CN103740884B - 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35kg、废旧高铝砖6kg、高炉瓦斯灰7kg、无钙铬渣5kg；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35kg、废旧高铝砖6kg、高炉瓦斯灰7kg、无钙铬渣5kg，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33kg、废旧高铝砖7kg、高炉瓦斯灰6kg、无钙铬渣6kg；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33kg、废旧高铝砖7kg、高炉瓦斯灰6kg、无钙铬渣6kg，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36kg、废旧高铝砖5kg、高炉瓦斯灰8kg、无钙铬渣4kg；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36kg、废旧高铝砖5kg、高炉瓦斯灰8kg、无钙铬渣4kg，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：
结合剂的各组分按如下质量份组成：
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：
3.根据权利要求1或2所述的一种挡渣的挡渣塞，其特征在于：结合剂的各组分按如下质量份组成：
4.根据权利要求2所述的一种挡渣的挡渣塞，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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