一种绿色环保节能钢包内衬及其砌筑工艺的制作方法

本发明涉及钢铁冶金，尤其是一种绿色环保节能钢包内衬及其砌筑工艺。

背景技术：

1、钢包耐材都是高致密度高耐侵蚀性材料组成，施工完毕后，使用在冶炼工序，能够起到耐钢水冲刷，耐钢渣侵蚀，有保温效果，减少钢水热量传递到包壳外，保证浇铸时稳定达到钢水液相线以上保证浇铸安全。一般钢包结构从外到里是：

2、1、最外层：保温层，一般是纳米保温板，厚度5-10mm；有中温型和高温型，国内最高安全使用温度一般在1100℃即纯氧化铝质，一般型的在800℃即硅质；其他型的很少如氧化锆质等。

3、2、中间层：永久层，一般使用高铝或铝镁系列浇注料，使用寿命6-10次；

4、3、工作层：分浇注型和砖砌包，或砖料混砌包，主要是适应于不同的冶炼工艺和不同钢种，来决定砌筑类型。

5、cn103157785a涉及一种钢包内衬的砌筑方法，所述方法包括如下步骤：1）清理钢包包壁；2）钢包包壁和保温板上涂抹火泥，从钢包包底与包壁的接缝处，沿钢包包壁由下向上，粘贴保温板，板间隙用火泥填实，保温板的砌筑高度与钢水液面高度平齐；

6、3）在上下两行保温板之间的间隙线上，环钢包包壁，每间隔1000～1200毫米设置一个孔洞，并且相邻两行的孔洞互相错开分布；

7、4）保温板砌筑完毕后安装胎膜打结永久层浇注料；

8、5）永久层打结完毕自然干燥后砌筑工作层，烘烤后上线使用。本发明的方法可有效降低钢包内衬的热损失，提高炼钢生产过程的温度控制能力，保证生产稳定顺行，也可提高钢包包壳以及钢包内衬永久层与工作层的寿命，降低生产成本。但是上述专利的永久层是采用高铝尖晶石质浇注料整体浇注而成。一般选用高铝或铝镁系列浇注料，耐钢水冲刷能力不高，耐钢渣侵蚀能力弱，在使用过程中，永久层多次使用后易出现裂纹，或在拆包时因拆包机掌控力度很难精准，造成永久层破坏，在工作层出现局部掉砖、剥落或渗钢等异常情况时，无法承受钢水冲刷、钢渣侵蚀等情况，钢水或钢渣见到永久层时，出现穿包、漏钢和包壳发红的严重安全事故。

9、另外，现在的钢包内衬结构，普遍存在以下问题：

10、散热快的问题，造成冶炼环节需补充相应散失的能源。散热的原因是：永久层用铝镁浇注料和工作层用含碳制品砖（或铝镁尖晶石型高强浇注料等）致密度高导热系数大，散热快；而5-10mm保温用纳米板，在使用初期还有保温效果，但使用一段时间后，由于超过了其自身材料的安全使用温度，产生烧结致密化和体积收缩，造成保温失效；包壳温度高，散热快散热量大，造成冶金行业的能源消耗高，所以在全社会形成的一种观念就是：钢铁行业就是能耗高、重污染、高危险行业，成为碳达峰和碳中和工作的一大难题。

11、纳米材料是国内国际公认的良好的保温材料，纳米保温板在使用过程中，温度超过自身安全使用温度后，出现体积收缩，永久层浇注料和工作层耐材随之向外部位移，造成永久层出现裂缝，工作层也出现缝隙，造成贯穿渗钢，严重时出现漏钢事故。

12、判包困难：工作层耐材，在每次浇铸完下线后，靠人眼观察残厚情况，低于标准残厚时或出现异常时立即安排下线；因此，无法判定钢包工作层内衬实际值，全是靠人的经验，水平高的经验丰富的准确率就高些。所有很容易出现判断失误造成安全隐患。

13、行业内针对以上问题，做了很多的改进和攻关工作，均未彻底解决以上问题，每年各钢铁企业还出现数量较多的红包、渗钢、穿包、漏钢等事故或险肇事故。随着国内产业升级，钢铁产能过剩，钢铁结构调整，特种钢优质钢比例大幅上升，各种精炼手段充分利用，钢包内衬的使用环境更加苛刻，散热问题和安全问题更加突出。

技术实现思路

1、针对上述现有技术存在的不足，提供了一种绿色环保节能钢包内衬及其砌筑工艺，其有效提高保温效果，明显降低包壳温度，并且保证在永久层的整个寿命周期内保温效果恒定；方便现场判包人员判包，更加直观准确，杜绝误判产生的事故和隐患；砌筑方式和材质的变更，确保安全稳定，杜绝事故发生。

2、为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是，一种绿色环保节能钢包内衬，其由外到内依次为用于将钢包内部的热量反射回钢包内的反射层、用于将钢包内部保温的纳微米隔热保温层、隔热保温安全层，以及工作层；所述纳微米隔热保温层包括微孔轻质保温砖体，镶嵌在微孔轻质保温砖体内的纳米隔热保温板，设于纳米隔热保温板上的反射保护膜，以及用于将微孔轻质保温砖体和纳米隔热保温板包装定形的反射包装膜。

3、上述的绿色环保节能钢包内衬，所述隔热保温安全层包括由含碳砖组成的砖层，以及涂覆于含碳砖的隔热保温涂层。

4、上述的绿色环保节能钢包内衬，所述反射层是设于钢包内壁上的反射膜。

5、上述的绿色环保节能钢包内衬的砌筑工艺，包括以下步骤：

6、（1）、在钢包内壁上粘贴反射层；

7、（2）、砌筑纳微米隔热保温层；

8、（3）、砌筑隔热保温安全层；

9、（4）、砌筑工作层。

10、上述的绿色环保节能钢包内衬的砌筑工艺，步骤（2）中，所述纳微米隔热保温层的制作方法是：

11、s1:制作微孔轻质保温砖体：利用高纯耐高温具有微孔结构的材料为主材，添加高温结合剂和添加剂，经过混料，并在高压下制成具有凹槽的砖型，再经过适当温度固化成型而成；

12、s2：制作纳米隔热保温板：利用高纯纳米高纯耐高温材料，经高压成型，外表用反射保护膜包装；

13、s3：将纳米隔热保温板镶嵌在微孔轻质保温砖体内，并用反射包装膜包装定形；

14、s4:砌筑。

15、上述的绿色环保节能钢包内衬的砌筑工艺，所述主材用量为80-99%；所述高温结合剂和添加剂为高温含al2o3的结合剂和添加剂，用量为5-20%；高压压强范围为50-100mpa；温度范围为：200-400℃。

16、上述的绿色环保节能钢包内衬的砌筑工艺，步骤（3）中，所述隔热保温安全层的制作方法是：

17、s1:用具有微孔结构的高纯耐高温的原材料，加工到微粉粒度，添加高纯结合剂和添加剂，制成隔热保温喷涂料，喷涂于含碳砖所有外表面；

18、s2：用高强含碳火泥砌筑成型。

19、上述的绿色环保节能钢包内衬的砌筑工艺，步骤（3）中，微粉的粒径为1-5um，高纯结合剂和添加剂的添加量为1-10%。

20、上述的绿色环保节能钢包内衬的砌筑工艺，步骤（4）中，所述工作层是采用含碳耐火材料，或铝镁尖晶石型工作层用浇注料制成。

21、本发明一种绿色环保节能钢包内衬及其砌筑工艺的有益效果是，最外层的反射层：能够将内部的热量反射回容器内，减少热量的散失。

22、纳微米隔热保温层的复合结构，能够保证容器内向外传输热量时，经过外层微孔轻质保温砖体的降温后，在达到纳米隔热保温板时，温度能够降到纳米隔热保温板的安全使用范围以内，保证纳米隔热保温板的保温效果长期有效。且镶嵌式结构能够保证纳米隔热保温板，不会因高温条件下因受钢水或铁水等高温液体的超高静压力的作用下高压收缩变形，降低其保温效果和防止包衬整体结构的破坏。

23、隔热保温安全层是用具有微孔结构的高纯耐高温的原材料，加工到微粉粒度，添加高纯结合剂和添加剂制成隔热保温涂层，将含碳砖外表面全部覆盖，阻挡部分热量向外传导。

24、含碳砖：利用高档镁碳材料和高温结合剂制成，耐渣蚀性强耐高温液体冲刷性高，在工作层耐材出现局部缺陷或异常损坏情况下，能够抵挡住高温液体的渣蚀和冲刷至少超过五次以上的能力，从而保证耐材整体使用更安全放心，杜绝红包、穿包和漏钢事故。

25、安全层的复合结构，将靠人观察经验判断，变为靠参照物判断，更简单、直接、准确，杜绝误判产生的事故和隐患。