CN104478453A - 预制连铸中包返流器及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种预制连铸中包返流器及其制备方法，它包括返流器本体：所述返流器本体采用铝镁质浇注料整体浇注而成，所述铝镁质浇注料按重量由下述材料组成：8-5mm板状刚玉12-15份，5-3mm板状刚玉20-23份，3-1mm板状刚玉17-20份，1-0mm板状刚玉15-18份，325目白刚玉4-15份，电熔铝镁尖晶石325目10-15份，α-Al2O35-10份,纯铝酸钙水泥2-5份,防爆纤维0.08-0.12份，高效减水剂0.2-0.5份。本发明返流器采用铝镁材质整体浇注而成，并且经预制后，先低温进行烘烤，再高温烧制而成，有效避免了低温预制返流器在1550°C钢水中使用时易剥落出现裂纹，以至于造成返流器破裂，甚至污染钢水，不耐冲刷的缺点。
Description
技术领域：
本发明涉及一种钢铁连铸冶金领域所使用的中包，特别是涉及一种预制连铸中包返流器及其制备方法。
背景技术：
目前，低端钢材生产已经过剩，改进连铸技术，生产高端铸钢，是当前钢铁企业所追求的目标，而中包是钢包连接结晶器之间的容器，其使用寿命长短和去除钢水中的夹杂物对提高钢材铸造质量至关重要。通过在中包内使用工艺和材质优化后的返流器，可以有效保护中包冲击区，显著改善中包中钢水流向和流速，降低钢中夹杂物含量，从而起到延长中包使用寿命，提高连铸效率。
钢水在经水口注流到返流器时，中包内夹杂物的去除，主要靠夹杂物相互碰撞合并长大而上浮。返流器不耐冲刷、易侵蚀，其本身对钢水不但起不到缓冲和去杂作用，后期会使中包底部造成穿透、以至于穿包，损坏中包,甚至损坏连铸设备。因此，返流器的耐冲刷性强弱将直接决定中包使用寿命的长短。
专利号为CN101381238A的中国专利提供了一种连铸中包高温烧成工艺方面的报道，该工艺仅限于镁质，由于镁砂易水化，高温仅限定在1100°C-1350°C范围内，烧成的镁质返流器易出现裂纹，成品合格率低，但对于铝镁材质的返流器高温限定在1100°C-1350°C显然不够。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种容易实施、能够提高钢水的洁净度且延长中包使用寿命的预制连铸中包返流器及其制备方法。
本发明的技术方案是：
一种预制连铸中包返流器，包括返流器本体，所述返流器本体采用铝镁质浇注料整体浇注而成，所述铝镁质浇注料按重量由下述材料组成：8-5mm板状刚玉12-15份，5-3mm板状刚玉20-23份，3-1mm板状刚玉17-20份，1-0mm板状刚玉15-18份，325目白刚玉4-15份， 电熔铝镁尖晶石325目10-15份，α-Al2O35-10份,纯铝酸钙水泥2-5份,防爆纤维0.08-0.12份，高效减水剂0.2-0.5份。
所述材料组成为：8-5mm板状刚玉14份，5-3mm板状刚玉21份，3-1mm板状刚玉19份，1-0mm板状刚玉16份，325目白刚玉10份，电熔铝镁尖晶石325目11份，α-Al2O36份，纯铝酸钙水泥3份，防爆纤维0.11份，减水剂0.4份。
或者所述材料组成为：8-5mm板状刚玉14份，5-3mm板状刚玉21份，3-1mm板状刚玉19份，1-0mm板状刚玉16份，325目白刚玉10份，电熔铝镁尖晶石325目11份，α-Al2O36份，纯铝酸钙水泥3份，防爆纤维0.11份，减水剂0.4份。
所述板状刚玉Al2O3含量≥99%；所述α-Al2O3含量≥99%；所述白刚玉Al2O3含量≥98%；所述电熔铝镁尖晶石MgO含量20-30%， Al2O3含量,70-80%；所述减水剂为聚乙二醇型聚合物。
一种所述的预制连铸中包返流器的制备方法，包括以下步骤：
a、将所述铝镁质浇注料的各种材料分别称量好，加入混砂机干混4-5分钟，混合均匀后，外加总重量4.5-6%的水，再湿混5-6分钟，混成适于成型的泥状；
b、开启振动台，将所述铝镁质浇注料放入模具内，边振动边加料，待浇注料上部表面无大的气泡冒出，颗粒均匀分布在上部表面，返流器本体成型完成；
c、在自然环境下，带模养护24小时，然后脱模，得到返流器本体半成品；
d、将上述返流器本体半成品置于恒温干燥室中，在50-80°C温度下干燥12小时，再升温至120°C下恒温干燥8小时，再升温至200-240°C下烘干24小时，然后自然冷却至室温；
e、将d步骤中所得返流器本体放置于高温隧道窑中，在800°C下烘烤4小时，推至1650-1700°C高温区进行烧成，烧成24小时，缓慢冷却时间12小时，将烧成的返流器推出隧道窑自然冷却至室温，获得高温烧成返流器成品。
步骤c中所述自然环境，指温度在20-35°C之间，放置24小时自然养护；所述脱模是在温度20-35°C之间自然脱模。
本发明的有益效果是：
1、本发明返流器采用铝镁材质，有效避免了单纯采用镁材质中镁砂的易水化，烘干半成品及成品易出现裂纹的缺点；返流器经高于中包钢水（1520-1550°C）温度，在1650-1700°C之间烧成，能使返流器形成稳定完整一体的内部结构结合相，大大提高返流器的抗冲刷性，延长了返流器的使用寿命。
2、本发明由含有活性成分的α-Al2O3基质在1650-1700°C之间遇到纯度高的镁砂细粉在返流器内部形成具有纤维状尖晶石晶相，极大地提高了返流器的耐冲刷性。
3、本发明铝镁材质的返流器经预制后，由低温进行烘烤，在1650-1700°C之间高温烧制而成，有效避免了低温预制返流器在中包钢水（1520-1550°C）温度中使用时易剥落出现裂纹，以至于造成返流器破裂，甚至污染钢水，不耐冲刷缺点。
4、本发明容易实施、能够提高钢水的洁净度且延长中包使用寿命，完全实现与中包使用寿命相匹配，其适用范围广，推广后具有良好的经济效益。
具体实施方式：
实施例一：预制连铸中包返流器包括返流器本体，其中：返流器本体采用铝镁质浇注料整体浇注而成，铝镁质浇注料按重量由下述材料组成：8-5mm板状刚玉13份，5-3mm板状刚玉22份，3-1mm板状刚玉18份，1-0mm板状刚玉17份，325目白刚玉7份，电熔铝镁尖晶石325目12份，α-Al2O37份，纯铝酸钙水泥4份，防爆纤维0.08份，减水剂0.2份。
所述板状刚玉Al2O3含量≥99%；所述α-Al2O3含量≥99%；所述白刚玉Al2O3含量≥98%；所述电熔铝镁尖晶石MgO含量20-30%， Al2O3含量,70-80%；所述减水剂为聚乙二醇型聚合物。
预制连铸中包返流器的制备方法，包括以下步骤：
a、将铝镁质浇注料的各种材料分别称量好，加入混砂机干混4分钟，混合均匀后，外加总重量4.5%的水，再湿混5分钟，混成适于成型的泥状；
b、开启振动台，将铝镁质浇注料放入模具内，边振动边加料，待浇注料上部表面无大的气泡冒出，颗粒均匀分布在上部表面，返流器本体成型完成；
c、在自然环境下，带模养护24小时，然后脱模，得到返流器本体半成品；
d、将上述返流器本体半成品置于恒温干燥室中，在50°C温度下干燥12小时，再升温至120°C下恒温干燥8小时，再升温至200°C下烘干24小时，然后自然冷却至室温；
e、将d步骤中所得返流器本体放置于高温隧道窑中，在800°C下烘烤4小时，推至1650-1700°C高温区进行烧成，烧成24小时，缓慢冷却时间12小时，将烧成的返流器推出隧道窑自然冷却至室温，获得高温烧成返流器成品。
步骤c中自然环境，指温度在20-35°C之间，放置24小时自然养护；脱模是在温度20-35°C之间自然脱模。
实施例二：本实施例与实施例一基本相同，相同之处不重述，不同之处在于：铝镁质浇注料按重量由下述材料组成：8-5mm板状刚玉12份，5-3mm板状刚玉23份，3-1mm板状刚玉17份，1-0mm板状刚玉18份，325目白刚玉4份，电熔铝镁尖晶石325目13份，α-Al2O38份，纯铝酸钙水泥5份，防爆纤维0.12份，高效减水剂0.5份。
预制连铸中包返流器的制备方法，包括以下步骤：
a、将铝镁质浇注料的各种材料分别称量好，加入混砂机干混5分钟，混合均匀后，外加总重量6%的水，再湿混6分钟，混成适于成型的泥状；
b、开启振动台，将铝镁质浇注料放入模具内，边振动边加料，待浇注料上部表面无大的气泡冒出，颗粒均匀分布在上部表面，返流器本体成型完成；
c、在自然环境下，带模养护24小时，然后脱模，得到返流器本体半成品；
d、将上述返流器本体半成品置于恒温干燥室中，在80°C温度下干燥12小时，再升温至120°C下恒温干燥8小时，再升温至240°C下烘干24小时，然后自然冷却至室温；
e、将d步骤中所得返流器本体放置于高温隧道窑中，在800°C下烘烤4小时，推至1650-1700°C高温区进行烧成，烧成24小时，缓慢冷却时间12小时，将烧成的返流器推出隧道窑自然冷却至室温，获得高温烧成返流器成品。
实施例三：本实施例与实施例一基本相同，相同之处不重述，不同之处在于：铝镁质浇注料按重量由下述材料组成： 8-5mm板状刚玉15份，5-3mm板状刚玉20份，3-1mm板状刚玉20份，1-0mm板状刚玉15份，325目白刚玉13份，电熔铝镁尖晶石325目10份，α-Al2O35份，纯铝酸钙水泥2份，防爆纤维0.09份，减水剂0.3份。
预制连铸中包返流器的制备方法，包括以下步骤：
a、将铝镁质浇注料的各种材料分别称量好，加入混砂机干混5分钟，混合均匀后，外加总重量5%的水，再湿混5分钟，混成适于成型的泥状；
b、开启振动台，将所述铝镁质浇注料放入模具内，边振动边加料，待浇注料上部表面无大的气泡冒出，颗粒均匀分布在上部表面，返流器本体成型完成；
c、在自然环境下，带模养护24小时，然后脱模，得到返流器本体半成品；
d、将上述返流器本体半成品置于恒温干燥室中，在60°C温度下干燥12小时，再升温至120°C下恒温干燥8小时，再升温至210°C下烘干24小时，然后自然冷却至室温；
e、将d步骤中所得返流器本体放置于高温隧道窑中，在800°C下烘烤4小时，推至1650-1700°C高温区进行烧成，烧成24小时，缓慢冷却时间12小时，将烧成的返流器推出隧道窑自然冷却至室温，获得高温烧成返流器成品。
实施例四：本实施例与实施例一基本相同，相同之处不重述，不同之处在于：铝镁质浇注料按重量由下述材料组成： 8-5mm板状刚玉14份，5-3mm板状刚玉21份，3-1mm板状刚玉19份，1-0mm板状刚玉16份，325目白刚玉10份，电熔铝镁尖晶石325目11份，α-Al2O36份，纯铝酸钙水泥3份，防爆纤维0.11份，减水剂0.4份。
预制连铸中包返流器的制备方法，包括以下步骤：
a、将铝镁质浇注料的各种材料分别称量好，加入混砂机干混4.5分钟，混合均匀后，外加总重量5.5%的水，再湿混5.5分钟，混成适于成型的泥状；
b、开启振动台，将所述铝镁质浇注料放入模具内，边振动边加料，待浇注料上部表面无大的气泡冒出，颗粒均匀分布在上部表面，返流器本体成型完成；
c、在自然环境下，带模养护24小时，然后脱模，得到返流器本体半成品；
d、将上述返流器本体半成品置于恒温干燥室中，在70°C温度下干燥12小时，再升温至120°C下恒温干燥8小时，再升温至230°C下烘干24小时，然后自然冷却至室温；
e、将d步骤中所得返流器本体放置于高温隧道窑中，在800°C下烘烤4小时，推至1650-1700°C高温区进行烧成，烧成24小时，缓慢冷却时间12小时，将烧成的返流器推出隧道窑自然冷却至室温，获得高温烧成返流器成品。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (6)
1.一种预制连铸中包返流器，包括返流器本体，其特征是：所述返流器本体采用铝镁质浇注料整体浇注而成，所述铝镁质浇注料按重量由下述材料组成：8-5mm板状刚玉12-15份，5-3mm板状刚玉20-23份，3-1mm板状刚玉17-20份，1-0mm板状刚玉15-18份，325目白刚玉4-15份， 电熔铝镁尖晶石325目10-15份，α-Al2O35-10份,纯铝酸钙水泥2-5份,防爆纤维0.08-0.12份，高效减水剂0.2-0.5份。
2.根据权利要求1所述的预制连铸中包返流器，其特征是：所述材料组成为： 8-5mm板状刚玉15份，5-3mm板状刚玉20份，3-1mm板状刚玉20份，1-0mm板状刚玉15份，325目白刚玉13份，电熔铝镁尖晶石325目10份，α-Al2O35份，纯铝酸钙水泥2份，防爆纤维0.09份，减水剂0.3份。
3.根据权利要求1所述的预制连铸中包返流器，其特征是：所述材料组成为：8-5mm板状刚玉14份，5-3mm板状刚玉21份，3-1mm板状刚玉19份，1-0mm板状刚玉16份，325目白刚玉10份，电熔铝镁尖晶石325目11份，α-Al2O36份，纯铝酸钙水泥3份，防爆纤维0.11份，减水剂0.4份。
4.根据权利要求1所述的预制连铸中包返流器，其特征是：所述板状刚玉Al2O3含量≥99%；所述α-Al2O3含量≥99%；所述白刚玉Al2O3含量≥98%；所述电熔铝镁尖晶石MgO含量20-30%， Al2O3含量,70-80%；所述减水剂为聚乙二醇型聚合物。
5.一种权利要求1-4任一项所述的预制连铸中包返流器的制备方法，包括以下步骤：
a、将所述铝镁质浇注料的各种材料分别称量好，加入混砂机干混4-5分钟，混合均匀后，外加总重量4.5-6%的水，再湿混5-6分钟，混成适于成型的泥状；
b、开启振动台，将所述铝镁质浇注料放入模具内，边振动边加料，待浇注料上部表面无大的气泡冒出，颗粒均匀分布在上部表面，返流器本体成型完成；
c、在自然环境下，带模养护24小时，然后脱模，得到返流器本体半成品；
d、将上述返流器本体半成品置于恒温干燥室中，在50-80°C温度下干燥12小时，再升温至120°C下恒温干燥8小时，再升温至200-240°C下烘干24小时，然后自然冷却至室温；
e、将d步骤中所得返流器本体放置于高温隧道窑中，在800°C下烘烤4小时，推至1650-1700°C高温区进行烧成，烧成24小时，缓慢冷却时间12小时，将烧成的返流器推出隧道窑自然冷却至室温，获得高温烧成返流器成品。
6.根据权利要求5所述的预制连铸中包返流器的制备方法，其特征是：步骤c中所述自然环境，指温度在20-35°C之间，放置24小时自然养护；所述脱模是在温度20-35°C之间自然脱模。
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