钢包包壁工作衬的修砌方法
技术领域
本申请涉及钢铁冶金钢包领域，特别是涉及一种钢包包壁工作衬的修砌方法。
背景技术
随着钢铁工业的迅速发展，炼钢技术的不断进步发展，钢材品种日益增多，对钢材质量要求日益苛刻严格，钢包的精炼技术及超低碳钢的开发、生产，对钢包工作衬耐材提出了更高要求，钢包工作衬向低碳、超低碳、无碳发展，同时钢包工作衬的使用寿命也被要求持续提高。目前国内大型钢厂的精炼钢包普遍采用低碳工作层，部分大型钢包包壁熔池采用预制砖砌筑。
由于钢包包壁工作衬耐材在精炼过程中会出现局部熔损过快现象，原有的解决方案存在问题：①整体更换，因局部耐材熔损而对工作衬耐材进行整体更换，浪费耐材资源、增加工人劳动强度、增大钢包运转压力。②局部采用修补料修补，采用修补料进行局部修补，由于修补料采用手工涂抹方式修补，修补上去的修补料致密性差，同时修补厚度较薄，使用过程中容易出现掉料、熔损过快现象。③挖补修补，采用对局部熔损较快的预制砖进行挖除、更换，该方法劳动强度较大，同时挖补砌筑的砖存在较大的砖缝，有明显的安全隐患。④套浇修补，需对工作衬的变质层进行整体剥皮处理，需要模具支撑。⑤喷补修补，针对整体浇注钢包工作衬的再造衬技术，相当于工作衬耐材的整体更换，同时需要增添相关设备。因此，目前的钢包包壁工作衬修补时存在耗材大、修补操作复杂、修补效果差的问题。
发明内容
基于此，有必要针对钢包包壁工作衬修补时存在耗材大、操作复杂、修补效果差的技术问题，提供一种钢包包壁工作衬的修砌方法。
为达到上述目的，本申请采用了下列技术方案：一种钢包包壁工作衬的修砌方法，钢包下线修理时，测量钢包包壁工作衬残厚，并判断所述残厚是否满足预设条件，当所述残厚满足预设条件时，对钢包包壁工作衬进行修砌，所述残厚满足预设条件的钢包包壁工作衬处为待修砌区，所述修砌包括以下步骤：
S1：涂抹修补料至待修砌区处，形成修砌区；
S2：在所述修砌区贴砌钢包包壁预制砖；
其中，所述预设条件为钢包包壁工作衬残厚小于100mm，或者钢包包壁工作衬残厚与相邻其他区域残厚的差值大于30mm；
每次钢包下线修理时，若满足预设条件，则重复步骤S1以及步骤S2。
以下还提供了若干可选方式，但并不作为对上述总体方案的额外限定，仅仅是进一步的增补或优选，在没有技术或逻辑矛盾的前提下，各可选方式可单独针对上述总体方案进行组合，还可以是多个可选方式之间进行组合。
可选的，所述修补料的涂抹厚度为钢包包壁工作衬残厚的1/10～1/3。
可选的，所述修补料的涂抹厚度为钢包包壁工作衬残厚与相邻其他区域残厚的差值的1/3～1。
可选的，所述修补料的涂抹厚度为10mm～30mm。
可选的，所述修补料的涂抹厚度为10mm～20mm。
可选的，所述修补料为刚玉尖晶石修补料。
可选的，所述钢包包壁预制砖的厚度为钢包包壁工作衬残厚的1/3～1/2。
可选的，所述钢包包壁预制砖的厚度为钢包包壁工作衬残厚与相邻其他区域残厚的差值的1～1.5。
可选的，所述钢包包壁预制砖的厚度为30mm～60mm。
可选的，所述修补料的涂抹厚度与钢包包壁预制砖的厚度之和大于钢包包壁工作衬残厚与相邻其他区域残厚的差值。
可选的，所述修补料的涂抹厚度与钢包包壁预制砖的厚度之和大于钢包包壁工作衬残厚的1/3。
可选的，还包括，在测量钢包包壁工作衬残厚之前，对所述钢包包壁工作衬表面进行清理。
可选的，还包括，对所述钢包包壁工作衬表面进行清理之前，更换钢包中的水口座砖、透气座砖以及工作衬渣线镁碳砖。
本申请提供的钢包包壁工作衬修砌方法，先采用修补料进行涂抹修补，然后贴砌小型预制砖修复，确保钢包安全运行，从而延长钢包包壁工作衬的使用寿命，使钢包包壁工作衬耐材达到均匀熔损，降低钢包包壁工作衬耐火材料消耗。
附图说明
图1为本申请一实施例提供的修砌后的钢包的结构示意图；
图2为图1所示的钢包在A处的局部放大示意图。
图中附图标记说明如下：
1、钢包永久层耐材；2、钢包包沿耐材；3、钢包工作衬渣线镁碳砖；4、钢包工作衬包壁预制砖；5、钢包包底工作衬耐材；6、水口座砖；7、透气座砖；8、刚玉尖晶石涂抹修补料；9、钢包包壁小型预制砖。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
需要说明的是，当组件被称为与另一个组件“连接”时，它可以直接与另一个组件连接或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请一并参阅图1至图2，本申请一实施例提供一种钢包包壁工作衬的修砌方法，在钢包下线修理时，测量钢包包壁工作衬残厚，并判断残厚是否满足预设条件，当残厚满足预设条件时，对钢包包壁工作衬进行修砌。钢包包壁工作衬局部熔损后，对钢包包壁工作衬残厚较薄区域进行局部修理。
可以理解，残厚为钢包工作衬下线小修或中修时，钢包包壁工作衬预制砖侵蚀后的残余厚度，厚度为钢包包壁沿径向的厚度。钢包下线修理为钢包在使用过程中，由于钢包水口座砖、透气座砖、渣线镁碳砖、包底工作衬、包壁预制砖达到使用寿命或判断其残厚影响到钢包安全运行时，需要下线进行检查、确认、维修、更换。
其中，残厚满足预设条件的钢包包壁工作衬处为待修砌区，待修砌区也即对应为图1中的A处，预设条件为钢包包壁工作衬残厚小于100mm，或者钢包包壁工作衬残厚与相邻其他区域残厚的差值大于30mm，只要满足两者之一，便可对钢包包壁工作衬进行修砌。相邻其他区域为与待修砌区相邻的其他区域，非较薄区域。
修砌包括以下步骤：
S1：涂抹修补料至待修砌区处，形成修砌区；
S2：在修砌区贴砌钢包包壁预制砖；
每次钢包下线修理时，若满足预设条件，则重复步骤S1以及步骤S2。
本实施例提供的钢包包壁工作衬的修砌方法，采用涂抹修补料以及修砌钢包包壁预制砖相配合，无需整体更换工作衬、无需挖除局部熔损较快的预制砖，修砌操作简单、修补厚度能够满足使用条件、不容易掉料、且节约耐材。
为保证修补料的涂抹厚度，以便将预制砖贴砌在钢包包壁工作衬上，实现不易掉料，修补料的涂抹厚度为钢包包壁工作衬残厚的1/10～1/3。又或者，修补料的涂抹厚度为钢包包壁工作衬残厚与相邻其他区域残厚的差值的1/3～1。
在其中一个实施例中，修补料的涂抹厚度为10mm～30mm。优选地，修补料的涂抹厚度为10mm～20mm，例如选为15mm。
具体地，修补料为钢包包壁工作衬刚玉尖晶石涂抹修补料8，钢包包壁工作衬刚玉尖晶石涂抹修补料8是以刚玉、尖晶石(或镁砂)、氧化铝微粉等为主要原料制备刚玉尖晶石修补料，现场使用施工时需加水、搅拌后，采用涂抹方式施工，使修补料能粘附在待修砌区。例如，钢包包壁工作衬刚玉尖晶石涂抹修补料8的体积密度为2.60g/cm3～2.85g/cm3，其中，以重量百分比计，Al2O3％为84.00％～90.00％，加水量为重量比的10.0％～12.0％。
为实现更好的修砌效果，弥补钢包包壁的局部熔损，同时修砌后能减慢熔损速度，以及减少修补次数，钢包包壁预制砖的厚度应与钢包包壁工作衬残厚或者钢包包壁预制砖的厚度应与钢包包壁工作衬残厚应满足一定的关系。在其中一个实施例中，钢包包壁预制砖的厚度为钢包包壁工作衬残厚的1/3～1/2。又或者，钢包包壁预制砖的厚度为钢包包壁工作衬残厚与相邻其他区域残厚的差值的1～1.5倍，也即，钢包包壁预制砖的厚度大于差值。优选地，钢包包壁预制砖的厚度为30mm～60mm，例如，钢包包壁小型预制砖9的规格可以例如为230mm*114mm*50mm、230mm*114mm*30mm、230mm*114mm*40mm等。
具体地，钢包包壁预制砖采用钢包包壁小型预制砖9，为刚玉尖晶石小型预制砖，钢包包壁小型预制砖9较普通预制砖，厚度较薄，是以刚玉、尖晶石(或镁砂)、氧化铝微粉、纯铝酸钙水泥等为主要原料浇注、预制成型或机压机型而制备刚玉-尖晶石预制砖，钢包包壁小型预制砖9的工作层厚度为30mm～60mm，该钢包包壁小型预制砖9已经过烘烤处理，现场使用时直接进行砌筑施工，不需要单独养护、烘烤。例如，钢包包壁小型预制砖9的体积密度为3.05g/cm3～3.25g/cm3，以重量百分比计，Al2O3％为92.00％～95.00％、MgO％为2.00％～5.00％。在其中一个实施例中，修补料的涂抹厚度与钢包包壁预制砖的厚度之和大于钢包包壁工作衬残厚与相邻其他区域残厚的差值。在其他实施方式中，修补料的涂抹厚度与钢包包壁预制砖的厚度之和大于钢包包壁工作衬残厚的1/3，以保证修砌效果。
需要注意的是，对修砌部位不需另外养护、烘烤，只需按正常钢包修理程序养护、烘烤即可。
在其中一个实施例中，钢包包壁工作衬修砌方法还包括，在测量钢包包壁工作衬残厚之前，对钢包包壁工作衬表面进行清理，以为修砌提供一个干净的环境。
在其中一个实施例中，钢包包壁工作衬修砌方法还包括，对钢包包壁工作衬表面进行清理之前，更换钢包中的水口座砖6、透气座砖7以及工作衬渣线镁碳砖3。
在其中一个实施例中，如图1所示，钢包永久层耐材1分布在钢包周向，钢包从顶部至底部依次分布钢包包沿耐材2、钢包工作衬渣线镁碳砖3、钢包工作衬包壁预制砖4、钢包包底工作衬耐材5，水口座砖6以及透气座砖7分布在钢包且紧邻钢包包底工作衬耐材5。
由于预制砖砌筑的钢包使用到中后期时，对钢包工作衬包壁预制砖4的钢包包壁工作衬局部熔损较严重部位，采用钢包包壁工作衬刚玉尖晶石涂抹修补料8以及钢包包壁小型预制砖9进行贴补、砌筑修复，具体步骤如下：
1)当钢包下线修理过程时，更换水口座砖、透气座砖、工作衬渣线镁碳砖，对钢包包壁工作衬表面进行清理；
2)对钢包包壁工作衬的残厚进行测量、检查：当钢包包壁工作衬局部熔损过快，残厚小于安全运行残厚100mm时，或者钢包包壁局部工作层残厚与相邻其他区域耐材残厚相差30mm以上，对残厚较薄区域(也即待修砌区)进行局部修理；
3)采用钢包包壁工作衬刚玉尖晶石涂抹修补料8进行表面涂抹施工，涂抹施工厚度在10mm～20mm；
4)在钢包涂抹修补料区域(也即经涂抹修补料形成的修砌区)采用与钢包预制砖同材质的、厚度为30mm～50mm钢包包壁小型预制砖9进行贴砌，贴砌砖紧贴钢包壁工作衬。
5)钢包再次下线修理过程中，如发现钢包包壁工作衬残厚小于安全运行残厚100mm时，或者钢包包壁局部工作层残厚与其他区域耐材残厚相差30mm以上，再次对残厚较薄区域采用涂抹、贴补的修砌方法进行局部修理。
当钢包再次下线修理过程中，如再次发现钢包包壁工作衬有局部熔损过快，满足预设条件时，再次对残厚较薄区域进行局部修理。
以下提供具体实施例。
实施例1
A炼钢厂250吨无碳钢包正常使用寿命是200次左右，在钢包使用到100次左右，当钢包下线修理过程时，更换水口座砖、透气座砖，更换工作衬渣线镁碳砖时，检查发现由于转炉出钢位置偏移，钢包迎钢面被冲刷出现高1000mm*宽500mm*深60mm左右的冲刷凹沟(也即待修砌区)，检测发现其余部位耐材正常。若继续使用存在安全风险，但直接拆除材料浪费较大，采用本发明进行修砌，包括以下步骤：
1)钢包已正常修理，更换水口座砖、透气座砖，更换工作衬渣线镁碳砖；
2)对迎钢面高1000mm*宽500mm*深60mm的冲刷凹沟进行表面清理，其中，迎钢面正对出钢位，处于图1中所示方位的正中心位置，高度方向是钢包立起来的竖向，深度方向为靠近钢包壁方向，越靠近钢包壁，工作层越薄；
3)搅拌300公斤的钢包包壁工作衬刚玉尖晶石涂抹修补料8，刚玉尖晶石涂抹修补料8的体积密度为2.65g/cm3，Al2O3％为85.52％，加水量为10.8％；
4)先对冲刷凹沟的表层涂抹厚度约为20mm的刚玉尖晶石涂抹修补料8，形成修砌区；
5)在钢包涂抹有刚玉尖晶石修补料8的区域(也即修砌区)采用19块尺寸为230mm*114mm*50mm、体积密度为3.20g/cm3、Al2O3％为93.82％、MgO％为3.93％的钢包包壁小型预制砖9进行贴补，钢包包壁小型预制砖9为刚玉尖晶石小型预制砖，贴补工作厚度为50mm。钢包包壁小型预制砖9的砖缝控制小于5mm，砖缝内采用刚玉尖晶石修补料8填充，钢包包壁小型预制砖9总使用量为79.71公斤，砖缝例如为3mm～4mm。
6)修砌部位不需另外养护、烘烤，按正常钢包修理程序养护、烘烤。
本次修砌用时2小时，使用到300公斤钢包包壁工作衬刚玉尖晶石修补料8、79.7公斤的钢包包壁小型预制砖9，修补后钢包迎钢面厚度与其他区域厚度相近，钢包安全使用到200次后，钢包工作层拆除、检查，该区域最终残厚与其他区域相近。
实施例2
B炼钢厂275吨无碳钢包正常使用寿命是250次左右，在钢包使用到125次左右，当钢包下线修理过程时，更换水口座砖、透气座砖，更换工作衬渣线镁碳砖时，钢包拆包过程中由于拆包机操作失误，钢包侧面出现直径约500mm*深度40mm左右的凹坑，检测发现其余部位耐材正常。若继续使用存在安全风险，直接拆除材料浪费较大，采用此发明进行修砌，包括以下步骤：
1)钢包已正常修理更换水口座砖、透气座砖，更换工作衬渣线镁碳砖；
2)对直径500mm*深度40mm左右的凹坑(凹坑也即待修砌区)进行表面清理，直径方位为图1中的上下方位；深度方向为图1中的左右方位，靠近钢包包壁方向。
3)搅拌100公斤钢包包壁工作衬刚玉尖晶石修补料8，刚玉尖晶石修补料8的体积密度为2.72g/cm3，Al2O3％为84.63％，加水量为11.2％；
4)先对凹坑表层(也即待修砌区)涂抹厚度约为15mm刚玉尖晶石修补料8，形成修砌区；
5)在涂抹有刚玉尖晶石涂抹修补料8的区域(也即修砌区)采用11块尺寸为230mm*114mm*30mm、体积密度为3.15g/cm3、Al2O3％为93.52％、MgO％为4.32％的钢包包壁小型预制砖9进行贴补，钢包包壁小型预制砖9贴补工作厚度为30mm，钢包包壁小型预制砖9的砖缝控制小于5mm，砖缝内采用刚玉尖晶石修补料8填充，钢包包壁小型预制砖9总使用量为27.26公斤，砖缝例如为3mm～4mm。
6)修砌部位不需另外养护、烘烤，按正常钢包修理程序养护、烘烤即可。
本次修砌用时1小时，使用到100公斤钢包包壁工作衬刚玉尖晶石修补料8、27.2公斤钢包包壁小型预制砖9，修补厚度与其他区域厚度相近。钢包安全使用到250次后，检查该区域残厚与其他区域相近。
实施例3
B炼钢厂275吨无碳钢包正常使用寿命是250次左右，在钢包使用到150次左右，当钢包下线修理过程时，更换水口座砖、透气座砖，更换工作衬渣线镁碳砖时，发现钢包北面熔池中部有长1000mm*宽800mm*深度50mm左右的剥落凹坑，检测发现其余部位耐材正常。继续使用存在安全风险，直接拆除材料浪费较大，采用此发明进行修砌，包括以下步骤：
1)钢包已正常修理，更换水口座砖、透气座砖，更换工作衬渣线镁碳砖；
2)对长1000mm*宽800mm*深度50mm左右的剥落凹坑(剥落凹坑为待修砌区)进行表面清理，其中，高度方向是钢包立起来的竖向，深度方向为靠近钢包壁方向，越靠近钢包壁，工作层越薄；
3)搅拌500公斤的钢包包壁工作衬刚玉尖晶石修补料8，刚玉尖晶石修补料8的体积密度为2.68g/cm3，Al2O3％为84.91％，加水量为11.5％；
4)先对剥落凹坑(待修砌区)的表层涂抹厚度约为20mm的刚玉尖晶石修补料8，形成修砌区；
5)在钢包涂抹有刚玉尖晶石修补料8的区域(修砌区)采用30块尺寸为230mm*114mm*40mm、体积密度为3.12g/cm3、Al2O3％为93.75％、MgO％为3.87％的钢包包壁小型预制砖9进行贴补，钢包包壁小型预制砖9贴补的工作厚度为40mm，砖缝控制小于5mm，砖缝内采用刚玉尖晶石修补料8填充，钢包包壁小型预制砖9的总使用量为98.17公斤。
6)修砌部位不需另外养护、烘烤。按正常钢包修理程序养护、烘烤即可。
本次修砌用时2.5小时，使用到500公斤包壁工作衬刚玉尖晶石修补料8、98.2公斤钢包包壁小型预制砖9，待修砌区修补后的厚度与其他区域厚度相近。
在钢包使用到200次左右，当钢包下线修理过程时，更换水口座砖、透气座砖时，检查发现钢包西面熔池中部有长800mm*宽400mm*深度50mm左右的剥落凹坑，检测发现其余部位耐材正常，仍采用此发明对西面剥落凹坑修砌，包括以下步骤：
1)钢包已正常修理更换水口座砖、透气座砖；
2)对长800mm*宽400mm*深度60mm左右的剥落凹坑(待修砌区)进行表面清理；
3)搅拌200公斤的钢包包壁工作衬刚玉尖晶石修补料8，刚玉尖晶石修补料8的体积密度为2.66g/cm3，Al2O3％为86.13％，加水量为11.0％；
4)先对剥落凹坑的表层涂抹厚度约为20mm钢包包壁工作衬刚玉尖晶石修补料8，形成修砌区；
5)在钢包涂抹有刚玉尖晶石修补料8的区域(修砌区)采用12块尺寸为230mm*114mm*50mm、体积密度为3.18g/cm3、Al2O3％为93.91％、MgO％为3.57％的钢包包壁小型预制砖进行贴补，钢包包壁预制砖的贴补工作厚度为50mm，砖缝控制小于5mm，砖缝内采用刚玉尖晶石修补料8填充，钢包包壁小型预制砖总使用量为50.02公斤。
6)修砌部位不需另外养护、烘烤。按正常钢包修理程序养护、烘烤即可。
本次修砌用时1.5小时，修补仅使用到200公斤钢包包壁工作衬刚玉尖晶石修补料8，以及50.02公斤的钢包包壁小型预制砖9，修补厚度与其他区域厚度相近。
本次钢包安全运行到250次后，检查两次修补位置的工作层残厚正常。
本申请提供的钢包包壁工作衬修砌方法，先采用修补料进行涂抹修补，然后贴砌小型预制砖修复，使钢包包壁工作衬耐材达到均匀熔损，从而延长钢包包壁工作衬的使用寿命，降低钢包包壁工作衬耐火材料消耗，确保钢包安全运行。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。
