钢包耐火砖的砌缝这样做，提高砌砖质量和延长使用寿命
发布日期： 2020-10-30 10:32:56 阅读量（728） 作者：砖砌钢包的特点，必然存在砌缝。有无砌缝，是砖砌钢包和整体钢包的区别之一。钢包无砌缝整体内衬之所以在砖砌钢包之后开发出来并正在取代后者，主要原因除了前者可施工机械化外，使用寿命长因而耐火材料单耗低。在同样原料材质条件下，耐火砖的理化指标一般都会比耐火浇注料强些，但浇注整体内衬的使用寿命却要长很多，其主要原因是钢包砖衬存在很多砌缝。如前已述，高温钢水和熔渣通过耐火砖或浇注体的晶界、气孔或(和)裂纹都能发生渗透并侵蚀作用，尺寸比晶界、气孔和裂纹大得太多的砌缝，显然更是高温熔体渗透和侵蚀的通道。不少砖砌钢包每块砖蚀损形状呈“馒头状”，表明砌缝处的蚀损比砖工作表面严重，而且辐射竖缝的蚀损比水平缝严重。同时发现，以剥落损毁为主时“馒头状”程度比熔蚀损毁为主时轻微这些都表明，砌缝是砖砌钢包的薄弱环节。围绕砌缝可从多方面采取措施，提高砌砖质量和延长使用寿命。
1、砌缝厚度
砖砌钢包砌体中砖与砖之间的缝隙称为钢包砌缝。罐底砌体中有砖层间的水平缝和与水平缝垂直的垂直竖缝罐壁环形砌体中有砖层水平缝和与之垂直的辐射方向的垂直缝——辐射竖缝。
钢包砖衬砌缝厚度，根据中国工程建设标准化协会标准《钢水罐砌筑工程施工及验收规程》规定：
工作衬砌体采用Ⅱ类砌体，砖层水平缝、竖缝和辐射竖缝的厚度均不大于2mm;安全衬砌体的竖缝和水平缝厚度分别不大于2mm和3mm，检查数量：罐底砌体应逐层检查，每层抽查2~4处;罐壁砌体每1.25m高检查1次，每次抽查2〜4处。检查方法：每处砌体的5m2表面上用塞尺检查10点，比规定砌缝厚度大50%以上的砌缝，Ⅱ类砌体(砌缝厚度不大于2mm)不应超过4点，Ⅲ类砌体(砌缝厚度不大于3mm)不应超过5点。在工业炉砌筑工程及验收规范和《筑炉工程手册》中没有明确规定钢包砖衬的砌缝厚度，只是对于一般工业炉的“高温或有炉渣作用的底、墙”砌缝厚度规定不大于2mm(采用Ⅱ类砌体)。钢包砖衬的砌缝厚度很可能就是比照这一条规定的。根据钢铁工业热工设备砖衬习惯，直接接触高温熔体(钢水、铁水和熔渣)的砌砖，一般都至少采取Ⅰ类砌体(砌缝厚度不大于1mm)。
例如直接接触铁水的混铁炉(mixer)工作衬采用Ⅰ类砌体(砌缝厚度不大于1mm)，RH装置工作衬采用Ⅰ类砌体(砌缝厚度不超过1mm)，电炉炉底和炉墙镁砖工作衬釆用Ⅰ类砌体(砌缝厚度不超过1mm)。同时直接接触高温熔渣和钢水的钢包工作衬为什么规定采用Ⅱ类砌体(砌缝厚度不大于2mm)呢?更何况比规定砌缝厚度大50%以内的砌缝实际上已达3mm。如此不严格的砌体类别(等级)，如此大的砌缝厚度为什么会延续至今呢?可能有以下原因：
(1)衬砌黏土砖和普通高铝砖的模铸钢包内，钢水温度不高和钢水在罐内停留时间不长，虽然使用寿命不长，但还能周转得开。
(2)黏土砖和高铝砖的尺寸允许偏差本来就较大(例如YB5020-2002规定厚度尺寸≤100mm的允许偏差达±1.5mm)，不选砖时难以达到Ⅰ类砌体(砌缝厚度不大于1mm)要求，选砖时工程量大。
(3)钢包SiO2-Al2O3系耐火砖衬采用高强耐火泥浆后抗渗透性和抗侵蚀性明显提高，更放宽了对砌缝厚度的严格要求。
随着连铸钢包和精炼钢包的出现，罐内钢水温度提高和罐内钢水停留时间延长，罐衬改用了碱性砖和含碳砖。在普通钢包已升格为精炼钢包的情况下，罐衬砌体本应升格为Ⅰ类砌体。国外多数精炼钢包砖衬都改用了Ⅰ类砌体，例如国外ASEA-SKF钢包铬镁砖工作衬，其砌缝厚度不超过1mm。而我国的精炼钢包砖衬的砌缝厚度并没有减少为不大于1mm，仍然采用以往普通钢包的不大于2mm的砌缝。我国精炼钢包砖衬的砌缝厚度，可以从目前的不大于2mm过渡到不大于1.5mm，争取不大于1mm，这是完全可以办得到的。
精炼钢包工作衬升格为Ⅰ类砌体，砌缝厚度不大于1mm时在砖尺寸方面(例如选砖和成型)的措施：
(1)对罐底直形砖而言，在耐火砖制造厂按厚度选分，分正号和负号标记并分批供货。
(2)对于罐壁平砌侧长楔形砖(包括万用砖或半万用砖)而言，在耐火砖制造厂按厚度选砖，分正号和负号标记并分批供货。
(3)对于竖砌侧厚楔形砖而言，在耐火砖制造厂按砖层高度(砖尺寸B)选砖，分正号和负号标记并分批供货。
(4)对于平砌竖宽楔形砖而言，在耐火砖制造厂按砖厚度(砖尺寸B)选砖，分正号和负号标记并分批供货。
(5)对于竖宽楔形砖和侧厚楔形砖而言，砖层高度方向尺寸的成型锥度均不希望超过0.5%，并在受压上砖面或下砖面(相当于模上盖板或下底板)标记，以便砌筑操作中容易识別和调面前，精炼钢包砖衬用砖多为不烧砖，其尺寸偏差比烧成砖小得多，通过选砖达到上述要求是容易办到的。
2、砌缝交错
砌缝交错或称错缝砌筑是对工业炉窑砌体的基本要求。砌缝交错不仅可以提高砌体的整体性和结构强度，对于直接接触高温钢水和熔渣的钢包和精炼钢包砖衬而言，还可减轻、阻挡甚至避免高温熔体对砌缝的穿透。为此规定：
(1)罐底平砌上下砖层间的垂直竖缝必须错开，砌筑方向的旋转角度大于45°，采用外方形座砖时可相互垂直(旋转90°)。
(2)罐壁安全衬一般采取两圈(或两圈以上)的半厚薄砖竖砌，每圈各砖层垂直竖缝错开;两圈各砖层水平缝和垂直竖缝均需错开;
(3)罐底工作衬的侧砌层和竖砌层，砖层砌筑方向相互垂直，砖排之间的垂直竖缝交错;
(4)罐壁工作衬的辐射竖缝不得3层重缝。
3、减少辐射竖缝
如前已述，钢包内高温钢水和熔渣在工作期间作如下流动：
(1)浇钢过程中自上而下流动。
(2)静止时由于温差作用作上下流动。
(3)吹氩，真空脱气和电磁搅拌过程作上下(甚至各方向)流动。
总之，高温熔体作上下垂直方向的剧烈流动，对罐壁砖衬的辐射竖缝形成剧烈的冲蚀，致使辐射竖缝的冲蚀深度大于砖层水平缝。当辐射竖缝的冲蚀深度达到一定程度时，往往引起砖的剥片甚至剥落为减缓辐射竖缝早期剧烈损毁，希望减少罐衬辐射竖缝的数量和单位面积辐射竖缝的总长度。经计算每平方米砌体工作表面辐射竖缝的总长度：YB/TW98-2009中半万用砖BW23/20、竖宽楔形砖SK23/20和侧厚楔形砖CH23/20分别为6000mm、8000mm和13800mm。单独对单位砌体表面辐射竖缝总长度这项比较，平砌的半万用砖和平砌的竖宽楔形砖表现出非常优异的抗损毁能力，而竖砌侧厚楔形砖的单位面积辐射竖缝总长度比平砌砖几乎多1倍。
4、采用特制耐火泥浆
为提高钢包和精炼钢包砖衬砌缝的抗渗透性和抗侵蚀性，除减少砌缝厚度和采用错缝砌筑外，填充砌缝的耐火泥浆应具有良好的砌筑作业性能(如黏结时间、稠度等)、砌缝的泥浆饱满度应不低于95%，以及耐火泥浆的理化性能(化学成分、耐火度、黏结强度、烧结程度和烧后线变化等)应同衬砖相适应，为保证实现这些要求，推荐采用特制的成品泥浆。
砖砌精炼钢包的安全衬一般采用高铝砖，所用耐火泥浆的Al2O3，含量应比高铝砖高5%〜10%。工作衬采用铝镁碳砖时，所用耐火泥浆也应为铝镁碳质泥浆，其Al2O3含量应比铝镁碳砖提高3%〜5%这些耐火泥浆都应该是微膨胀泥浆，在1500℃、3h烧后的线膨胀率应大于0.5%，不应产生收缩，以保证砌缝在使用中不扩大微膨胀泥浆的烧结不依靠低熔点液相的产生，高铝泥浆的烧结应依靠适量的莫来石化，铝镁碳质泥浆的烧结应依靠适量的尖晶石化渣线部位MgO-C砖可采用干砌，砌缝内夹垫弹性垫板。这种弹性垫板比耐火泥浆方便得多，并可保证砌缝厚度不超过1mm(国外报道可保证砌缝厚度小于0.5mm。国外在真空处理装置砖衬砌筑中采用的弹性垫板已投人工业生产：由耐火粉料乳化的热塑性塑料制成，耐火粉量的含量达90%:这种弹性垫板在高温时形成含碳陶瓷，具有砖衬在正常使用中所具有的综合性能。
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