CN102603317B - 用于高温金属熔体保护浇注的注流套管及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于高温金属熔体保护浇注的注流套管及其制造方法，属于钢水连铸技术领域。本发明所提供的用于高温金属熔体保护浇注的注流套管的管壁由内中外三层结构组成，制备方法是：选基料：分类对熔融石英、刚玉、镁砂、石英、石墨、三氧化二铝微粉、二氧化硅微粉、三氧化二铬微粉进行选料；破碎筛分；制备各层所用浆料；制备各层所用混合料；三层复合坯体的成型；最后将三层复合坯体在常温、常压下自然通风干燥，焙烧后缓慢冷却，制得注流套管。本发明方法所制备的注流套管在实际使用过程中，使用寿命比现有熔融石英质注流套管有大幅度提高，而应用成本又比铝碳质注流套管低很多，显著改善了产品的性能价格比。

Description

用于高温金属熔体保护浇注的注流套管及其制造方法

技术领域

本发明属于钢水连铸技术领域，具体涉及一种用于高温金属熔体保护浇注的注流套管及其制造方法。

背景技术

高温金属熔体在浇注过程中通常要用注流套管进行保护浇注。为避免金属熔体与空气接触产生二次氧化，现在在钢水连铸过程中使用熔融石英质注流套管或铝碳质注流套管两种，前者应用成本较低，使用寿命短；后者应用成本高，使用寿命长。目前还没有第三种材质的注流套管可以兼顾上述两种材质注流套管的优点。

发明内容

本发明针对现有注流套管存在的技术问题，提供一种用于高温金属熔体保护浇注的注流套管及其制造方法。

本发明所提供的用于高温金属熔体保护浇注的注流套管的管壁由内中外三层结构组成，内中外三层结构的组成及重量百分比如下：

A：外层坯体由熔融石英组成，SiO₂：98~99%；

B：内层由刚玉、镁砂、石英、石墨及粘结剂组成，Al₂O₃：87~94%，MgO：2~5%, SiO₂：1~4%，碳C：0.5~1.5%，粘结剂：1.2~1.7%，所述粘结剂为镁铝溶胶；

C：中间结合层由三氧化二铝微粉、二氧化硅微粉、三氧化二铬微粉及粘结剂组成，Al₂O₃：82~91% ，SiO₂：2~6%，Cr₂O₃：5~10%，粘结剂：1.1~1.3%，所述粘结剂为硅铝溶胶。

本发明所提供的用于高温金属熔体保护浇注的注流套管的制备方法具体步骤如下：

（1）选基料：分类对熔融石英、刚玉、镁砂、石英、石墨、三氧化二铝微粉、二氧化硅微粉、三氧化二铬微粉进行选料；

（2）破碎筛分：在常温常压下，采用锤式或圆盘辊式破碎机对步骤（1）所选基料：熔融石英、刚玉、镁砂、石英、石墨单独破碎筛分，使所选基料的粒径为0.3~3mm；

（3）制备各层所用浆料：

A：外层坯体浆料制作：将步骤（2）制得的熔融石英配料的23~28wt%加水后用磨浆机细磨使其成为浆料，细磨后的浆料粒径≤400目，所加水的重量比为所加配料的18~20%；

B：中间结合层浆料制作：将步骤（1）所选基料中的三氧化二铝微粉、二氧化硅微粉、三氧化二铬微粉的55~60 wt %加水后用高速强力搅拌机充分混匀成浆料，所加水的重量比为所加配料的22~25%；

C：制备内层浆料：将步骤（2）制得的配料：刚玉、镁砂、石英、石墨的18~27 wt %加水后用磨浆机细磨使其成为浆料，所加水的重量比为所加配料的16~23%，细磨后的浆料粒径≤500目；

（4）制备各层所用混合料：

A：外层坯体混合料:在步骤（3）得到的外层坯体浆料中加剩余的熔融石英配料，制得外层坯体混合料；

B: 中间结合层混合料: 在步骤（3）得到的中间结合层浆料中加剩余的中间结合层所用配料，再加入粘结剂：硅铝溶胶，所加硅铝溶胶的质量百分比为1.1~1.3%，制得中间结合层混合料；

C：内层混合料：在步骤（3）得到的内层浆料中加剩余的内层所用配料，再加入粘结剂：镁铝溶胶，所加镁铝溶胶的质量百分比为1.2~1.7%，制得内层混合料；

（5）外层坯体成型：将步骤（4）得到的外层坯体混合料浇注到毛坯的模型中，常温干燥后进行烘烤，烘烤温度350~400℃，制得套管外层坯体；

（6）中间层成型：将步骤（4）得到的中间结合层混合料涂抹在步骤（5）制得的套管外层坯体的内壁上，制成一层薄的中间层，中间层的厚度0.3~1mm；

（7）内层成型：待中间层干燥后，用步骤（4）得到的内层混合料涂抹或浇注在中间层上形成内层，内层的厚度3~10mm，通过步骤（5）、（6）、（7）制成所述注流套管的三层复合坯体；

（8）干燥、烧成：将所述注流套管的三层复合坯体在常温、常压下自然通风干燥，然后在350~400℃温度下烘烤8~10小时后放入炉窑焙烧，焙烧温度1150~1300℃，焙烧4~6小时后缓慢冷却，制得所述注流套管。

本发明方法所制备的注流套管在实际使用过程中，使用寿命比现有熔融石英质注流套管有大幅度提高，而应用成本又比铝碳质注流套管低很多，显著的改善了产品的性能价格比。

具体实施方式

实施例1：某钢厂钢水包公称容量为70吨，钢水连铸中间包公称容量为16吨，使用本发明所提出的长寿命保护浇注注流套管，使用效果好。使用寿命达到15.3小时，使用寿命是对比熔融石英注流套管的4.12倍，是对比铝碳质注流套管的1.66倍。套管外坯体的组分和含量为SiO₂：98%，其余为杂质，套管最内层的复合层Al₂O₃：87%，SiO₂：4%，MgO：5%，C：1.5%，其余为粘结剂镁铝溶胶：1.2%，复合层厚度为10mm。套管外坯体内壁和最内层之间的中间结合层的组分和含量为Al₂O₃：82%，SiO₂：6%，Cr₂O₃：10%，其余为粘结剂硅铝溶胶：1.3%。

实施例2：某钢厂钢水包公称容量为150吨，钢水连铸中间包公称容量为28吨，使用本发明所提出的长寿命保护浇注注流套管，使用效果好。使用寿命达到11.6小时，使用寿命是对比熔融石英注流套管的3.32倍；是对比铝碳质注流套管的1.27倍。其中套管外坯体的组分和含量为SiO₂：99%，其余为杂质，套管最内层复合层Al₂O₃：94%，SiO₂：1%，MgO：2%，C：0.5%，其余为粘结剂镁铝溶胶：1.7%，复合层厚度为3mm，其外坯体内壁与最内层之间的中间结合层的组分和含量为Al₂O₃：91%，SiO₂：2%，Cr₂O₃：5%，其余为粘结剂：硅铝溶胶1.1%。

实施例3：某有色金属冶炼厂生产钙镁合金熔炼炉公称容量16吨。所熔炼的钙镁合金成分为Ca：91.5%、Mg：8.1%，浇注包公称容量7吨，使用本发明所提出的长寿命保护浇注注流套管，使用效果良好。使用寿命达到67.3小时，使用寿命是对比熔融石英注流套管的6.37倍，是对比铝碳质注流套管的1.32倍。其中套管外坯体的组分和含量为SiO₂：98.3%，其余为杂质，套管最内层的复合层Al₂O₃：91.7%，SiO₂：2.1%，MgO：2.9%，C：0.7%，其余为粘结剂镁铝溶胶：1.43%，复合层厚度为6.8mm。其外坯体内壁与最内层之间的中间结合层的组分和含量为Al₂O₃：87.3%，SiO₂：2.6%，Cr₂O₃：7.8%，其余为粘结剂硅铝溶胶：1.25%。

Claims (2)

1.用于高温金属熔体保护浇注的注流套管，其特征在于该注流套管的管壁由内中外三层结构组成，内中外三层结构的组成及重量百分比如下：

A：外层坯体由熔融石英组成，SiO₂：98~99%；

B：内层由刚玉、镁砂、石英、石墨及粘结剂组成，Al₂O₃：87~94%，MgO：2~5%, SiO₂：1~4%，碳C：0.5~1.5%，粘结剂：1.2~1.7%，所述粘结剂为镁铝溶胶；

C：中间结合层由三氧化二铝微粉、二氧化硅微粉、三氧化二铬微粉及粘结剂组成，Al₂O₃：82~91% ，SiO₂：2~6%，Cr₂O₃：5~10%，粘结剂：1.1~1.3%，所述粘结剂为硅铝溶胶。

2.如权利要求1所述浇注注流套管的制备方法，其特征在于该制备方法具体步骤如下：

（1）选基料：分类对熔融石英、刚玉、镁砂、石英、石墨、三氧化二铝微粉、二氧化硅微粉、三氧化二铬微粉进行选料；

（2）破碎筛分：在常温常压下，采用锤式或圆盘辊式破碎机对步骤（1）所选基料：熔融石英、刚玉、镁砂、石英、石墨单独破碎筛分，使所选基料的粒径为0.3~3mm；

（3）制备各层所用浆料：

A：外层坯体浆料制作：将步骤（2）制得的熔融石英配料的23~28wt%加水后用磨浆机细磨使其成为浆料，细磨后的浆料粒径≤400目，所加水的重量比为所加配料的18~20%；

B：中间结合层浆料制作：将步骤（1）所选基料中的三氧化二铝微粉、二氧化硅微粉、三氧化二铬微粉的55~60 wt %加水后用高速强力搅拌机充分混匀成浆料，所加水的重量比为所加配料的22~25%； 

C：制备内层浆料：将步骤（2）制得的配料：刚玉、镁砂、石英、石墨的18~27 wt %加水后用磨浆机细磨使其成为浆料，所加水的重量比为所加配料的16~23%，细磨后的浆料粒径≤500目；

（4）制备各层所用混合料：

A：外层坯体混合料:在步骤（3）得到的外层坯体浆料中加剩余的熔融石英配料，制得外层坯体混合料；

B: 中间结合层混合料: 在步骤（3）得到的中间结合层浆料中加剩余的中间结合层所用配料，再加入粘结剂：硅铝溶胶，所加硅铝溶胶的质量百分比为1.1~1.3%，制得中间结合层混合料；

C：内层混合料：在步骤（3）得到的内层浆料中加剩余的内层所用配料，再加入粘结剂：镁铝溶胶，所加镁铝溶胶的质量百分比为1.2~1.7 %，制得内层混合料；

 （5）外层坯体成型：将步骤（4）得到的外层坯体混合料浇注到毛坯的模型中，常温干燥后进行烘烤，烘烤温度350~400℃，制得套管外层坯体；

（6）中间层成型：将步骤（4）得到的中间结合层混合料涂抹在步骤（5）制得的套管外层坯体的内壁上，制成一层薄的中间层，中间层的厚度0.3~1mm；

（7）内层成型：待中间层干燥后，用步骤（4）得到的内层混合料涂抹或浇注在中间层上形成内层，内层的厚度3~10mm，通过步骤（5）、（6）、（7）制成所述注流套管的三层复合坯体；

（8）干燥、烧成：将所述注流套管的三层复合坯体在常温、常压下自然通风干燥，然后在350~400℃温度下烘烤8~10小时后放入炉窑焙烧，焙烧温度1150~1300℃，焙烧4~6小时后缓慢冷却，制得所述注流套管。