CN101658910B - 复合型挡渣堰及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种复合型挡渣堰及其制备方法，其堰体是由上部挡渣部和下部挡钢水部紧密衔接成一体的，所述上部挡渣部由铝镁质材料制作，下部挡钢水部由镁质材料制作。本发明根据挡渣堰堰体下部主要与侵蚀性较缓和的钢水相接触，而挡渣堰堰体上部主要与侵蚀性强的熔渣相接触的状况，采用抗侵蚀性一般的镁质材料和抗侵蚀性强的铝镁质材料分别作为挡渣堰上部挡渣部与下部挡钢水部的制作材料，并通过制备工艺使不同材质的挡渣堰堰体上下部有机地衔接成一体。本发明的复合型挡渣堰合理地应用了耐材资源，既保证挡渣堰对钢水不产生污染，又大大延长了挡渣堰的使用寿命，同时使挡渣堰的上下部使用寿命基本同步，达到最经济地使用挡渣堰，有效地降低生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及冶金连铸中间包的一种挡渣堰及其制备方法。
背景技术
连铸中间包设置挡渣堰是为了改变钢流的运动轨迹，从而适当延长钢液在中间包内的停留时间，使其中的夹杂物有足够时间充分碰撞、聚集、上浮，以净化钢液。现在钢厂都实行高炉连浇，实践中发现，原有镁质挡渣堰在使用超过10小时时，其下部即对应于钢水区域的挡渣堰体部位尚完好无损，但其上部即对应于钢水上部熔渣区域的挡渣堰体部位巳被侵蚀成穿孔状而失去挡渣堰的的应有作用。为此，有些钢厂采用抗侵蚀性能更好的铝镁质材料制作挡渣堰，这样虽然大幅度地提高了挡渣堰的使用寿命，但铝镁质材料对钢水有较大的污染，而且铝镁质材料价格很高，因而铝镁质挡渣堰的性价比还不如镁质挡渣堰。
发明内容
本发明的目的之一，是提供一种复合型挡渣堰，它使用寿命长，生产成本低，且对钢水污染小。
本发明的目的之二，是提供所述复合型挡渣堰的一种制备方法。
本发明的技术解决方案是：
一种复合型挡渣堰，其堰体是由上部挡渣部和下部挡钢水部紧密衔接成一体的，所述上部挡渣部由铝镁质材料制作，所述下部挡钢水部由镁质材料制作。
所述铝镁质材料制作的堰体上部挡渣部，其组成成份及按重量百分比的组成比例为：矾土44～50％，电熔镁砂15～25％，硅微粉1～3％，氧化铝粉2～8％，刚玉粉15～20％，镁铝尖晶石6～10％，三聚磷酸钠0.2％，六偏磷酸钠0.05％，有机防爆纤维0.02％。
所述由镁质材料制作的堰体下部挡钢水部，其组成成份及按重量百分比的组成比例为：电熔镁砂85～95％，硅微粉2～8％，氧化铝粉2～7％，三聚磷酸钠0.2％，有机聚羧酸类减水剂0.15％，缓凝剂0.15％，有机防爆纤维0.02％。
上述镁质材料和铝镁质材料组份中的各成份原料的质量优选指标为：
矾土原料：AL2O3≥88％。
刚玉粉原料：AL2O3≥99％，R2O≤0.5％。
镁铝尖晶石原料：MgO 32～34％，AL2O3 64～66％。
硅微粉原料：SiO2≥92％，Fe2O3≤1％。
氧化铝粉原料：AL2O3≥99％。
电熔镁砂原料：MgO≥96％，SiO2≤2.2％，CaO≤2.0％，体积密度≥3.45g/cm3。
上述铝镁质材料制作的上部挡渣部的组份优选配比为：矾土47％，电熔镁砂20％，硅微粉2％，氧化铝粉5％，刚玉粉17.73％，镁铝尖晶石8％，三聚磷酸钠0.2％，六偏磷酸钠0.05％，有机防爆纤维0.02％。
上述镁质材料制作的下部挡钢水部的组份优选配比为：电熔镁砂90％，硅微粉5％，氧化铝粉4.48％，三聚磷酸钠0.2％，有机聚羧酸类减水剂0.15％，缓凝剂0.15％，有机防爆纤维0.02％。
一种制备所述复合型挡渣堰的方法，它可通过上下复合方式成型或水平复合方式成型：
上下复合方式成型的方法是：按复合型挡渣堰上下部的不同组份原料分别加水均匀搅拌成挡渣堰的上部铝镁质浇注料和下部镁质浇注料；将立式模具安置于振动台上，先向模具中加入镁质浇注料，至预先设定的复合型挡渣堰上下部结合界高度，启动振动台振动3～5分钟；然后再向模具中加入铝镁质浇注料，至复合型挡渣堰的设定总高度，启动振动台振动3～5分钟；自然养护24小时后脱模；将脱模后的复合型挡渣堰坯料送入烘烤窑，在300℃下烘烤36小时，自然冷却后出窑，经检测合格，即得成品。
水平复合方式成型的方法是：按复合型挡渣堰上下部的不同组份原料分别加水均匀搅拌成挡渣堰的上部铝镁质浇注料和下部镁质浇注料；将卧式模具安置于振动台上，并在卧式模具中位于复合型挡渣堰上下部结合界处插入隔板，然后在被隔板分隔成前部和后部的模腔中分别加入铝镁质浇注料和镁质浇注料，至设定的复合型挡渣堰厚度，启动振动台振动3～5分钟，尔后抽出模具中的隔板，继续振动1分钟；自然养护24小时后脱模；将脱模后的复合型挡渣堰坯料送入烘烤窑，在300℃下烘烤36小时，自然冷却后出窑，经检测合格，即得成品。
本发明的有益效果是：根据挡渣堰堰体下部主要与侵蚀性较缓和的钢水相接触，而挡渣堰堰体上部主要与侵蚀性强的熔渣相接触的状况，采用抗侵蚀性一般的镁质材料和抗侵蚀性强的铝镁质材料分别作为挡渣堰上部挡渣部与下部挡钢水部的制作材料，并通过制备工艺使不同材质的挡渣堰堰体上下部有机地衔接成一体。本发明的复合型挡渣堰合理地应用了耐材资源，既保证挡渣堰对钢水不产生污染，又大大延长了挡渣堰的使用寿命，同时使挡渣堰的上下部使用寿命基本同步，达到最经济地使用挡渣堰，有效地降低生产成本。
附图说明
图1为本复合型挡渣堰实施例之一的结构示意图。
图2为本复合型挡渣堰实施例之二的结构示意图。
图中标号：1挡渣部 2挡钢水部 3挡渣部与挡钢水部的衔接结合部 4钢水通道 5吊环。
具体实施方式
下面结合附图以实施例对本发明作进一步说明。
实施例1，一种复合型挡渣堰，其堰体下部挡钢水部2采用镁质材料制作，其具体组成成份及按重量百分比的组成比例为：电熔镁砂85％，硅微粉8％，氧化铝粉6.48％，三聚磷酸钠0.2％，有机聚羧酸类减水剂0.15％，缓凝剂0.15％，有机防爆纤维0.02％；其堰体上部挡渣部1采用铝镁质材料制作，其具体组成成份及按重量百分比的组成比例为：矾土44％，电熔镁砂25％，硅微粉1％，氧化铝粉8％，刚玉粉15％，镁铝尖晶石6.73％，三聚磷酸钠0.2％，六偏磷酸钠0.05％，有机防爆纤维0.02％。其中缓凝剂为酒石酸钾钠，有机防爆纤维为聚氨酯类纤维。
制备方法采用水平复合方式成型：按上述复合型挡渣堰上下部的不同组份原料分别加水均匀搅拌成挡渣堰的上部铝镁质浇注料和下部镁质浇注料；将卧式模具安置于振动台上，并在卧式模具中位于复合型挡渣堰上下部结合界处插入隔板，同时在对应于挡渣堰的钢水通道4处垂直安置直径相当于钢水通道4内径的短钢管，向模具一侧壁的吊环缝中插置吊环5，然后在被隔板分隔成前部和后部的模腔中分别加入铝镁质浇注料和镁质浇注料，至设定的复合型挡渣堰厚度，启动振动台振动3～5分钟，尔后抽出模具中的隔板，继续振动1分钟；自然养护24小时后脱模；将脱模后的复合型挡渣堰坯料送入烘烤窑，在300℃下烘烤36小时，自然冷却后出窑。
产品经物理检测：体积密度为2.78g/cm3，抗折强度10.55MPa，耐压强度75.34MPa，线变化率-0.22％，上下部接合处无裂纹。
上述产品10块送钢厂安装于钢水连铸中间包实际使用，结果平均使用寿命达14.2小时，最高达16小时。检查使用后的挡渣堰状况，铝镁质的上部挡渣部表现了和原整体铝镁挡堰一致的抗侵蚀性能，在使用16小时后挡渣部侵蚀了3～4cm，镁质的下部挡钢水部出现一些侵蚀现象，上下交接界面无明显差异。
实施例2，一种复合型挡渣堰，其堰体下部挡钢水部2采用镁质材料制作，其具体组成成份及按重量百分比的组成比例为：电熔镁砂90％，硅微粉5％，氧化铝粉4.48％，三聚磷酸钠0.2％，有机聚羧酸类减水剂0.15％，缓凝剂0.15％，有机防爆纤维0.02％；其堰体上部挡渣部1采用铝镁质材料制作，其具体组成成份及按重量百分比的组成比例为：矾土47％，电熔镁砂20％，硅微粉2％，氧化铝粉5％，刚玉粉17.73％，镁铝尖晶石8％，三聚磷酸钠0.2％，六偏磷酸钠0.05％，有机防爆纤维0.02％。其中缓凝剂为柠檬酸钠，有机防爆纤维为聚氨酯类纤维。
制备方法采用上下复合方式成型：按复合型挡渣堰上下部的不同组份原料分别加水均匀搅拌成挡渣堰的上部铝镁质浇注料和下部镁质浇注料；将立式模具安置于振动台上，先向模具中加入镁质浇注料，至预先设定的复合型挡渣堰上下部结合界高度，启动振动台振动3～5分钟；然后再向模具中加入铝镁质浇注料，至复合型挡渣堰的设定总高度，并插入吊环5，启动振动台振动3～5分钟；自然养护24小时后脱模；将脱模后的复合型挡渣堰坯料送入烘烤窑，在300℃下烘烤36小时，自然冷却后出窑。
产品经物理检测：体积密度为2.78g/cm3，抗折强度11.21MPa，耐压强度87.76MPa，线变化率-0.26％，上下部接合处无裂纹。
上述产品10块送钢厂安装于钢水连铸中间包实际使用，结果平均使用寿命达14.5小时，最高达17小时。检查使用后的挡渣堰状况，铝镁质的上部挡渣部表现了和原整体铝镁挡堰一致的抗侵蚀性能，在使用17小时后挡渣部侵蚀了3～4cm，镁质的下部挡钢水部出现一些侵蚀现象，上下交接界面无明显差异。
实施例3，一种复合型挡渣堰，其堰体下部挡钢水部采用镁质材料制作，其具体组成成份及按重量百分比的组成比例为：电熔镁砂95％，硅微粉2％，氧化铝粉2.48％，三聚磷酸钠0.2％，有机聚羧酸类减水剂0.15％，缓凝剂0.15％，有机防爆纤维0.02％；其堰体上部挡渣部采用铝镁质材料制作，其具体组成成份及按重量百分比的组成比例为：矾土50％，电熔镁砂15％，硅微粉3％，氧化铝粉2％，刚玉粉20％，镁铝尖晶石9.73％，三聚磷酸钠0.2％，六偏磷酸钠0.05％，有机防爆纤维0.02％。其中缓凝剂为草酸钠，有机防爆纤维为聚氨酯类纤维。
制备方法同实施例2。
产品经物理检测：体积密度为2.70g/cm3，抗折强度9.11MPa，耐压强度78.26MPa，线变化率-0.24％，上下部接合处无裂纹。
上述产品10块送钢厂安装于钢水连铸中间包实际使用，结果平均使用寿命达14.1小时，最高达15.6小时。检查使用后的挡渣堰状况，铝镁质的上部挡渣部表现了和原整体铝镁挡堰一致的抗侵蚀性能，在使用15.6小时后挡渣部侵蚀了3～4cm，镁质的下部挡钢水部出现一些侵蚀现象，上下交接界面无明显差异。
Claims (11)
1.一种复合型挡渣堰，堰体是由上部挡渣部(1)和下部挡钢水部(2)紧密衔接成一体的，所述上部挡渣部(1)由铝镁质材料制作，所述下部挡钢水部(2)由镁质材料制作，其特征在于所述铝镁质材料制作的堰体上部挡渣部(1)，其组成成份及按重量百分比的组成比例为：矾土44～50％，电熔镁砂15～25％，硅微粉1～3％，氧化铝粉2～8％，刚玉粉15～20％，镁铝尖晶石6～10％，三聚磷酸钠0.2％，六偏磷酸钠0.05％，有机防爆纤维0.02％。
2.按权利要求1所述的复合型挡渣堰，其特征在于所述铝镁质材料制作的上部挡渣部(1)的组份优选配比为：矾土47％，电熔镁砂20％，硅微粉2％，氧化铝粉5％，刚玉粉17.73％，镁铝尖晶石8％，三聚磷酸钠0.2％，六偏磷酸钠0.05％，有机防爆纤维0.02％。
3.按权利要求1所述的复合型挡渣堰，其特征在于由镁质材料制作的堰体下部挡钢水部(2)，其组成成份及按重量百分比的组成比例为：电熔镁砂85～95％，硅微粉2～8％，氧化铝粉2～7％，三聚磷酸钠0.2％，有机聚羧酸类减水剂0.15％，缓凝剂0.15％，有机防爆纤维0.02％。
4.按权利要求3所述的复合型挡渣堰，其特征在于所述镁质材料制作的下部挡钢水部(2)的组份优选配比为：电熔镁砂90％，硅微粉5％，氧化铝粉4.48％，三聚磷酸钠0.2％，有机聚羧酸类减水剂0.15％，缓凝剂0.15％，有机防爆纤维0.02％。
5.按权利要求1或2所述的复合型挡渣堰，其特征在于所述矾土原料的质量指标为：AL2O3≥88％。
6.按权利要求1或2所述的复合型挡渣堰，其特征在于所述刚玉粉原料的质量指标为：AL2O3≥99％，R2O≤0.5％。
7.按权利要求1或2所述的复合型挡渣堰，其特征在于所述镁铝尖晶石原料的质量指标为：MgO 32～34％，AL2O3 64～66％。
8.按权利要求1至4之一所述的复合型挡渣堰，其特征在于所述硅微粉原料的质量指标为：SiO2≥92％，Fe2O3≤1％。
9.按权利要求1至4之一所述的复合型挡渣堰，其特征在于所述氧化铝粉原料的质量指标为：AL2O3≥99％。
10.按权利要求1至4之一所述的复合型挡渣堰，其特征在于所述电熔镁砂原料的质量指标为：MgO≥96％，SiO2≤2.2％，CaO≤2.0％，体积密度≥3.45g/cm3。
11.一种制备如权利要求1所述的复合型挡渣堰的方法，其特征在于所述复合型挡渣堰可通过上下复合方式成型或水平复合方式成型：
上下复合方式成型的方法是：按复合型挡渣堰上下部的不同组份原料分别加水均匀搅拌成挡渣堰的上部铝镁质浇注料和下部镁质浇注料；将立式模具安置于振动台上，先向模具中加入镁质浇注料，至预先设定的复合型挡渣堰上下部结合界高度，启动振动台振动3～5分钟；然后再向模具中加入铝镁质浇注料，至复合型挡渣堰的设定总高度，启动振动台振动3～5分钟；自然养护24小时后脱模；将脱模后的复合型挡渣堰坯料送入烘烤窑，在300℃下烘烤36小时，自然冷却后出窑，经物理检测合格，即得成品；
水平复合方式成型的方法是：按复合型挡渣堰上下部的不同组份原料分别加水均匀搅拌成挡渣堰的上部铝镁质浇注料和下部镁质浇注料；将卧式模具安置于振动台上，并在卧式模具中位于复合型挡渣堰上下部结合界处插入隔板，然后在被隔板分隔成前部和后部的模腔中分别加入铝镁质浇注料和镁质浇注料，至设定的复合型挡渣堰厚度，启动振动台振动3～5分钟，尔后抽出模具中的隔板，继续振动1分钟；自然养护24小时后脱模；将脱模后的复合型挡渣堰坯料送入烘烤窑，在300℃下烘烤36小时，自然冷却后出窑，经物理检测合格，即得成品。
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