CN103740884A - 一种高效挡渣的挡渣塞 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高效挡渣的挡渣塞，属于挡渣装置技术领域。本发明的一种高效挡渣的挡渣塞，包括挡渣塞本体和引导棒，挡渣塞本体的侧面上开设有流钢槽，引导棒包括芯材和浇注在芯材外周的耐火层，引导棒上远离挡渣塞本体的一端设置有第一叶片和第二叶片，该第一叶片和第二叶片为梯形叶片；耐火层、第一叶片和第二叶片由引导棒浇注料一体浇注而成，该引导棒浇注料包括浇注料基料和结合剂，浇注料基料由铝矾土、镁砂、废旧高铝砖、高炉瓦斯灰、无钙铬渣组成，结合剂由酚醛树脂、糠醇树脂、二苯基甲烷二异氰酸酯、脲醛树脂、二氧化钛、硼砂、碳化硅、氧化钕、氧化钇和氧化锆组成。本发明采用了耐高温强度好的引导棒浇注料，提高了挡渣效率。
Description
技术领域
本发明涉及转炉出钢挡渣装置技术领域，更具体地说，涉及一种高效挡渣的挡渣塞。
背景技术
在转炉冶炼终结时，全部熔渣均浮在钢水表面，在转炉出钢过程中，尤其是在大部分钢水排出后，在出钢口处钢水会形成较强的涡流，熔渣不可避免地随钢水流出。由于熔渣中含有大量的对钢水有害的成分，并且这些有害成分将随时重新返回或溶解到钢水中，影响钢水的纯净度和最终的钢材产品质量，同时，大量的熔渣还将以不同的形式消耗合金，降低了钢水精炼过程的合金收得率。为此，国内外钢铁企业均采用转炉出钢挡渣技术来控制下渣量。
为了提高转炉挡渣效果，国内外在挡渣技术方面进行了广泛的研究，自1970年日本发明挡渣球出钢挡渣方法以来，先后发明了几十种挡渣方式，其中，挡渣塞以其挡渣成功率高、下渣量少、定位准确的特点得到广泛的应用。现有的挡渣塞一般包括挡渣塞本体部分和引导棒部分，挡渣塞本体部分和引导棒部分装配在一起使用，如中国专利号ZL201220126908.3，发明创造名称为：一种转炉出钢用的挡渣塞公开的技术方案。引导棒包括芯材和耐火层，耐火层包裹在芯材的外周沿，且芯材的两端均伸出耐火层，芯材一般选用螺纹钢。
目前，引导棒部分的常用制作方法是：（1）采用钢管锯开成两片制成上下模具，上下模具组合成中空的管状结构，其底部安装有圆套环，其上部采用圆环卡，再用螺丝固定成柱，其直径为40~50mm；（2）用铝矾土、镁砂细粉和结合剂等制作成自流浇注料，用人工加入浇注料装置，在振动台上，边加料边振动，直至浇注料加满管状结构的模具；（3）脱模并养护，脱模的养护期为：在15℃以上养护24小时，2~10℃以内养护36小时，5℃以下不能正常生产，原因是结合剂不起作用，养护后脱模，脱模之后还要养护7~10天，进行高温烘烤方可使用。
现有技术中引导棒生产存在如下技术问题：（1）引导棒的脱模养护时间长，导致生产效率低，且生产成本高，其关键在于引导棒的耐火层中的结合剂和浇注料基料需进一步改进，以减少脱模养护时间；（2）引导棒的耐火层的强度不够，在搬运、安装过程中容易损坏，影响引导棒的正常使用，尤其是引导棒的耐火层耐高温强度不够，在转炉内挡渣使用时影响挡渣效果；（3）传统的挡渣塞挡渣效果不佳，极易造成挡渣塞漂移，引导棒不居中，不能有效准确的塞入出钢口内，导致挡渣效果差，使炉渣进入钢包内。
发明内容
1.发明要解决的技术问题
本发明的目的在于克服现有技术中引导棒的耐高温强度不够，挡渣塞的挡渣效果差的不足提供了一种高效挡渣的挡渣塞，采用本发明的技术方案，能够提高引导棒的耐高温强度，且通过设计第一叶片和第二叶片改善了挡渣效果。
2.技术方案
为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
本发明的一种高效挡渣的挡渣塞，包括挡渣塞本体和引导棒，所述的挡渣塞本体的侧面上开设有流钢槽，所述的引导棒包括芯材和浇注在芯材外周的耐火层，所述的引导棒上远离挡渣塞本体的一端设置有第一叶片和第二叶片，该第一叶片和第二叶片为梯形叶片；所述的耐火层、第一叶片和第二叶片由引导棒浇注料一体浇注而成，该引导棒浇注料包括浇注料基料和结合剂，其中：浇注料基料的各组分按如下质量份组成：
铝矾土 60~64份
镁砂 33~36份
废旧高铝砖 5~7份
高炉瓦斯灰 6~8份
无钙铬渣 4~6份；
结合剂的各组分按如下质量份组成：
酚醛树脂 30~35份
糠醇树脂 8~12份
二苯基甲烷二异氰酸酯 5~9份
脲醛树脂 10~14份
二氧化钛 1份
硼砂 2~3份
碳化硅 4~6份
氧化钕 0.5~1份
氧化钇 0.3份
氧化锆 1~1.5份；
上述的浇注料基料与结合剂的质量比为100：1.5~2.0。
优选地，浇注料基料的各组分按如下质量份组成：
铝矾土 62份
镁砂 35份
废旧高铝砖 6份
高炉瓦斯灰 7份
无钙铬渣 5份。
优选地，结合剂的各组分按如下质量份组成：
酚醛树脂 33份
糠醇树脂 10份
二苯基甲烷二异氰酸酯 7份
脲醛树脂 12份
二氧化钛 1份
硼砂 2.5份
碳化硅 5份
氧化钕 0.8份
氧化钇 0.3份
氧化锆 1.2份。
优选地，所述的浇注料基料与结合剂的质量比为100：1.8。
3.有益效果
采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：
（1）本发明的一种高效挡渣的挡渣塞，其引导棒浇注料的结合剂采用酚醛树脂、糠醇树脂、二苯基甲烷二异氰酸酯和脲醛树脂配合使用，且配入二氧化钛、硼砂、碳化硅作为外加剂使用，使得采用本发明浇注料生产的引导棒脱模养护时间大大缩短，脱模的养护期为20~40分钟，且脱模后养护10~12小时即可，提高了生产效率；同时，结合剂中加入了氧化钕、氧化钇、氧化锆进行改性，且本发明通过理论和实践确定了特定的比例控制，使得引导棒浇注料生产的引导棒耐高温强度高，且在搬运、安装、使用过程中耐火层不容易损坏，提高了挡渣效率；
（2）本发明的一种高效挡渣的挡渣塞，其引导棒上远离挡渣塞本体的一端设置有第一叶片和第二叶片，该第一叶片和第二叶片为梯形叶，挡渣塞投入转炉内后，钢流冲刷第一叶片和第二叶片，产生较大助推力，快速将挡渣塞拉到出钢口位置，可以有效地控制引导棒在出钢口内居中，避免产生漏渣现象，且本发明采用了耐高温强度好的引导棒浇注料，使得在挡渣过程中挡渣塞的耐火层、第一叶片和第二叶片不损坏，从而提高了挡渣效率；
（3）本发明的一种高效挡渣的挡渣塞，将废旧高铝砖、高炉瓦斯灰和无钙铬渣作为浇注料基料使用，使得这些废弃物得到资源化循环利用，大大地降低了引导棒浇注料的生产成本。
附图说明
图1为本发明中的一种高效挡渣的挡渣塞的结构示意图。
图中：1、芯材；2、挡渣塞本体；3、耐火层；4、流钢槽；51、第一叶片；52、第二叶片。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容，下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
实施例1
结合图1，本实施例的一种高效挡渣的挡渣塞，包括挡渣塞本体2和引导棒，所述的挡渣塞本体2的侧面上开设有流钢槽4，所述的引导棒包括芯材1和浇注在芯材1外周的耐火层3，所述的引导棒上远离挡渣塞本体2的一端设置有第一叶片51和第二叶片52，该第一叶片51和第二叶片52为梯形叶片；所述的耐火层3、第一叶片51和第二叶片52由引导棒浇注料一体浇注而成，该引导棒浇注料包括浇注料基料和结合剂，浇注料基料的各组分按如下质量份组成：铝矾土62kg、镁砂35 kg、废旧高铝砖6 kg、高炉瓦斯灰7 kg、无钙铬渣5 kg；结合剂的各组分按如下质量份组成：酚醛树脂33kg、糠醇树脂10kg、二苯基甲烷二异氰酸酯7kg、脲醛树脂12kg、二氧化钛1kg、硼砂2.5kg、碳化硅5kg、氧化钕0.8kg、氧化钇0.3kg、氧化锆1.2kg；所述的浇注料基料与结合剂的质量比为100：1.8。
本实施例的一种挡渣塞的制备方法，其具体的制备步骤为：
步骤一、浇注料基料的制备
按质量份数称取铝矾土62kg、镁砂35 kg、废旧高铝砖6 kg、高炉瓦斯灰7 kg、无钙铬渣5 kg，其中：所述的铝矾土由粒径为≤1mm、3~1mm、5~3mm、8~5mm粉料组成，其中粒径≤1mm的粉料占铝矾土总质量的25%，粒径3~1mm的粉料占铝矾土总质量的56%，粒径5~3mm的粉料占铝矾土总质量的15%，粒径8~5mm的粉料占铝矾土总质量的4%，将上述的铝矾土、镁砂、废旧高铝砖、高炉瓦斯灰和无钙铬渣搅拌混合20分钟得浇注料基料。本实施例中的镁砂、废旧高铝砖、高炉瓦斯灰、无钙铬渣的平均粒径破碎为1~1.5mm。
步骤二、结合剂的制备
结合剂的制备过程包括如下步骤：
（A）、按质量份数称取二氧化钛1kg、硼砂2.5kg、碳化硅5kg，依次向搅拌罐中加入二氧化钛、硼砂和碳化硅，在常温下搅拌混合20分钟得混合物A，其中：硼砂的平均粒径为1~3mm均可；
（B）、按质量份数称取酚醛树脂33kg、糠醇树脂10kg、二苯基甲烷二异氰酸酯7kg、脲醛树脂12kg，依次向搅拌罐中加入酚醛树脂、糠醇树脂、二苯基甲烷二异氰酸酯、脲醛树脂，在35~40℃温度下搅拌混合50分钟得混合物B；
（C）、按质量份数称取氧化钕0.8kg、氧化钇0.3kg、氧化锆1.2kg，将步骤（A）的混合物A加入步骤（B）的混合物B中，并同时加入氧化钕、氧化钇和氧化锆，在35~40℃温度下搅拌混合20分钟，静置30分钟后，在常温下继续搅拌40分钟即得结合剂。
步骤三、引导棒浇注料的制备
将步骤二制备的结合剂加入到步骤一制备的浇注料基料，其中：浇注料基料与结合剂的质量比为100：1.8，混合搅拌40分钟后即得引导棒浇注料。
步骤四、引导棒的制备
采用螺纹钢作为芯材1，将步骤三制备的引导棒浇注料加入模具，在振动台上边加引导棒浇注料边振动，直至引导棒浇注料加满整个模具，模具制备得到的引导棒包括芯材1和浇注在芯材1外周的耐火层3，所述的引导棒上设置有第一叶片51和第二叶片52，该第一叶片51和第二叶片52为梯形叶片；脱模前的养护期为20~40分钟，脱模后养护10~12小时再烘烤；
步骤五、挡渣塞的组装
选用侧面上开设有流钢槽4的挡渣塞本体2，将挡渣塞本体2与步骤四制备的引导棒组装，即得挡渣塞。
实施例2
本实施例的一种高效挡渣的挡渣塞，基本结构同实施例1，不同之处在于：本实施例中的浇注料基料的各组分按如下质量份组成：铝矾土64kg、镁砂33 kg、废旧高铝砖7 kg、高炉瓦斯灰6 kg、无钙铬渣6 kg；结合剂的各组分按如下质量份组成：酚醛树脂30kg、糠醇树脂12kg、二苯基甲烷二异氰酸酯5kg、脲醛树脂14kg、二氧化钛1kg、硼砂2kg、碳化硅6kg、氧化钕0.5kg、氧化钇0.3kg、氧化锆1.5kg；所述的浇注料基料与结合剂的质量比为100：1.5。
本实施例的一种高效挡渣的挡渣塞的制备方法，基本过程同实施例1，不同之处在于：
步骤一、浇注料基料的制备
按质量份数称取铝矾土64kg、镁砂33 kg、废旧高铝砖7 kg、高炉瓦斯灰6 kg、无钙铬渣6 kg，其中：所述的铝矾土由粒径为≤1mm、3~1mm、5~3mm、8~5mm粉料组成，其中粒径≤1mm的粉料占铝矾土总质量的25%，粒径3~1mm的粉料占铝矾土总质量的56%，粒径5~3mm的粉料占铝矾土总质量的15%，粒径8~5mm的粉料占铝矾土总质量的4%，将上述的铝矾土、镁砂、废旧高铝砖、高炉瓦斯灰和无钙铬渣搅拌混合20分钟得浇注料基料。
步骤二、结合剂的制备
结合剂的制备过程包括如下步骤：
（A）、按质量份数称取二氧化钛1kg、硼砂2kg、碳化硅6kg，依次向搅拌罐中加入二氧化钛、硼砂和碳化硅，在常温下搅拌混合20分钟得混合物A，其中：硼砂的平均粒径为1~3mm均可；
（B）、按质量份数称取酚醛树脂30kg、糠醇树脂12kg、二苯基甲烷二异氰酸酯5kg、脲醛树脂14kg，依次向搅拌罐中加入酚醛树脂、糠醇树脂、二苯基甲烷二异氰酸酯、脲醛树脂，在35~40℃温度下搅拌混合50分钟得混合物B；
（C）、按质量份数称取氧化钕0.5kg、氧化钇0.3kg、氧化锆1.5kg，将步骤（A）的混合物A加入步骤（B）的混合物B中，并同时加入氧化钕、氧化钇和氧化锆，在35~40℃温度下搅拌混合20分钟，静置30分钟后，在常温下继续搅拌40分钟即得结合剂。
步骤三、引导棒浇注料的制备
将步骤二制备的结合剂加入到步骤一制备的浇注料基料，其中：浇注料基料与结合剂的质量比为100：1.5，混合搅拌40分钟后即得引导棒浇注料。
实施例3
本实施例的一种高效挡渣的挡渣塞，基本结构同实施例1，不同之处在于：本实施例中浇注料基料的各组分按如下质量份组成：铝矾土60kg、镁砂36 kg、废旧高铝砖5 kg、高炉瓦斯灰8 kg、无钙铬渣4 kg；结合剂的各组分按如下质量份组成：酚醛树脂35kg、糠醇树脂8kg、二苯基甲烷二异氰酸酯9kg、脲醛树脂10kg、二氧化钛1kg、硼砂3kg、碳化硅4kg、氧化钕1kg、氧化钇0.3kg、氧化锆1kg；所述的浇注料基料与结合剂的质量比为100：2.0。
本实施例的一种高效挡渣的挡渣塞的制备方法，基本过程同实施例1，不同之处在于：
步骤一、浇注料基料的制备
按质量份数称取铝矾土60kg、镁砂36 kg、废旧高铝砖5 kg、高炉瓦斯灰8 kg、无钙铬渣4 kg，其中：所述的铝矾土由粒径为≤1mm、3~1mm、5~3mm、8~5mm粉料组成，其中粒径≤1mm的粉料占铝矾土总质量的25%，粒径3~1mm的粉料占铝矾土总质量的56%，粒径5~3mm的粉料占铝矾土总质量的15%，粒径8~5mm的粉料占铝矾土总质量的4%，将上述的铝矾土、镁砂、废旧高铝砖、高炉瓦斯灰和无钙铬渣搅拌混合20分钟得浇注料基料；
步骤二、结合剂的制备
结合剂的制备过程包括如下步骤：
（A）、按质量份数称取二氧化钛1kg、硼砂3kg、碳化硅4kg，依次向搅拌罐中加入二氧化钛、硼砂和碳化硅，在常温下搅拌混合20分钟得混合物A，其中：硼砂的平均粒径为1~3mm均可；
（B）、按质量份数称取酚醛树脂35kg、糠醇树脂8kg、二苯基甲烷二异氰酸酯9kg、脲醛树脂10kg，依次向搅拌罐中加入酚醛树脂、糠醇树脂、二苯基甲烷二异氰酸酯、脲醛树脂，在35~40℃温度下搅拌混合50分钟得混合物B；
（C）、按质量份数称取氧化钕1kg、氧化钇0.3kg、氧化锆1kg，将步骤（A）的混合物A加入步骤（B）的混合物B中，并同时加入氧化钕、氧化钇和氧化锆，在35~40℃温度下搅拌混合20分钟，静置30分钟后，在常温下继续搅拌40分钟即得结合剂。
步骤三、引导棒浇注料的制备
将步骤二制备的结合剂加入到步骤一制备的浇注料基料，其中：浇注料基料与结合剂的质量比为100：2.0，混合搅拌40分钟后即得引导棒浇注料。
本实施例1~3的一种高效挡渣的挡渣塞，其引导棒上远离挡渣塞本体2的一端设置有第一叶片51和第二叶片52，该第一叶片51和第二叶片52为梯形叶，挡渣塞投入转炉内后，钢流冲刷第一叶片51和第二叶片52，产生较大助推力，快速将挡渣塞拉到出钢口位置，可以有效地控制引导棒在出钢口内居中，避免产生漏渣现象，且本发明采用了耐高温强度好的引导棒浇注料，使得在挡渣过程中挡渣塞的耐火层3、第一叶片51和第二叶片52不损坏，从而提高了挡渣效率。
现有技术中，脱模的养护期为：在15℃以上养护24小时，2~10℃以内养护36小时，5℃以下不能正常生产，原因是结合剂不起作用，养护后脱模，脱模之后还要养护7~10天，进行高温烘烤方可使用。采用本实施例1-3中的引导棒浇注料用于生产引导棒时的脱模养护时间大大缩短，脱模的养护期为20~40分钟，且脱模后养护10~12小时并简单烘烤即可，提高了生产效率。此外，引导棒耐高温强度大大提高，在搬运、安装、使用过程中耐火层损坏率为0%，提高了挡渣效率。
Claims (4)
1.一种高效挡渣的挡渣塞，包括挡渣塞本体（2）和引导棒，其特征在于：所述的挡渣塞本体（2）的侧面上开设有流钢槽（4），所述的引导棒包括芯材（1）和浇注在芯材（1）外周的耐火层（3），所述的引导棒上远离挡渣塞本体（2）的一端设置有第一叶片（51）和第二叶片（52），该第一叶片（51）和第二叶片（52）为梯形叶片；所述的耐火层（3）、第一叶片（51）和第二叶片（52）由引导棒浇注料一体浇注而成，该引导棒浇注料包括浇注料基料和结合剂，其中：浇注料基料的各组分按如下质量份组成：
铝矾土 60~64份
镁砂 33~36份
废旧高铝砖 5~7份
高炉瓦斯灰 6~8份
无钙铬渣 4~6份；
结合剂的各组分按如下质量份组成：
酚醛树脂 30~35份
糠醇树脂 8~12份
二苯基甲烷二异氰酸酯 5~9份
脲醛树脂 10~14份
二氧化钛 1份
硼砂 2~3份
碳化硅 4~6份
氧化女 0.5~1份
氧化钇 0.3份
氧化锆 1~1.5份；
上述的浇注料基料与结合剂的质量比为100：1.5~2.0。
2.根据权利要求1所述的一种高效挡渣的挡渣塞，其特征在于：浇注料基料的各组分按如下质量份组成：
铝矾土 62份
镁砂 35份
废旧高铝砖 6份
高炉瓦斯灰 7份
无钙铬渣 5份。
3.根据权利要求1或2所述的一种高效挡渣的挡渣塞，其特征在于：结合剂的各组分按如下质量份组成：
酚醛树脂 33份
糠醇树脂 10份
二苯基甲烷二异氰酸酯 7份
脲醛树脂 12份
二氧化钛 1份
硼砂 2.5份
碳化硅 5份
氧化女 0.8份
氧化钇 0.3份
氧化锆 1.2份。
4.根据权利要求2或3所述的一种高效挡渣的挡渣塞，其特征在于：所述的浇注料基料与结合剂的质量比为100：1.8。
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