一种防渗铁球面底铁水包的制作方法

本实用新型涉及钢铁冶金领域，具体是一种用于装容铁水的防渗铁球面底铁水包。

背景技术：

在钢铁冶金行业中，铁水包承担铁水的装容、脱硫和转运的任务。现有的铁水包包壳有平底和球底两种形状，其球形底的钢壳受力好、强度高、安全性好，在进行铁水预处理时，铁水在铁包内的流场形状理想，混匀时间短，不存在“死区”，有利于脱硫后的夹杂物上浮，而且球底铁水包包底耐材抗侵蚀性、抗冲击性能好，有利于铁水包的安全使用。由于铁水包具有装容铁水、脱硫、兑铁等功能，从炼钢工艺到搅拌脱硫工序要求便于搅拌脱硫，而且安全性能也比较重要，所以一般会选择球形底钢水包。

但是现有的球形底钢水包的包底砌筑须用楔形砖，其砖形多、内衬砌筑比较困难；再加上铁水包一般都是由钢结构和耐火内衬组成，现有球底包的耐火内衬目前较多采用定型耐火制品砌筑而成，一般由永久层和工作层组成，其包底工作层与包壁工作层连接处经常会存在空隙，导致结合不紧密，容易出现渗铁现象；而且在砌筑过程中其包底中心起头处以及包底与包壁的结合处施工难以控制，易造成质量问题。

技术实现要素：

本实用新型根据现有技术的不足提供一种球面底铁水包耐火内衬结构，该钢水包包底与包壁工作层之间填充有刚玉浇注料，包底内衬结构的永久层由三层耐火砖砌筑而成，工作层使用铝碳化硅质耐火砖砌筑而成，中心处以及包底与包壁结合处采用专用散装耐火材料，解决了了施工过程中砖缝超标、同缝等质量问题，杜绝渗铁的隐患。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为：所述一种防渗铁球面底铁水包，包括钢结构的球面包底、包壁和包嘴，在包壁的内侧设有耐火砖砌筑的包壁工作层，在球面包底的内壁设有包底内衬结构，其特征在于：所述包底内衬结构从外向内依次由捣打料垫层、第一永久层、第二永久层、第三永久层和包底工作层组成，所述球面捣打料垫层是采用高铝捣打料直接在钢结构包底内表面捣打而成的球面垫层；在球面包底的中心位置焊接有一个凸出包底钢结构内表面的中心圆台，所述第一永久层、第二永久层、第三永久层和包底工作层均以中心圆台为中心点依次砌筑而成，且相邻两个永久层的砌筑缝隙相互错开；所述包底工作层与包壁工作层的接缝处填充有浇注料填充层。

本实用新型的较优技术方案：所述每层永久层均由圆形中心区域和外围区域组成，其中心区域采用直形砖砌筑而成，外围区域是使用扇形砖采用环形砌筑法砌筑而成，在外围区域最内环与中心区域以及外围区域最外环与包壁之间均填充有刚玉浇筑料层；所述第一永久层和第三永久层的圆形中心区域的直径为730～750mm，第二永久层的圆形中心区域的直径为950～970mm，且第一永久层和第三永久层中心区域的砌筑方向相同，并与第二永久层的圆形中心区的砌筑方向相反。

本实用新型的较优技术方案：所述包底工作层是由四块中心砖砌筑而成的圆形中心部位与扇形砖采用环形砌筑法砌筑而成环形部位组成，每块中心砖为截面呈弧形的异形砖，且四块中心砖大小形状相同；所述包底工作层的中心砖和扇形砖均采用铝碳化硅耐火砖。

本实用新型的较优技术方案：所述中心圆台的直径为10～15mm，高度5～10mm。

本实用新型的较优技术方案：所述球面捣打料垫层是以半径为2570～2600mm的弧度板为基准采用高铝捣打料直接在钢结构包底内表面捣打而成的球面垫层。

本实用新型的技术方案有如下优点：

(1)本实用新型的包底是由永久层和工作层组成，永久层由三层耐火砖砌筑而成，工作层使用铝碳化硅质耐火砖砌筑而成，中心处以及包底与包壁结合处采用专用散装耐火材料，解决施工过程中砖缝超标、同缝等质量问题；

(2)本实用新型在包底钢结构的正中心位置设置有中心点，降低人工找中心点产生的误差，便于砌筑耐火内衬确定中心点；

(3)本实用新型的包底永久层砌筑采用专用模具，方便永久层砌筑，提高了工作效率，有效地解决了不同层砖同缝的弊端，提高了铁水包的使用安全系数，杜绝永久层渗铁现象；

(4)本实用新型在永久层的中心区域以及包底工作层与包壁工作层连接处空隙均填充有刚玉浇筑料，有效解决了永久层中心区域以及底工作层与壁工作层连接处空隙填充问题，结合紧密、无空隙，杜绝渗铁的隐患，同时提高施工人员工作效率；

(5)本实用新型的包底工作层使用铝碳化硅质耐火砖，提高了底砖的抗冲刷性和抗侵蚀性，在承担脱硫工序条件下，底工作层砖的侵蚀速度约为0.14mm/炉次，使用寿命达到650炉次以上，降低了耐材的消耗量；

本实用新型结构简单，提高了铁水包的使用安全系数，杜绝了包底、包底与包壁接缝处出现渗铁现象，其铁水包使用寿命达到650炉次以上，吨钢耐材成本小于1.6元，具有良好的经济效益，保证铁水包安全前提下提高铁水包使用寿命，降低耐材吨钢成本。

附图说明

图1本实用新型的整体结构示意图；

图2是本实用新型的包底永久层侧面示意图；

图3是本实用新型的包底永久层俯视图；

图4是本实用新型的包底工作层俯视图；

图5是单块包底工作层中心砖正面视图；

图6是单块包底工作层中心砖俯视图

图7是包底工作层中心砖组合状态示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。如图1和图2所示，所述一种防渗铁球面底铁水包，包括钢结构的球面包底1、包壁10和包嘴11，在包壁10的内侧设有耐火砖砌筑的包壁工作层2，在球面包底1的内壁设有包底内衬结构，其特征在于：所述包底内衬结构从外向内依次由捣打料垫层3、第一永久层4、第二永久层5、第三永久层6和包底工作层7组成，所述球面捣打料垫层3是以半径为2570～2600mm的弧度板为基准采用高铝捣打料直接在钢结构包底1内表面捣打而成的球面垫层；在球面包底1的中心位置焊接有一个凸出包底钢结构内表面的中心圆台8，中心圆台8的直径为10～15mm，高度5～10mm，且中心圆台的高度低于第一永久层；所述第一永久层4、第二永久层5、第三永久层6和包底工作层7均以中心圆台8为中心点依次砌筑而成，且相邻两个永久层的砌筑缝隙相互错开；所述包底工作层7与包壁工作层2的接缝处填充有浇注料填充层9。

如图3所示，本实用新型的每层永久层均由圆形中心区域4-1和外围区域4-2组成，其中心区域4-1采用直形砖砌筑而成，外围区域4-2是使用扇形砖采用环形砌筑法砌筑而成，在外围区域4-2最内环与中心区域4-1以及外围区域4-2最外环与包壁之间均填充有刚玉浇筑料层；所述第一永久层4和第三永久层6的圆形中心区域的直径为730～750mm，第二永久层5的圆形中心区域的直径为950～970mm，且第一永久层4和第三永久层6中心区域的砌筑方向相同，并与第二永久层5的圆形中心区的砌筑方向相反。

如图4所示，所述包底工作层7是由四块中心砖7-1砌筑而成的圆形中心部位与扇形砖采用环形砌筑法砌筑而成环形部位组成，所述包底工作层7的中心砖和扇形砖均采用铝碳化硅耐火砖。如图5至图7所示，每块中心砖7-1为截面呈弧形的异形砖，且四块中心砖7-1大小形状相同。

本实用新型的砌筑过程如下：

(1)首先在包底钢结构上正中心位置堆焊一个直径10～15mm，高度5～10mm小圆台作为砌筑耐火内衬的中心点；

(2)在钢结构以第一层永久层之间利用弧度板为基准，使用高铝半干质捣打料捣打成球面，形成球面捣打料垫层，其弧度板根据球面半径和包底结构制作而成的半径为2570—2600mm的弧面板；

(4)制作两个包底永久层中心砌筑用专用模具，两个模具的形状相同，均为圆形，其中心留有直径20～30mm定位圆孔，两个模具的直径分别为730～750mm和950～970mm；

(5)砌筑第一层永久层，先将步骤(4)中直径为730～750mm的专用模具安放到底部钢结构上，其定位圆孔与底部中心点对齐，然后围绕此圆盘状专用模具向四周砌筑，在第一层永久层的外围区域砌筑完成之后，取出模具，在模具所在区域以东、西方向水平直砌，切砖加工砌筑完成第一永久层中心区域位置的砌筑，并在第一层永久层中心区域空隙处使用刚玉浇注料浇注严实；

(6)在步骤(5)中第一层永久层砌筑完成之后，在第一层永久层中心圆的圆心处做一个记号，然后将步骤(4)中直径为950～970mm专用模具安放到第一层永久层上，其定位圆孔与第一层中心点对齐，然后围绕此圆盘状模具向四周砌筑，在第二层永久层的外围区域砌筑完成之后，取出模具，在模具所在区域以南、北方向水平直砌，切砖加工砌筑完成第二永久层中心区域位置的砌筑，并在第二层永久层中心区域空隙处使用刚玉浇注料浇注严实；

(7)在步骤(6)中第二层永久层砌筑完成之后，在第二层永久层中心圆的圆心处做一个记号，先将步骤(4)中直径为730～750mm的专用模具安放到第二层永久层上，其定位圆孔与第二层中心点对齐，然后围绕此圆盘状专用模具向四周砌筑，在第三层永久层的外围区域砌筑完成之后，取出模具，在模具所在区域以东、西方向水平直砌，切砖加工砌筑完成第三永久层中心区域位置的砌筑，并在第三层永久层中心区域空隙处使用刚玉浇注料浇注严实；

(8)在步骤(7)中第三层永久层砌筑完成之后，开始砌筑包底工作层，包底工作层首先砌筑中心砖，并以中心砖为基准环形向四周发散砌筑；其中心砖为四块尺寸相同、且截面呈弧形的异形砖，四块砖拼组成一个完整圆形；所述包底工作层的其余的砌筑砖均采用铝碳化硅耐火砖，其碳化硅含量≥5％；

(9)在包底工作层砌筑完成之后，在包底与包壁连接部位的空隙处使用刚玉浇注料浇注填充，然后按照常规的方式进行包壁永久层和工作层的砌筑。

上述步骤(5)、步骤(6)、步骤(7)和步骤(9)中的刚玉浇注料均采用氧化铝含量≥90％的刚玉浇筑料，具有良好的流动性和强度，其包底与包壁链接部位小空隙使用刚玉浇注料浇注，提高密实度，同时为壁永久层砌筑提供基础。

本实用新型的使用提高了铁水包的使用安全系数，杜绝了包底、包底与包壁接缝处出现渗铁现象，其铁水包使用寿命达到650炉次以上，吨钢耐材成本小于1.6元，具有良好的经济效益，保证铁水包安全前提下提高铁水包使用寿命，降低耐材吨钢成本。