CN101579730B - 复合固体冷却介质及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种复合固体冷却介质及其制备方法，复合固体冷却介质包括：Cr2O3：45-47％，SiO2：1-2％，CaO：0.5-1％，FeO：20-30％，MgO：10-15％；Al2O3：10-20％；其余成分是粒度为70-100目的碳粉。本发明在铸造过程中可以有效避免冷却水管熔穿；避免基体和冷却水管间产生气隙；避免冷却水管在铸造过程中发生重熔和再结晶，破坏冷却水管原有的轧制性能；精确实现冷却水管外表面的微熔，解决了冷却水管在浇注过程中熔穿和内表面氧化问题，节约生产成本；使得冷却水管与基体紧密结合，提高基体的冷却效果，并且可以通过调整配比来改变传热效率，提高冷却装置的机械性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种冷却介质，具体讲是涉及一种冶金过程中用到的冷却介质及其制备方法，属于冶金炼铁技术领域。
背景技术
在冶金行业，有很多铸件在铸造过程中，需要在砂型中事先设置轧制管件或其他的金属件作为冷却通道。比如，在为冶金高温炉窑提供冷却的冷却壁、转炉烟道、冷却板等冷却装置中，在铸造上述的装置时，需要事先在浇注模型中放入经过轧制的冷却水管，然后在冷却水管的外侧浇注钢水，将冷却水管浇注在钢水中，这样省却了浇注后为冷却通道钻孔等加工过程，而且有些冷却通道由于是弯曲或异形的，这样的通道在浇筑后也无法加工，因此预先放置水管可以减少后期的很多工序，提高生产效率。
但是，在浇注过程中，为了防止高温的钢水将冷却水管熔化或熔穿，造成废品或其他缺陷，目前的方法是在冷却水管的外侧焊接大量的内冷铁块，由于内冷铁块的存在，降低了冷却水管周围的钢水温度，也保证了冷却水管的完好，提高了成品率。
但是采用内冷铁块，其结果差强人意。主要原因在浇注过程中，在冷却水管外表面焊接大量冷铁，冷铁在浇筑过程中熔化不完全，破坏冷却水管和浇注基体整体的机械性能，并促使气隙产生，严重恶化冷却装置的传热性能；另外，在浇注过程中，冷却水管内部易发生氧化，冷却水管易发生重熔合再结晶，破坏冷却水管原有的轧制性能，产品质量大大降低。因此，造成冷却装置的成品率很低，性能不佳，寿命也不长。
发明内容
为了克服现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种复合固体冷却介质及其制备方法，在铸造过程中将其随同循环的液态冷却介质通过冷却水管，可以省却焊接内冷铁块，避免使用当前不得已而采用的内冷铁块，实现了精确控制吸热量，保证冷却水管不发生重熔和再结晶，促使冷却水管外表面在浇注过程中微熔，并使得冷却水管在浇注后与基体紧密结合，优化铸造工艺，有效减少元素偏析，提高了产品质量和成品率，同时保证了生产工艺安全稳定地进行。
为达到上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种复合固体冷却介质，其特征在于包括：Cr2O3：45-47％，SiO2：1-2％，CaO：0.5-1％，FeO：20-30％，MgO：10-15％；AL2O3：10-20％；其余成分是粒度为70-100目的碳粉；上述比例为重量百分比。
前述的复合固体冷却介质，其特征在于所述的FeO的重量百分比为：25-28％。
前述的复合固体冷却介质，其特征在于所述的MgO的重量百分比为：10-13％。
前述的复合固体冷却介质，其特征在于所述的AL2O3的重量百分比为：12-15％。
前述的复合固体冷却介质，其特征在于所述的Cr2O3、SiO2、CaO、FeO、MgO和AL2O3的粒度为40-70目。
一种制备权利要求1所述的复合固体冷却介质的方法，其特征在于包括：
(1)、原材料准备：购置权利要求1所述的化学试剂，并按照比例准备化学试剂；
(2)、筛分和研磨：对准备的化学试剂进行筛分和研磨，将准备的Cr2O3、SiO2、CaO、FeO、MgO和AL2O3的粒度控制在40-70目；
(3)、混合：将粒度满足条件的化学试剂按照配比进行机械混合；
(4)、灼烧：对混合的化学试剂进行高温灼烧，在大气环境下灼烧3-5分钟，灼烧温度为1000℃-1100℃，并在灼烧过程中不断搅拌混合试剂；
(5)、加入碳粉：灼烧过程结束后，去除在灼烧过程中产生的粘结块，然后加入粒度为70-100目的碳粉；
(6)、冷却密封：待混合试剂冷却至100-120℃时，迅速装罐密封，置于干燥处备用，在密封罐外标注混合试剂的成分和生产日期。
本发明的有益效果是：采用本发明的复合固体冷却介质，在铸造过程中可以有效避免冷却水管熔穿；避免基体和冷却水管间产生气隙；避免冷却水管在铸造过程中发生重熔和再结晶，破坏冷却水管原有的轧制性能；精确实现冷却水管外表面的微熔，解决了冷却水管在浇注过程中熔穿和内表面氧化问题，延长冷却装置的寿命进而延长冶金高温窑炉的寿命，节约生产成本；使得冷却水管与基体紧密结合，提高基体的冷却效果，并且可以通过调整配比来改变传热效率，来改变提高冷却装置的机械性能。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步说明。
本发明的复合固体冷却介质，其成分包括：Cr2O3：45-47％，SiO2：1-2％，CaO：0.5-1％，FeO：20-30％，MgO：10-15％；AL2O3：10-20％；其余成分是粒度为70-100目的碳粉，上述比例为质量百分比。
为了保证冷却水管的微熔效果，上述的FeO最好是25-28％；上述的MgO最好是10-13％；上述的AL2O3最好是12-15％。
实施例1：
复合固体冷却介质中，各成分的配比为：Cr2O3：45％，SiO2：1.8％，CaO：0.7％，FeO：20％，MgO：10％，AL2O3：15％，粒度为70-100目的碳粉：7.5％。
实施例2：
复合固体冷却介质中，各成分的配比为：Cr2O3：47％，SiO2：1％，CaO：0.5％，FeO：26％，MgO：12％，AL2O3：12％，粒度为70-100目的碳粉：1.5％。
实施例3：
复合固体冷却介质中，各成分的配比为：Cr2O3：46％，SiO2：2％，CaO：0.5％，FeO：30％，MgO：10％，AL2O3：10％，粒度为70-100目的碳粉：1.5％。
复合固体冷却介质的制造过程：在购置上述化学试剂时，需要严格控制这些化学试剂的粒度，其粒度不能过大也不能过小，其范围必须控制在40目-70目之间，如粒度不合适，需要进行筛分或进一步研磨，使试剂粒度满足上述范围。将粒度满足条件的试剂按照配比进行机械混合，在大气环境下进行高温灼烧，灼烧温度为1000℃-1100℃，灼烧时间为三至五分钟，并在灼烧过程中不断搅拌混合试剂，灼烧过程结束后，去除在灼烧过程中产生的粘结块，然后加入粒度为70-100目的碳粉。待混合试剂冷却至100-120℃时，迅速装罐密封，置于干燥处备用，务必在密封罐外标注混合试剂的成分和生产日期。至此，由混合试剂 制成的复合固体冷却介质制作完成。
在铸造时，在放在模型中的冷却水管中通以循环的液态冷却介质，将本发明的复合固体冷却介质加入到循环的液态冷却介质中，其加入量为5-10kg/吨钢水，通过复合冷却介质的传热作用，防止冷却水管熔穿或内表面发生氧化，这样就可以在浇注过程中保证冷却水管外表面微熔，可以很好地与基体结合，而且也不会破坏冷却水管的性能。
本发明打破传统的气体冷却模式，避免使用当前不得已而采用的对材料性能不利的内冷铁块，采用复合固体冷却介质，随同液态冷却介质循环，实现精确控制吸热量，保证冷却水管外表面不发生重熔和再结晶，解决了冷却水管在浇注过程中熔穿和氧化的问题，促使冷却水管表面在浇注过程中微熔，并使得冷却水管在浇注后与基体紧密结合，避免了气隙，维持了冷却水管在原有轧制条件下的晶粒形态和结构性能，保持了冷却水管原有的良好轧制性能。并且，可以根据不同的需要，改变复合固体冷却介质的配比，改变传热效率，从而控制冷却水管的表面微熔程度，保证结合效果。
上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。
Claims (6)
1.一种复合固体冷却介质，其特征在于包括：Cr2O3：45-47％，SiO2：1-2％，CaO：0.5-1％，FeO：20-30％，MgO：10-15％；AL2O3：10-20％；其余成分是粒度为70-100目的碳粉；上述比例为重量百分比。
2.根据权利要求1所述的复合固体冷却介质，其特征在于所述的FeO的重量百分比为：25-28％。
3.根据权利要求1所述的复合固体冷却介质，其特征在于所述的MgO的重量百分比为：10-13％。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的复合固体冷却介质，其特征在于所述的AL2O3的重量百分比为：12-15％。
5.根据权利要求1所述的复合固体冷却介质，其特征在于所述的Cr2O3、SiO2、CaO、FeO、MgO和AL2O3的粒度为40-70目。
6.一种制备权利要求1所述的复合固体冷却介质的方法，其特征在于包括：
(1)、原材料准备：购置权利要求1所述的化学试剂，并按照比例准备化学试剂；
(2)、筛分和研磨：对准备的化学试剂进行筛分和研磨，将准备的Cr2O3、SiO2、CaO、FeO、MgO和AL2O3的粒度控制在40-70目；
(3)、混合：将粒度满足条件的化学试剂按照配比进行机械混合；
(4)、灼烧：对混合的化学试剂进行高温灼烧，在大气环境下灼烧3-5分钟，灼烧温度为1000℃-1100℃，并在灼烧过程中不断搅拌混合试剂；
(5)、加入碳粉：灼烧过程结束后，去除在灼烧过程中产生的粘结块，然后加入粒度为70-100目的碳粉；
(6)、冷却密封：待混合试剂冷却至100-120℃时，迅速装罐密封，置于干燥处备用，在密封罐外标注混合试剂的成分和生产日期。
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