熔池工作層和包身渣線工作層，且上述包身渣線工作層設(shè)置在包身熔池工作層上部，且其底部與包身熔池工作層的頂部密封抵接，上述包身熔池工作層底部密封抵接在上述包底永久層上，上述包身渣線工作層內(nèi)壁上覆蓋有防氧化層，上述包底永久層上設(shè)置有包底非沖擊區(qū)工作層，上述包底非沖擊區(qū)工作層的側(cè)壁密封貼靠上述包身熔池工作層內(nèi)壁，上述包底非沖擊區(qū)工作層中部設(shè)置有包底沖擊區(qū)工作層。
本實(shí)用新型的有益效果是：安全、壽命長、保溫性能好、鋼水質(zhì)量高、重量輕，能有效的阻止空氣中的氧氣對包身渣線工作層的氧化和腐蝕。
在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本實(shí)用新型還可以做如下改進(jìn)。
進(jìn)一步，上述包底永久層和包壁永久均由六鋁酸鈣澆注料澆注形成或由六鋁酸鈣質(zhì)定型制品砌筑形成。
采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是導(dǎo)熱系數(shù)、體積密度較低，不僅提高鋼包的隔熱保溫性能，同時(shí)降低鋼包整體重量，利于鋼包節(jié)能保溫和行吊安全穩(wěn)定運(yùn)行。
進(jìn)一步，包身熔池工作層和包底非沖擊區(qū)工作層均由剛玉鋁鎂尖晶石質(zhì)澆注料形成。
采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是導(dǎo)熱系數(shù)較低，可減少鋼水在鋼包的蓄熱和散熱損失，降低鋼水溫降，利于鋼水潔凈度，提高鋼水純度和質(zhì)量。
進(jìn)一步，上述包身渣線工作層由鎂碳磚砌筑形成。
采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是耐高溫性能較高。
進(jìn)一步，上述防氧化層由防氧化涂料在包身渣線工作層內(nèi)壁上涂抹形成。
采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是鋼包在烘烤過程中，防氧化層可以形成釉面，阻止鎂碳磚的氧化，同時(shí)，在鋼包運(yùn)行前期可有效抵抗鋼水對鋼包內(nèi)壁的侵蝕，可提高包身渣線工作層的使用壽命。
進(jìn)一步，上述包底沖擊區(qū)工作層由無碳預(yù)制件砌筑形成。
采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是其耐壓、耐腐蝕強(qiáng)度較高。
附圖說明
圖1為本實(shí)用新型的低耗材節(jié)能型鋼包的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖中，各標(biāo)號所代表的部件列表如下：
1、鋼殼，2、包底永久層，3、包壁永久層，4、包身熔池工作層，5、包身渣線工作層，6、防氧化層，7、包底非沖擊區(qū)工作層，8、包底沖擊區(qū)工作層。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本實(shí)用新型，并非用于限定本實(shí)用新型的范圍。
實(shí)施例一：如圖1所示，本實(shí)施例的低耗材節(jié)能型鋼包，包括鋼殼1，其特征在于：上述鋼殼1內(nèi)底壁上設(shè)置有包底永久層2，上述鋼殼1內(nèi)側(cè)壁上覆蓋設(shè)置有包壁永久層3，且包壁永久層3底部密封抵接在包底永久層2上，上述包壁永久層3內(nèi)壁上分別覆蓋有包身熔池工作層4和包身渣線工作層5，且上述包身渣線工作層5設(shè)置在包身熔池工作層4上部，且其底部與包身熔池工作層4的頂部密封抵接，上述包身熔池工作層4底部密封抵接在上述包底永久層2上，上述包身渣線工作層5內(nèi)壁上覆蓋有防氧化層6，上述包底永久層2上設(shè)置有包底非沖擊區(qū)工作層7，上述包底非沖擊區(qū)工作層7的側(cè)壁密封貼靠上述包身熔池工作層4內(nèi)壁，上述包底非沖擊區(qū)工作層7中部設(shè)置有包底沖擊區(qū)工作層8。
上述包底永久層2和包壁永久層3均由六鋁酸鈣澆注料澆注形成，其主要性能參數(shù)為：體積密度(110℃×24h)≤2.3g/cm3、耐壓強(qiáng)度(110℃×24h)≥3MPa、耐壓強(qiáng)度(1500℃×3h)≥20MPa、線變化率(1500℃×3h)為±0.5％、導(dǎo)熱系數(shù)(350±25℃)≤0.55W/m·K、Al2O3含量為70％～90％，厚度設(shè)置為80～120mm，其中，六鋁酸鈣質(zhì)澆注料以微孔六鋁酸鈣為骨料，六鋁酸鈣細(xì)粉、氧化鋁微粉和氧化硅微粉為基質(zhì)料合成。
上述包身熔池工作層4和包底非沖擊區(qū)工作層7均由剛玉鋁鎂尖晶石質(zhì)澆注料澆注形成，主要性能參數(shù)為：體積密度≥3.0g/cm3、耐壓強(qiáng)度(110℃×24h)≥50MPa、Al2O3+MgO含量為≥90％，其中，剛玉鋁鎂尖晶石質(zhì)澆注料以高鋁剛玉、鋁鎂尖晶石為骨料，電熔鎂砂、氧化鋁微粉和氧化硅微粉為基質(zhì)料合成。
上述包身渣線工作層5由鎂碳磚砌筑形成，其主要性能參數(shù)：顯氣孔率≤4％，體積密度≥2.9g/cm3、耐壓強(qiáng)度≥40MPa、MgO含量為≥78％。鎂碳磚是以高熔點(diǎn)堿性氧化物氧化鎂(熔點(diǎn)2800℃)和難以被爐渣侵潤的高熔點(diǎn)碳素材料作為原料，添加各種非氧化物添加劑制成。
上述防氧化層6由防氧化涂料在包身渣線工作層5內(nèi)壁上涂抹形成，其漿體密度為1.6～1.8g/cm3，烘干后形成致密保護(hù)層，在700～900℃時(shí)出現(xiàn)釉化，形成均質(zhì)釉面層，阻止空氣中的氧氣向碳質(zhì)制品內(nèi)部擴(kuò)散而起到防氧化作用。
上述包底沖擊區(qū)工作層8由無碳預(yù)制件砌筑形成，其主要性能參數(shù)為：體積密度≥2.9g/cm3、耐壓強(qiáng)度(110℃×24h)≥30MPa、Al2O3+MgO含量為≥80％。
鋼包耐火材料內(nèi)襯施工過程中，先在鋼殼1的底壁和側(cè)壁上澆筑包底永久層2和包壁永久層3，下一步，在包壁永久層3內(nèi)壁上澆筑包身熔池工作層4，之后，在包身熔池工作層4以及包壁永久層3內(nèi)壁上砌筑包身渣線工作層5，下一步，在包底永久層2中部固定包底沖擊區(qū)工作層8，之后，在包底沖擊區(qū)工作層8外圍澆筑包底非沖擊區(qū)工作層7，最后在包身渣線工作層5外涂覆防氧化層6。
實(shí)施例二：上述包底永久層2由六鋁酸鈣質(zhì)澆注料澆注形成，其主要性能參數(shù)為：體積密度(110℃×24h)≤2.3g/cm3、耐壓強(qiáng)度(110℃×24h)≥3MPa、耐壓強(qiáng)度(1500℃×3h)≥20MPa、線變化率(1500℃×3h)為±0.5％、導(dǎo)熱系數(shù)(350±25℃)≤0.55W/m·K、Al2O3含量為70％～90％，厚度設(shè)置為80～120mm，其中，六鋁酸鈣質(zhì)澆注料以微孔六鋁酸鈣為骨料，六鋁酸鈣細(xì)粉、氧化鋁微粉和氧化硅微粉為基質(zhì)料合成。
上述包壁永久層3由六鋁酸鈣質(zhì)定型制品砌筑形成，其主要性能參數(shù)為：體積密度≤2.3g/cm3、耐壓強(qiáng)度≥15MPa、加熱永久性線變化率(1450℃×12h)為±0.5％、導(dǎo)熱系數(shù)(350±25℃)≤0.55W/m·K、Al2O3含量為70％～90％，厚度設(shè)置為80～120mm，其中，六鋁酸鈣質(zhì)定型制品以微孔六鋁酸鈣為骨料，六鋁酸鈣細(xì)粉、氧化鋁微粉和氧化硅微粉為基質(zhì)料經(jīng)過配料、混料、成型、養(yǎng)護(hù)、燒成等工序制成。
生產(chǎn)過程中，先在鋼殼1的底壁和側(cè)壁上分別澆筑包底永久層2和砌筑包壁永久層3，下一步，在包壁永久層3內(nèi)壁上澆筑包身熔池工作層4，之后，在包身熔池工作層4以及包壁永久層3內(nèi)壁上砌筑包身渣線工作層5，下一步，在包底永久層2中部固定包底沖擊區(qū)工作層8，之后，在包底沖擊區(qū)工作層8外圍澆筑包底非沖擊區(qū)工作層7，最后在包身渣線工作層5外涂覆防氧化層6。
其他同實(shí)施例一。
本實(shí)用新型的有益效果是：
1)包身熔池工作層由剛玉鎂質(zhì)澆注料或剛玉鋁鎂尖晶石質(zhì)澆注料澆注形成，在使用一段時(shí)間后，對熔池工作層粘附的鋼渣和滲透層進(jìn)行清理，然后放上模具再次對熔池工作層進(jìn)行套澆，然后經(jīng)養(yǎng)護(hù)烘烤后投入使用，通過反復(fù)套澆使用，不僅使用壽命可達(dá)200次以上，提高鋼包內(nèi)襯耐火材料使用壽命，同時(shí)避免了用后耐火材料的丟棄，節(jié)約資源，降低了噸鋼耐火材料的消耗；
2)包身熔池工作層由剛玉鎂質(zhì)澆注料或剛玉鋁鎂尖晶石質(zhì)澆注料澆注形成，上述材料導(dǎo)熱系數(shù)低于鎂鋁碳磚，可減少鋼水在鋼包的蓄熱和散熱損失，降低鋼水溫降；
3)包身熔池工作層由剛玉鎂質(zhì)澆注料或剛玉鋁鎂尖晶石質(zhì)澆注料澆注形成，未采用鎂鋁碳磚，利于鋼水潔凈度，提高鋼水純度和質(zhì)量；
4)包身熔池工作層由剛玉鎂質(zhì)澆注料或剛玉鋁鎂尖晶石質(zhì)澆注料澆注形成，減少鋼包內(nèi)襯耐火材料修砌次數(shù)，降低工人勞動(dòng)量及勞動(dòng)強(qiáng)度；
5)包身渣線工作層由鎂碳磚砌筑形成，鎂碳磚上采用防氧化涂料涂抹，形成防氧化層，鋼包在烘烤過程中，涂層可以形成釉面，阻止鎂碳磚的氧化，同時(shí)，在鋼包運(yùn)行前期可有效抵抗鋼水對鋼包內(nèi)壁的侵蝕，可提高渣線工作層的使用壽命；
6)包壁和包底永久層由為六鋁酸鈣質(zhì)澆注料澆注或六鋁酸鈣質(zhì)定型制品砌筑形成，六鋁酸鈣質(zhì)澆注料和六鋁酸鈣質(zhì)定型制品以微孔六鋁酸鈣骨料為主體原料制備而成，微孔六鋁酸鈣骨料，具有熔點(diǎn)高、化學(xué)穩(wěn)定性好等優(yōu)異的耐火性能，以其為主要原料制備的澆注料和定型制品在高溫性能，體積穩(wěn)定性、抗侵蝕性能、熱震穩(wěn)定性等方面均優(yōu)于高鋁澆注料，不僅可有效防止出現(xiàn)鋼水滲透到金屬外殼，保障鋼包安全性，同時(shí)在工作層材料使用至50mm以下時(shí)，確保鋼包耐火材料內(nèi)襯防鋼水滲透性，提高工作層材料利用率，降低了噸鋼耐火材料的消耗；
7)包壁和包底永久層由為六鋁酸鈣質(zhì)澆注料澆注或六鋁酸鈣質(zhì)定型制品砌筑形成，六鋁酸鈣質(zhì)澆注料和定型制品導(dǎo)熱系數(shù)、體積密度均低于高鋁澆注料，不僅提高鋼包的隔熱保溫性能，同時(shí)降低鋼包整體重量，利于鋼包節(jié)能保溫和行吊安全穩(wěn)定運(yùn)行；
8)低耗材節(jié)能型鋼包耐火材料內(nèi)襯由工作層和永久層組成，可達(dá)到隔熱保溫的作用，未采用保溫層，不僅可以降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)避免出現(xiàn)保溫層出現(xiàn)粉化、空心現(xiàn)象，消除鋼包運(yùn)行過程中由于保溫層造成的安全隱患。
整個(gè)低耗材節(jié)能型鋼包安全、壽命長、保溫性能好、鋼水質(zhì)量高、重量輕，能有效的阻止空氣中的氧氣對包身渣線工作層的氧化和腐蝕。
以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。