CN103302259B

CN103302259B - 一种连铸中间包挡渣坝及其制备方法

Info

Publication number: CN103302259B
Application number: CN201310272727.0A
Authority: CN
Inventors: 武光君; 张海波; 李宝实; 张其龙; 王金洪
Original assignee: Laiwu Iron and Steel Group Co Ltd
Current assignee: Laiwu Steel Group Yinshan Section Steel Co Ltd
Priority date: 2013-07-01
Filing date: 2013-07-01
Publication date: 2015-07-15
Anticipated expiration: 2033-07-01
Also published as: CN103302259A

Abstract

本发明涉及一种连铸中间包挡渣坝及其制备方法。所述连铸中间包挡渣坝的两个导流孔相对于挡渣坝本体纵向中心线对称设置，导流孔圆心分别位于纵向中心线左右1/4～3/8处，且导流孔圆心位于挡渣坝本体横向中心线上方1/8～1/4处，导流孔的轴心线向上倾角β为15°～20°。挡渣坝本体由镁铝尖晶石质浇注料浇注而成。本发明的连铸中间包挡渣坝使用寿命长，同时解决了钢液贴底流、钢液温度分层及中间包注余增多的技术难题，能提高连铸坯质量，降低连铸坯的钢铁料消耗。

Description

一种连铸中间包挡渣坝及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种连铸中间包挡渣坝及其制备方法，属钢铁冶金连铸中间包流场优化技术领域。

背景技术

目前，国内炼钢厂为了改善连铸中间包内的钢液流场，延长钢液在中间包内的停留时间，促进夹杂物的上浮排除，在连铸中间包内设置控流装置，一般由湍流控制器、挡渣墙、挡渣坝组合使用，以达到更好的控流效果。

CN2936498U（200520036602.9）公开了一种中间包挡渣坝,该挡渣坝无导流孔,外观成柱状，一侧弧形面,另一侧为平面,中空,整个形状成“撮箕形”,由镁质耐火材料制成,圆形或弧形墙表面高度为中间包净空高度的1/2～2/3。该挡渣坝简单易作,成本低廉,能有效提高铸坯质量。CN201755637U公开了一种中间包内的挡渣墙，它主要包括墙体和流钢孔，流钢孔设置在墙体上，其特征是所述的流钢孔分上、中、下三行设置在墙体上，所述上流钢孔和下流钢孔的纵向投影位于两中流钢孔之间；由于流钢孔设置合理，能达到合理分布钢水流向，合理分布热流，挡渣效果好。

以上现有技术无孔或直孔挡渣坝，在生产与应用中存在的主要缺陷是，钢液贴底流较重和钢液温度分层，在浇注区形成较大死区，不利于夹杂物上浮去除，而使用无孔挡渣坝又增加了中间包注余量，推高了连铸坯的钢铁料消耗，增加了生产成本。

CN102161212A提供一种低成本挡渣坝的制作方法,包括步骤：将回收废旧高铝砖进行筛选，将拣选后的废旧高铝砖破碎加工为细粉；将破碎好的废旧高铝砖筛分成15-8mm、8-5mm、5-3mm、3-1mm、≤1mm的颗粒；与硅微粉，纯铝酸钙水泥，添加剂0.4～0.6％等配料。将所述的配料在混砂机中进行混合至均匀；加入材料重量的6～7％的水，搅拌成适合浇注的泥状；振动成型；脱模，自然养护；干燥得到挡渣坝成品。该发明虽然成本低，但存在挡渣坝预制件烘烤中易产生裂纹的技术问题，抗钢水渗透性能尚待提高。

发明内容

针对挡渣坝现有技术存在的问题，本发明提供一种新型连铸中间包挡渣坝及其制备方法，该挡渣坝通过精确设计的导流孔很好地解决了钢液贴底流、钢液温度分层及中间包注余增多等技术难题。由此均匀了中间包内钢液的温度和成分、促进了钢液中夹杂物的上浮排除，提高了连铸坯质量，降低了连铸坯的钢铁料消耗。

本发明的技术方案如下：

一种连铸中间包挡渣坝，其纵剖面为梯形，由挡渣坝本体、导流孔和吊环组成，导流孔为两个，两个导流孔相对于挡渣坝本体纵向中心线对称设置，导流孔圆心分别位于纵向中心线左右1/4～3/8处，且导流孔圆心位于挡渣坝本体横向中心线上方1/8～1/4处，导流孔的轴心线向上倾角β为15°～20°；挡渣坝本体高度H为250～400mm，挡渣坝本体厚度L为120～200mm。

根据本发明优选的，导流孔的的轴心线向上倾角β为15°～18°，孔径d为60～120mm。最优选的，导流孔的的轴心线向上倾角β为18°。

根据本发明优选的，所述挡渣坝本体的高度H为300～350mm，挡渣坝本体的厚度L为160～180mm，导流孔的孔径d为70～90mm。

根据本发明优选的，挡坝渣本体上边左右各1/4处设置两个吊环。所述吊环优选为“∩”形或环形。

上述的挡坝渣本体上边左右各1/4处设置两个吊环是指，将挡坝渣本体上边四等分，从左右两端向里1/4处分别设一吊环。

根据本发明优选的，挡渣坝本体采用预制件，由镁铝尖晶石质浇注料浇注而成。

根据本发明优选的，所述用于挡渣坝本体的镁铝尖晶石质浇注料，按重量百分比由下述材料组成：10～5mm粒度的高纯镁砂18～22%，3mm≦粒度<5mm粒度的高纯镁砂12～22%，1mm≦粒度<3mm的高纯镁砂17～22%，0.074mm<粒度<1mm的高纯镁砂12～15%，200目的电熔镁砂细粉16～20%，325目的硅微粉3.0～4.5%，325目的铝镁尖晶石微粉6.0～8.0%，三聚磷酸钠0.3～0.6%，六偏磷酸钠0.1～0.3%，防爆纤维0.15～0.25%，耐火钢纤维0.3～0.5%，均为重量百分比。各组分百分比之和为100%。

进一步优选的，所述用于连铸中间包挡渣坝的镁铝尖晶石质浇注料，按重量百分比由下述材料组成：10～5mm粒度的高纯镁砂18%，3mm≦粒度<5mm粒度的高纯镁砂22%，1mm≦粒度<3mm的高纯镁砂17%，0.074mm<粒度<1mm的高纯镁砂15%，200目的电熔镁砂细粉16.3%，325目的硅微粉4.5%，325目的铝镁尖晶石微粉6.0%，三聚磷酸钠0.3%，六偏磷酸钠0.25%，防爆纤维0.15%，耐火钢纤维0.5%，均为重量百分比。

所述高纯镁砂，是选用天然特级菱镁矿石浮选提纯经轻烧、细磨、压球、超高温油竖窑煅烧而成，MgO含量百分比≥97wt%，颗粒体积密度≥3.30g/cm³。

所述电熔镁砂，是用精选的特A级天然菱镁石或高纯轻烧镁颗粒，在电弧炉中熔融制得，MgO含量百分比≥97wt%，颗粒体积密度≥3.45g/cm³。

所述铝镁尖晶石为MgO含量百分比为41.6wt%、Al₂O₃含量百分比为56.5wt%的烧结尖晶石。

所述硅微粉，俗称硅灰，是生产金属硅或硅铁合金的副产品；硅灰中SiO₂含量≥92wt%，粒度全部小于5μm，且粒度小于2μm的占80～85%。

所述防爆纤维由聚丙烯纤维经改性制成，具有分散性好、无烧结、无并丝、残留少、使用效果佳等特点，是各种不定型耐火材料上佳的防爆裂添加剂，特别是高强快干不定型耐火材料。进一步优选防爆纤维的长度L=6mm,相量直径D=0.048mm,熔点165～175℃。

所述耐热钢纤维，是用含铬镍等合金元素的耐热钢生产的，可选牌号为330、310、304、446或430的一种。

以上原料可以通过市购获得。

根据本发明，所述连铸中间包挡渣坝的制备方法，包括下列步骤：

1）按比例称取镁铝尖晶石质浇注料的各原料组分，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）将混合好的镁铝尖晶石质浇注料放入胎模内，一次性加料高度不超过150毫米，此后边加料边用振动棒振动成型，无气泡冒出时止停振动棒振动，将2个吊环插入挡坝渣本体上边左右各1/4处的浇注料内，插入深度e为100～120mm，挡渣坝预制件的生坯完成；

3）在0～35℃的环境温度下养护1～2天；

4）烘烤分为以下阶段：

i.从0～35℃以10℃/h升温速度升温，升温至135～150℃；

ii.在135～150℃保温，保温时间12～16h；

iii.再从135～150℃以10℃/h升温速度升温，升温至235～250℃，在235～250℃保温，保温时间8～12h；

iv.再从235～250℃以15℃/h速度升温，升温至375～425℃，在375～425℃保温8～12h；

5）停火自然冷却，冷却时间12～24h。

根据本发明，所述连铸中间包挡渣坝的安装方法，步骤如下：

通过所述连铸中间包挡渣坝本体上边的吊环，用行车吊装挡渣坝本体，将挡渣坝本体的底边埋入中间包包底工作衬中，底边埋入深度a为15～25mm。挡渣坝本体与中间包工作衬之间的间隙用镁质涂抹料抹实，挡渣坝安装完毕。

本发明的有益效果是：

1、本发明的连铸中间包挡渣坝特别设置2个导流孔且对称设置，位于挡渣坝纵向中心线左右1/4～3/8处，且位于横向中心线上方1/8～1/4处，可有效解决中间包内钢液贴底流和钢液温度分层问题，均匀了中间包内的钢水温度和成分、促进了钢液中夹杂物的上浮排除，提高了铸坯质量。

2、中间包水模试验和应用实践证明，采用本发明的连铸中间包挡渣坝，改变了钢液通过导流孔后的方向和流速，使中间包内钢液滞止时间同比提高12％以上，死区比例同比减少40％以上，钢液温度分层现象基本消失。同时，中间包注余同比减少50%，解决了中间包设置挡渣坝后中间包注余增多的技术难题。

3、挡渣坝采用硅微粉结合的镁铝尖晶石质浇注料浇注而成，解决了挡渣坝预制件烘烤中易产生裂纹的技术难题，抗钢水渗透性能好，使用寿命高，达到24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。

本发明在莱芜钢铁集团银山型钢有限公司炼钢厂宽厚板连铸机中间包上成功应用，中间包水模试验和应用实践证明，与现有技术无孔或直孔的同等形状尺寸的挡渣坝相比中间包内钢液滞止时间同比提高14％以上，有利于去除钢液中非金属夹杂物；死区比例由12～14%减少到5～6%，同比减少约54％，浇注区的死区和钢液温度分层现象基本消失。中间包注余由应用前的7～8吨减少到3～3.5吨，同比减少约58%，解决了中间包设置挡渣坝后中间包注余增多的技术难题。

附图说明

图1是本发明的挡渣坝结构示意图。其中A为挡渣坝正视图，B为挡渣坝侧剖面图。

图2是本发明的挡渣坝的安装工艺示意图。

图中，1.挡渣坝本体；2.导流孔；3.吊环；4.涂抹料；5.中间包工作衬；6.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。实施例中的百分比均为重量百分比。

实施例1：

连铸中间包挡渣坝，结构如图1所示，其纵剖面为梯形，由挡渣坝的本体1、导流孔2和吊环3组成，两个导流孔2相对于挡渣坝本体纵向中心线对称设置，导流孔圆心分别位于纵向中心线左右3/8处，即n=3/8*m，且导流孔圆心位于挡渣坝本体横向中心线上方1/4处，即h=1/4*H。两个吊环3位于挡渣坝的本体上边左右各1/4处，吊环为“∩”形；挡渣坝的高度H为350mm，挡渣坝的厚度L为180mm。

所述连铸中间包挡渣坝，导流孔2的向上倾角β为18°，孔径d为90mm，挡渣坝本体1采用预制件，由镁铝尖晶石质浇注料浇注而成。

所述用于连铸中间包挡渣坝的镁尖晶石质浇注料，按重量百分比由下述材料组成：10～5mm粒度的高纯镁砂18%，3mm≦粒度<5mm粒度的高纯镁砂22%，1mm≦粒度<3mm的高纯镁砂17%，0.074mm<粒度<1mm的高纯镁砂15%，200目的电熔镁砂细粉16.3%，325目的硅微粉4.5%，325目的铝镁尖晶石微粉6.0%，三聚磷酸钠0.3%，六偏磷酸钠0.25%，防爆纤维0.15%，耐火钢纤维0.5%，均为重量百分比。

所述连铸中间包挡渣坝的的制备方法，包括下列步骤：

1）将所述用于连铸中间包挡渣坝的镁尖晶石质浇注料的组成物料称量后，加入混料机内干混2分钟，加物料总重量4.5%的水，湿混4分钟，混匀；

2）将混合好的镁尖晶石质浇注料放入胎模内，一次性加料高度100～120mm，此后边加料边用振动棒振动成型，无大的气泡冒出时止停振动棒振动，将2个吊环插入挡坝渣本体上边左右各1/4处的浇注料内，挡渣坝预制件的生坯完成；

3）在15～25℃的环境温度下养护1天；

4）烘烤和冷却，分为以下阶段：从0～30℃以10℃/h升温速度升温，升温至135℃；在135～150℃保温，保温时间12h；再从135～150℃以10℃/h升温速度升温，升温至235℃，在235～250℃保温，保温时间8h；再从235～250℃以15℃/h速度升温，升温至375℃，在375～425℃保温8h；停火自然冷却，冷却时间12h，挡渣坝制作完成。

所述连铸中间包挡渣坝的安装：如图2所示，通过吊环3，用行车吊装挡渣坝本体1，挡渣坝本体的底边埋入中间包包底工作衬5的深度a为15mm。挡渣坝本体1与中间包工作衬5之间的间隙用镁质涂抹料4抹实，挡渣坝安装完毕。

本实施例的连铸中间包挡渣坝，在莱芜钢铁集团银山型钢有限公司炼钢厂宽厚板连铸机中间包上应用，中间包水模试验和应用实践证明，与直孔导流孔同等形状尺寸的挡渣坝相比中间包内钢液滞止时间由57秒增加到65秒，同比提高14％，死区比例由12.5%减少到5.7%，同比减少54％，浇注区的死区和钢液温度分层现象基本消失。中间包注余由应用前的7.4吨减少到3.1吨，同比减少58%。

实施例2、如实施例1所述，不同之处在于：

所述的连铸中间包挡渣坝，导流孔圆心分别位于纵向中心线左右1/4处，即n=1/4*m，且导流孔圆心位于挡渣坝本体横向中心线上方1/8处，即h=1/8*H。挡渣坝本体1的高度H为300mm，挡渣坝本体1的厚度L为160mm，导流孔2的向上倾角β为15°，孔径d为70mm。

所述用于连铸中间包挡渣坝的镁尖晶石质浇注料，按重量百分比由下述材料组成：10～5mm粒度的高纯镁砂22%，3mm≦粒度<5mm粒度的高纯镁砂12%，1mm≦粒度<3mm的高纯镁砂22%，0.074mm<粒度<1mm的高纯镁砂12%，200目的电熔镁砂细粉19.7%，325目的硅微粉3.0%，325目的铝镁尖晶石微粉8.0%，三聚磷酸钠0.6%，六偏磷酸钠0.15%，防爆纤维0.25%，耐火钢纤维0.3%，均为重量百分比。

所述连铸中间包挡渣坝的的制备方法，包括下列步骤：

1）将所述用于连铸中间包挡渣坝的镁尖晶石质浇注料的组成物料称量后，加入混料机内干混3分钟，加物料总重量5.5%的水，湿混6分钟，混匀；

2）将混合好的镁尖晶石质浇注料放入胎模内，一次性加料高度140～150mm，此后边加料边用振动棒振动成型，无大的气泡冒出时，挡渣坝预制件的生坯完成；

3）在0～15℃的环境温度下养护2天；

4）烘烤和冷却，分为以下阶段：从0～15℃以10℃/h升温速度升温，升温至135℃；在135～150℃保温，保温时间16h；再从135～150℃以10℃/h升温速度升温，升温至235℃，在235～250℃保温，保温时间12h；再从235～250℃以15℃/h速度升温，升温至375℃，在375～425℃保温12h；停火自然冷却，冷却时间24h，挡渣坝制作完成。

所述连铸中间包挡渣坝的安装时挡渣坝本体1的底边埋入中间包包底工作衬5的深度a为25mm。

本实施例的连铸中间包挡渣坝，在莱芜钢铁集团银山型钢有限公司炼钢厂宽厚板板连铸机中间包上应用，中间包水模试验和应用实践证明，与无孔同等形状尺寸的挡渣坝相比中间包内钢液滞止时间由52秒增加到62秒，同比提高19％，死区比例由13%减少到5.5%，浇注区的死区和钢液温度分层现象基本消失。中间包注余由应用前的7.6吨减少到3.3吨。

Claims

1.一种连铸中间包挡渣坝，其纵剖面为梯形，由挡渣坝本体（1）、导流孔（2）和吊环（3）组成，导流孔（2）为两个，两个导流孔（2）相对于挡渣坝本体纵向中心线对称设置，导流孔圆心分别位于纵向中心线左右1/4～3/8处，且导流孔圆心位于挡渣坝本体横向中心线上方1/8～1/4处，导流孔（2）的轴心线向上倾角β为15°～20°；挡渣坝本体高度H为250～400mm，挡渣坝本体厚度L为120～200mm；

挡渣坝本体的底边埋入中间包包底工作衬中，底边埋入深度a为15~25mm。

2.如权利要求1所述的连铸中间包挡渣坝，其特征在于导流孔的轴心线向上倾角β为15°～18°，孔径d为60～120mm。

3.如权利要求1所述的连铸中间包挡渣坝，其特征在于所述挡渣坝本体的高度H为300～350mm，挡渣坝本体的厚度L为160～180mm，导流孔的孔径d为70～90mm。

4.如权利要求1所述的连铸中间包挡渣坝，其特征在于挡渣坝本体采用预制件，由镁铝尖晶石质浇注料浇注而成；

所述的镁铝尖晶石质浇注料，按重量百分比由下述材料组成：10~5mm粒度的高纯镁砂18~22%，3mm≦粒度<5mm粒度的高纯镁砂12~22%，1mm≦粒度<3mm的高纯镁砂17~22%，0.074mm<粒度<1mm的高纯镁砂12~15%，200目的电熔镁砂细粉16~20%，325目的硅微粉3.0~4.5%，325目的铝镁尖晶石微粉6.0~8.0%，三聚磷酸钠0.3~0.6%，六偏磷酸钠0.1~0.3%，防爆纤维0.15~0.25%，耐火钢纤维0.3~0.5%，均为重量百分比；各组分百分比之和为100%。

5.如权利要求4所述的连铸中间包挡渣坝，其特征在于所述的镁铝尖晶石质浇注料，按重量百分比由下述材料组成：10~5mm粒度的高纯镁砂18%，3mm≦粒度<5mm粒度的高纯镁砂22%，1mm≦粒度<3mm的高纯镁砂17%，0.074mm<粒度<1mm的高纯镁砂15%，200目的电熔镁砂细粉16.3%，325目的硅微粉4.5%，325目的铝镁尖晶石微粉6.0%，三聚磷酸钠0.3%，六偏磷酸钠0.25%，防爆纤维0.15%，耐火钢纤维0.5%，均为重量百分比。

6.权利要求4或5所述连铸中间包挡渣坝的制备方法，包括步骤如下：

1）按比例称取镁铝尖晶石质浇注料的各原料组分，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）将混合好的镁铝尖晶石质浇注料放入胎模内，一次性加料高度不超过150毫米，此后边加料边用振动棒振动成型，无气泡冒出时止停振动棒振动，将2个吊环插入挡坝渣本体上边左右各1/4处的浇注料内，插入浇注料内深度e为100~120mm，挡渣坝预制件的生坯完成；

3）在0～35℃的环境温度下养护1～2天；

4）烘烤分为以下阶段：

i.从0～35℃以10℃/h升温速度升温，升温至135～150℃；

ii.在135～150℃保温，保温时间12～16h；

5）停火自然冷却，冷却时间12～24h，挡渣坝制作完成。

7.权利要求1~5任一项所述连铸中间包挡渣坝的安装方法，步骤如下：

通过所述连铸中间包挡渣坝本体上边的吊环（3），用行车吊装挡渣坝本体（1），将挡渣坝本体（1）的底边埋入中间包包底工作衬（5）中，底边埋入深度a为15~25mm；挡渣坝本体（1）与中间包工作衬（5）之间的间隙用镁质涂抹料（4）抹实，挡渣坝安装完毕。