钢包用耐火材料的设计及优化、开题报告 - 图文

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(11)使用中加强检查，如发现≥50mm以上的局部脱落应立即停包冷修。

(12)中途停包冷修时要全面检查套浇层，发现脱落及裂纹均要用钢包修补料补好。 2.2砖砌钢包的设计

砖砌钢包在设计时考虑的因素要比浇注钢包的多一点，首先要从冶炼工艺和钢种来考虑，其次要根据钢包盛钢量、净空高度来满足钢厂需要，最后要根据预期钢包使用寿命、渣线使用寿命从而来确定内衬各材料的厚度和材质的选择。 2.2.1砖砌钢包的结构设计 2.2.1.1绝热层的设计

砖砌钢包的绝热层设计和浇注钢包的设计思路及施工方法一样，在前面2.1.1已经详细介绍过了在这不作过多的介绍。 2.2.1.2永久层的设计

根据钢包工作衬及残衬的特点，要求所设计的永久层要适中。太厚，则工作层厚度变薄，影响使用寿命；太薄，则施工强度低。综合考虑钢包使用的安全性和施工性，从而来确定永久层的厚度[14]。

在永久层施工时若采用浇注料，则根据浇注包整体浇注施工方法一样。若采用自流浇注料，可以采用永久层和工作层一块施工来砌筑，先预留好工作层厚度，然后在砌筑几层工作层用砖后将自流态的浇注料注入包壁工作层与耐火纤维毡之间的空隙中，用泥刀插实，反复重复操作，直至钢包砌筑完毕，这种方法无需振动，取消座模、脱模等繁琐工作而降低劳动强度，省时、省力，降低成本。但缺点是在第一次中修时拆包后可能永久层的表面不是很平整，需要进行二次修整后再砌筑工作层。 2.2.1.3工作层的设计

工作层用耐火材料的设计主要是厚度和砖型的设计，工作层的厚度是根据钢厂目前冶炼环境和工艺，然后选择能满足钢厂要求使用寿命的耐火材料，这就需要根据耐火材料的侵蚀速率来计算了。根据钢水的液面高度来确定渣线以及渣层厚度。砖型的设计在下一节专门介绍。

2.2.2工作层砖型和数量的设计方法

钢包工作层采用砖砌时，每个钢厂的钢包壳尺寸都不相同且钢包内径也不相等，所以为了在砌包时方便砌筑，我们将钢包内的砖型分为直型砖、侧厚楔形砖、竖厚楔形砖、竖宽楔形砖，这样我们可以根据钢包的尺寸半径来合理选择不同的砖来搭配砌筑。图2-3是钢包常用配砌砖型[15]。

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直形砖

侧厚楔形砖

竖厚楔形砖

图2-3 砖砌钢包所用四种不同的砖型图

竖宽楔形转

下面根据现有的这几种砖型从砖型搭配上分别来叙述其砖型各尺寸间的关系以及数量的计算方法：

2.2.2.1直型砖与楔形砖系列

（1）单楔形砖的半径及极限块数的求法[16]

在一个砖环中实际上是由若干(K)个梯形砖体砌筑的，图2-4是单个楔形砖的放大图。内外圆周长2πr0及2πR0只能近似等于axK及adK，所以r0和R0只能近似作为楔形砖的内半径和外半径，所以：

adR0?axR0?badr0?b?axro

图2-4单楔形砖示

意图

R0?R楔? 可以推出：

adbad?axaxbro?ad?ax (2-5)

对于这种宽楔形砖每环极限块数为K’0：

K'O?2?r02?R02??r0?b?? K'O? axadadadK'O?2?r0?2?b 2?r0?axK'O

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所以结合两个式子所得：adK'O?axK'O?2?b 即： K'O?K楔?（2）“等大头尺寸”系列[17]

在直形砖的配砌尺寸与楔形砖的大头尺寸相等(均取

2?b (2-6)

ad?axad)的情况下，即所谓“等大头尺

寸”系列如图2-5所示，外半径为R的混合砖环内，楔形砖数量K楔及直形砖数量K直可由下面的方程组导出：

图2-5 大头尺寸相等的直型砖与楔形砖

?adK直?adK楔?2?R2?bK?? 解之得：楔??aK?aK?2?R?bad?axx楔?d直

2?R由于采取等大头尺寸系列，混合砖环的总数为：K总?ad

K直?K总?K楔

?2?R?K楔ad? ???Rb?2????aad?ax?RR??2???楔??aad?将(2-5)式中的R楔?adb代入 ad?ax?RR楔?K?2?在上式结果中直???由于a?ad所以“等大头尺寸”系列楔形转和直型砖

?aad?所用砖的数量结果计算式可以写为：

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2?b?K??楔a?adx? (2-7) ??K?2??R?R楔???直?aa???（3）“不等大头尺寸”系列

当直形砖的配砌尺寸a不等于楔形砖的大头尺寸a大时(见图2-6)，外半径为R的混合砖环内，砖量配比可由下面的方程组推导：

图2-6大头不相等的直型楔形砖

??aK直???aK直2?b?K??adK楔=2?R楔?ad?ax?

?axK楔=2??R?b? 解之得： ?aK?K?2?R?d楔直?aa?2?RadK楔K直??

aaadb2?2?R???

aad?axaadb2?R2?R楔?RR楔??RK???2???因为 楔，所以直?ad?axaaa??a所以在“不等大头尺寸”系列楔形转和直型砖所用砖的数量结果计算式可以写为下式：

2?b?K??楔a?adx?? (2-8)

R??R楔?K?2????直?aa???（4）“等平均尺寸”系列

当选用楔形砖的大小头平均尺寸

ad?ax等于所配砌的直型砖a时如图2-7，外半径为2

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