CN101869970A - 一种复合材质的连铸中间包挡渣墙及制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种复合材质的连铸中间包挡渣墙，其纵剖面为梯形，由挡渣墙的本体和吊耳(3)组成，两个吊耳(3)位于挡渣墙的本体上边左右各1/4处，挡渣墙的本体由挡渣墙的下部(1)和挡渣墙的上部(2)组成，挡渣墙的下部(1)和挡渣墙的上部(2)分别由不同材质的浇注料复合浇注而成，挡渣墙的厚度m为150～180mm。本发明还提供其制备方法和安装工艺。本发明的挡渣墙使用寿命长，同时提高了挡渣墙的连铸浇注全过程的控流和挡渣效果，避免了连铸中间包使用后期的铸坯质量波动，进一步提高了连铸坯合格率。
Description
技术领域
本发明涉及一种复合材质的连铸中间包挡渣墙及制备工艺，属钢铁冶金连铸中间包流场优化技术领域。
背景技术
目前，国内许多炼钢厂为了改善连铸中间包内的钢液流场，延长钢水在中间包内的停留时间，促进夹杂物的上浮和排出，在连铸中间包内设置控流装置，一般由上部的挡渣墙和下部的挡渣坝组合使用，且挡渣墙的下部与挡渣坝的上部要部分交错，以达到更好的控流效果。目前挡渣墙、挡渣坝主要采用镁质预制件结构，存在的主要缺陷是，挡渣墙不抗侵蚀和冲刷，使用寿命低，一般6~8小时，且随着挡渣墙的下部侵蚀加剧，逐渐失去控流作用，成为制约连铸中间包使用寿命的瓶颈问题。为解决挡渣墙的不抗侵蚀和冲刷问题，现有技术采取了带流钢孔的挡渣墙，仍存在不足：钢流直接从挡渣墙的流钢孔通过，而不是从挡渣墙与挡渣坝的交错空间通过，其促进夹杂物上浮的作用弱化；同时钢流通过挡渣墙时，集中于流钢孔，加剧了流钢孔的侵蚀和冲刷，其使用寿命受到限制，一般为8～10小时，没有从本质上解决问题。
发明内容
本发明的发明目的是，针对现有挡渣墙技术存在的问题，提供一种复合材质的中间包挡渣墙及制备工艺，这种挡渣墙提高了挡渣墙的连铸浇注全过程的控流和挡渣效果，大幅提高了挡渣墙的使用寿命，达到14小时以上。由此提高了中间包的单包连浇浇炉数，降低了连铸生产成本。
一种复合材质的连铸中间包挡渣墙，其纵剖面为梯形，由挡渣墙的本体和吊耳(3)组成，两个吊耳(3)位于挡渣墙的本体上边左右各1/4处，挡渣墙的本体由挡渣墙的下部(1)和挡渣墙的上部(2)组成，挡渣墙的下部(1)和挡渣墙的上部(2)分别由不同材质的浇注料复合浇注而成，挡渣墙的厚度m为150～180mm。
优选的，所述的复合材质的连铸中间包挡渣墙，其主要特征是，挡渣墙采用预制件，挡渣墙的下部(1)由刚玉质浇注料浇注而成，高度h为100～200mm，挡渣墙的上部(2)由镁质浇注料浇注而成。
所述用于复合材质的连铸中间包挡渣墙下部(1)的刚玉质浇注料，按重量百分比由下述材料组成：8～5mm粒度的电熔白刚玉28～32％，3mm≤粒度＜5mm的电熔白刚玉10～14％，1mm≤粒度＜3mm的电熔白刚玉14～18％，0.083mm＜粒度＜1mm的板状刚玉12～16％，180目的板状刚玉细粉3.5～4.5％，325目的板状刚玉微粉5.0～6.0％，325目的尖晶石微粉2.5～3.5％，325目的的氧化铝微粉3.5～5.0％，硅微粉0.5～1.5％，纯铝酸钙水泥3.5～4.5％，200目的电熔镁砂细粉4.5～5.5％，三聚磷酸钠0.1～0.2％，防爆纤维0.03～0.05％，均为重量百分比。
纯铝酸钙水泥优选牌号为CA74的纯铝酸钙水泥。所述硅微粉，SiO2含量≥92％，粒度小于5μm，且粒度小于2μm的占80～85％。
优选的，所述用于复合材质的连铸中间包挡渣墙下部(1)的刚玉质浇注料，按重量百分比由下述材料组成：8～5mm粒度的电熔白刚玉30％，3mm≤粒度＜5mm的电熔白刚玉12％，1mm≤粒度＜3mm的电熔白刚玉16％，0.083mm＜粒度＜1mm的板状刚玉15％，180目的板状刚玉细粉4.0％，325目的板状刚玉微粉6.0％，325目的尖晶石微粉3.0％，325目的氧化铝微粉4.0％，硅微粉1.0％，牌号为CA74的纯铝酸钙水泥4.0％，200目的电熔镁砂细粉4.8％，三聚磷酸钠0.15％，防爆纤维0.05％，均为重量百分比。
所述用于复合材质的连铸中间包挡渣墙上部(2)的镁质浇注料，按重量百分比由下述材料组成：8～5mm粒度的高纯镁砂20～24％，3mm≤粒度＜5mm粒度的高纯镁砂10～15％，1mm≤粒度＜3mm的高纯镁砂14～18％，0.083mm＜粒度＜1mm的电熔镁砂18～21％，180目的电熔镁砂细粉20～24％，硅微粉3.0～4.5％，325目的铝镁尖晶石微粉3.0～5.0％，三聚磷酸钠0.2～0.5％，六偏磷酸钠0.15～0.25％，防爆纤维0.08～0.15％，耐火钢纤维0.3～0.5％，均为重量百分比。
所述硅微粉，SiO2含量≥92％，粒度小于5μm，且粒度小于2μm的占80～85％。
优选的，所述用于复合材质的连铸中间包挡渣墙上部(2)的镁质浇注料，按重量百分比由下述材料组成：8～5mm粒度的高纯镁砂22％，3mm≤粒度＜5mm的高纯镁砂12％，＜1mm≤粒度＜3mm的高纯镁砂16％，0.083mm＜粒度＜1mm粒度的电熔镁砂19％，180目的电熔镁砂细粉22.4％，硅微粉3.5％，325目的铝镁尖晶石微粉4.0％，三聚磷酸钠0.3％，六偏磷酸钠0.2％，防爆纤维0.1％，耐火钢纤维0.5％，均为重量百分比。
本发明还提供所述复合材质的连铸中间包挡渣墙的的制备方法，包括下列步骤：
1)先浇注挡渣墙下部(1)的刚玉质浇注料，将所述挡渣墙的刚玉质浇注料的组成物料称量后，加入混料机内干混2～3分钟，加物料总重量4.5～5.5％的水，湿混4～6分钟，混匀；
2)将混合好的刚玉质浇注料放入胎模内，一次性加料厚度不超过150毫米，此后边加料边用振动棒振动成型；
3)然后浇注挡渣墙上部(2)的镁质浇注料，将所述挡渣墙的镁质浇注料的组成物料称量后，加入混料机内干混2～3分钟，加物料总重量5.5～6.0％的水，湿混4～6分钟，混匀；
4)将混合好的镁质浇注料放入已浇注刚玉质浇注料的胎模内，一次性加料厚度不超过150毫米，此后边加料边用振动棒振动成型，无大的气泡冒出时，复合材质的挡渣墙预制件的生坯完成；
5)在0～30℃的环境温度下养护1～2天；
6)烘烤和冷却，分为以下阶段：(1)从0～120℃以10℃/h升温速度升温，升温至120～150℃；(2)在120～150℃保温，保温时间12h；(3)再从120～150℃以10℃/h升温速度升温，升温至250～300℃；(4)再从250～300℃以15℃/h升温速度升温，升温至400～450℃，(5)停火自然冷却，冷却时间12～24h，复合材质的挡渣墙制作完成。
优选的，步骤5)在15～25℃环境温度下养护1～2天；
所述复合材质的连铸中间包挡渣墙的安装工艺：通过吊耳(3)，用行车吊装挡渣墙，挡渣墙的下边到中间包包底工作衬(4)的工作面距离C为150～200mm，挡渣墙上边到中间包包沿的距离b为30～50mm，挡渣墙的两个侧边埋入中间包包底工作衬的深度a为20～50mm。挡渣墙与中间包工作衬(4)之间的间隙用镁质涂抹料抹实，挡渣墙安装完毕。
本发明的有益效果是：
1)复合材质的连铸中间包挡渣墙能承受高温钢水(1550～1650℃)的高温冲刷，有良好的耐侵蚀性和抗热震性，使用寿命达到14小时以上，由此提高了中间包的单包连浇浇炉数，降低了连铸生产成本。
2)复合材质的连铸中间包挡渣墙，提高了挡渣墙下部(1)的抗侵蚀、抗冲刷性能，提高了挡渣墙的连铸浇注全过程的控流和挡渣效果，避免了连铸中间包使用后期的铸坯质量波动，进一步提高了连铸坯合格率。
本发明在莱芜钢铁集团银山型钢有限公司炼钢厂单流宽厚厚板连铸机中间包、两流中厚板连铸机中间包上成功应用，复合材质的连铸中间包挡渣墙使用寿命由6～8小时提高到14～16小时，同时提高了挡渣墙的连铸浇注全过程的控流和挡渣效果，避免了连铸中间包使用后期的铸坯质量波动，进一步提高了连铸坯合格率，达到99.6％以上。
附图说明
图1是本发明的复合材质的挡渣墙结构示意图。其中A为挡渣墙正视图，B为挡渣墙侧剖面图。
图2是本发明复合材质的挡渣墙的安装工艺示意图。
图中：1-刚玉质挡渣墙下部；2-镁质挡渣墙上部；3-吊耳；4-中间包工作衬；5-中间包永久衬。
具体实施方式
以下实施例是对发明的制备工艺进一步说明，但本发明并不局限于此。
实施例1：
如图1、图2所示，复合材质的连铸中间包挡渣墙，其纵剖面为梯形，由挡渣墙的本体和吊耳(3)组成，两个吊耳(3)位于挡渣墙的本体上边左右各1/4处，挡渣墙的本体由挡渣墙的下部(1)和挡渣墙的上部(2)，分别由不同材质的浇注料复合浇注而成，挡渣墙的厚度m为150mm。挡渣墙采用预制件，挡渣墙的下部(1)由刚玉质浇注料浇注而成，高度h为100mm，挡渣墙的上部(2)由镁质浇注料浇注而成。
所述用于复合材质的连铸中间包挡渣墙下部(1)的刚玉质浇注料，按重量百分比由下述材料组成：8～5mm粒度的电熔白刚玉30％，3mm≤粒度＜5mm粒度的电熔白刚玉12％，1mm≤粒度＜3mm粒度的电熔白刚玉16％，0.083mm＜粒度＜1mm粒度的板状刚玉15％，180目的板状刚玉细粉4.0％，325目的板状刚玉微粉6.0％，325目的尖晶石微粉3.0％，325目的氧化铝微粉4.0％，硅微粉1.0％，牌号为CA74的纯铝酸钙水泥4.0％，200目的电熔镁砂细粉4.8％，三聚磷酸钠0.15％，防爆纤维0.05％，均为重量百分比。
所述用于复合材质的连铸中间包挡渣墙上部(2)的镁质浇注料，按重量百分比由下述材料组成：8～5mm粒度的高纯镁砂22％，3mm≤粒度＜5mm粒度的高纯镁砂12％，1mm≤粒度＜3mm粒度的高纯镁砂16％，0.083mm＜1mm粒度＜粒度的电熔镁砂19％，180目的电熔镁砂细粉22.4％，硅微粉3.5％，325目的铝镁尖晶石微粉4.0％，三聚磷酸钠0.3％，六偏磷酸钠0.2％，防爆纤维0.1％，耐火钢纤维0.5％，均为重量百分比。
所述硅微粉，SiO2含量≥92％，粒度小于5μm，且粒度小于2μm的占80～85％。
所述复合材质的连铸中间包挡渣墙的的制备方法，包括下列步骤：
1)先浇注挡渣墙下部(1)的刚玉质浇注料，将所述挡渣墙的刚玉质浇注料的组成物料称量后，加入混料机内干混2～3分钟，加物料总重量5.0％的水，湿混4～6分钟，混匀；
2)将混合好的刚玉质浇注料放入胎模内，一次性加料厚度不应超过150毫米，此后应边加料边用振动棒振动成型；
3)然后浇注挡渣墙上部(2)的镁质浇注料，将所述挡渣墙的镁质浇注料的组成物料称量后，加入混料机内干混2～3分钟，加物料总重量5.5％的水，湿混4～6分钟，混匀；
4)将混合好的镁质浇注料放入已浇注刚玉质浇注料的胎模内，一次性加料厚度不应超过150毫米，此后应边加料边用振动棒振动成型，无大的气泡冒出时，复合材质的挡渣墙预制件的生坯完成；
5)在15～25℃环境温度下养护1天；
6)烘烤和冷却，分为以下阶段：(1)从10～120℃以10℃/h升温速度升温，升温至120℃；(2)在120℃保温，时间12h；(3)再从120℃以10℃/h升温速度升温，升温至250℃；(4)再从250～300℃以15℃/h升温速度升温，升温至400℃，(5)停火自然冷却，时间24h，复合材质的挡渣墙制作完成。
所述复合材质的连铸中间包挡渣墙的安装工艺：通过吊耳(3)，用行车吊装挡渣墙，挡渣墙的下边到中间包包底工作衬(4)的工作面距离C为150mm，挡渣墙上边到中间包包沿的距离b为30mm，挡渣墙的两个侧边埋入中间包包底工作衬的深度a为20mm。挡渣墙与中间包工作衬(4)之间的间隙用镁质涂抹料抹实，挡渣墙安装完毕。
实施例2
其他同实施例1，不同之处在于：
挡渣墙的厚度m为180mm，挡渣墙的下部(1)刚玉质浇注料的高度h为200mm。
所述用于复合材质的连铸中间包挡渣墙下部(1)的刚玉质浇注料，按重量百分比由下述材料组成：8～5mm粒度的电熔白刚玉30％，3mm≤粒度＜5mm粒度的电熔白刚玉14％，1mm≤粒度＜3mm粒度的电熔白刚玉14％，0.083mm＜粒度＜1mm粒度的板状刚玉16％，180目的板状刚玉细粉3.5％，325目的板状刚玉微粉5.5％，325目的尖晶石微粉3.5％，325目的氧化铝微粉3.5％，硅微粉1.0％，牌号为CA74的纯铝酸钙水泥4.0％，200目的电熔镁砂细粉4.8％，三聚磷酸钠0.15％，防爆纤维0.05％，均为重量百分比。
所述用于复合材质的连铸中间包挡渣墙上部(2)的镁质浇注料，按重量百分比由下述材料组成：8～5mm粒度的高纯镁砂20％，3mm≤粒度＜5mm粒度的高纯镁砂14％，1mm≤粒度＜3mm粒度的高纯镁砂16％，0.083mm＜粒度＜1mm粒度的电熔镁砂18％，180目的电熔镁砂细粉23.4％，硅微粉3.5％，325目的铝镁尖晶石微粉4.0％，三聚磷酸钠0.3％，六偏磷酸钠0.2％，防爆纤维0.1％，耐火钢纤维0.5％，均为重量百分比。
所述复合材质的连铸中间包挡渣墙的安装工艺：通过吊耳(3)，用行车吊装挡渣墙，挡渣墙的下边到中间包包底工作衬(4)的工作面距离C为200mm，挡渣墙上边到中间包包沿的距离b为50mm，挡渣墙的两个侧边埋入中间包包底工作衬的深度a为50mm。
Claims (9)
1.一种复合材质的连铸中间包挡渣墙，其纵剖面为梯形，由挡渣墙的本体和吊耳(3)组成，两个吊耳(3)位于挡渣墙的本体上边左右各1/4处，挡渣墙的本体由挡渣墙的下部(1)和挡渣墙的上部(2)组成，挡渣墙的下部(1)和挡渣墙的上部(2)分别由不同材质的浇注料复合浇注而成，挡渣墙的厚度m为150～180mm。
2.如权利要求1所述的复合材质的连铸中间包挡渣墙，其特征是，挡渣墙采用预制件，挡渣墙的下部(1)由刚玉质浇注料浇注而成，高度h为100～200mm，挡渣墙的上部(2)由镁质浇注料浇注而成。
3.如权利要求2所述的复合材质的连铸中间包挡渣墙，其特征是，所述用于复合材质的连铸中间包挡渣墙下部(1)的刚玉质浇注料，按重量百分比由下述材料组成：8～5mm粒度的电熔白刚玉28～32％，3mm≤粒度＜5mm的电熔白刚玉10～14％，1mm≤粒度＜3mm的电熔白刚玉14～18％，0.083mm＜粒度＜1mm的板状刚玉12～16％，180目的板状刚玉细粉3.5～4.5％，325目的板状刚玉微粉5.0～6.0％，325目的尖晶石微粉2.5～3.5％，325目的的氧化铝微粉3.5～5.0％，硅微粉0.5～1.5％，纯铝酸钙水泥3.5～4.5％，200目的电熔镁砂细粉4.5～5.5％，三聚磷酸钠0.1～0.2％，防爆纤维0.03～0.05％，均为重量百分比。
4.如权利要求3所述的复合材质的连铸中间包挡渣墙，其特征是，所述用于复合材质的连铸中间包挡渣墙下部(1)的刚玉质浇注料，按重量百分比由下述材料组成：8～5mm粒度的电熔白刚玉30％，3mm≤粒度＜5mm的电熔白刚玉12％，1mm≤粒度＜3mm的电熔白刚玉16％，0.083mm＜粒度＜1mm的板状刚玉15％，180目的板状刚玉细粉4.0％，325目的板状刚玉微粉6.0％，325目的尖晶石微粉3.0％，325目的氧化铝微粉4.0％，硅微粉1.0％，牌号为CA74的纯铝酸钙水泥4.0％，200目的电熔镁砂细粉4.8％，三聚磷酸钠0.15％，防爆纤维0.05％，均为重量百分比。
5.如权利要求2所述的复合材质的连铸中间包挡渣墙，其特征是，所述用于复合材质的连铸中间包挡渣墙上部(2)的镁质浇注料，按重量百分比由下述材料组成：8～5mm粒度的高纯镁砂20～24％，3mm≤粒度＜5mm粒度的高纯镁砂10～15％，1mm≤粒度＜3mm的高纯镁砂14～18％，0.083mm＜粒度＜1mm的电熔镁砂18～21％，180目的电熔镁砂细粉20～24％，硅微粉3.0～4.5％，325目的铝镁尖晶石微粉3.0～5.0％，三聚磷酸钠0.2～0.5％，六偏磷酸钠0.15～0.25％，防爆纤维0.08～0.15％，耐火钢纤维0.3～0.5％，均为重量百分比。
6.如权利要求5所述的复合材质的连铸中间包挡渣墙，其特征是，所述用于复合材质的连铸中间包挡渣墙上部(2)的镁质浇注料，按重量百分比由下述材料组成：8～5mm粒度的高纯镁砂22％，3mm≤粒度＜5mm的高纯镁砂12％，＜1mm≤粒度＜3mm的高纯镁砂16％，0.083mm＜粒度＜1mm粒度的电熔镁砂19％，180目的电熔镁砂细粉22.4％，硅微粉3.5％，325目的铝镁尖晶石微粉4.0％，三聚磷酸钠0.3％，六偏磷酸钠0.2％，防爆纤维0.1％，耐火钢纤维0.5％，均为重量百分比。
7.如权利要求1所述的复合材质的连铸中间包挡渣墙的的制备方法，包括下列步骤：
1)先浇注挡渣墙下部(1)的刚玉质浇注料，将所述挡渣墙的刚玉质浇注料的组成物料称量后，加入混料机内干混2～3分钟，加物料总重量4.5～5.5％的水，湿混4～6分钟，混匀；
2)将混合好的刚玉质浇注料放入胎模内，一次性加料厚度不超过150毫米，此后边加料边用振动棒振动成型；
3)然后浇注挡渣墙上部(2)的镁质浇注料，将所述挡渣墙的镁质浇注料的组成物料称量后，加入混料机内干混2～3分钟，加物料总重量5.5～6.0％的水，湿混4～6分钟，混匀；
4)将混合好的镁质浇注料放入已浇注刚玉质浇注料的胎模内，一次性加料厚度不超过150毫米，此后边加料边用振动棒振动成型，无大的气泡冒出时，复合材质的挡渣墙预制件的生坯完成；
5)在0～30℃的环境温度下养护1～2天；
6)烘烤和冷却，分为以下阶段：(1)从0～120℃以10℃/h升温速度升温，升温至120～150℃；(2)在120～150℃保温，保温时间12h；(3)再从120～150℃以10℃/h升温速度升温，升温至250～300℃；(4)再从250～300℃以15℃/h升温速度升温，升温至400～450℃，(5)停火自然冷却，冷却时间12～24h，复合材质的挡渣墙制作完成。
8.如权利要求7所述的复合材质的连铸中间包挡渣墙的的制备方法，步骤5)在15～25℃环境温度下养护1～2天。
9.如权利要求1所述的复合材质的连铸中间包挡渣墙的安装工艺，包括下列步骤：通过吊耳(3)，用行车吊装挡渣墙，挡渣墙的下边到中间包包底工作衬(4)的工作面距离C为150～200mm，挡渣墙上边到中间包包沿的距离b为30～50mm，挡渣墙的两个侧边埋入中间包包底工作衬的深度a为20～50mm；挡渣墙与中间包工作衬(4)之间的间隙用镁质涂抹料抹实，挡渣墙安装完毕。
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