CN107716912A - 下水口及下水口的制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种下水口及下水口的制作方法，涉及耐火材料的技术领域。下水口包括芯体、基体和金属壳；所述芯体、基体和金属壳由内至外依次套接；所述芯体具有引导钢水流通的引流道，所述芯体可拆卸连接在所述基体内，所述基体套接在所述金属壳内。解决了现有技术中，下水口在钢厂使用时，由于下水口使用后直接报废，不能进行回收二次利用，使下水口内的耐火材料也一起报废，造成耐火材料浪费的技术问题。本发明的芯体、基体和金属壳之间采用可拆卸的连接方式，下水口使用后，可以直接将芯体拆卸下来进行更换，下水口内的耐火材料不会受到影响，从而节约了耐火材料的成本。

Description

下水口及下水口的制作方法

技术领域

本发明涉及耐火材料的技术领域，尤其是涉及一种下水口及下水口的制作方法。

背景技术

下水口主要用来控制钢液流量和注速。要求高温下具有良好的耐冲刷性，高温下体积稳定性好，并有一定的自熔性。下水口在使用中，钢包中的钢液因静压力随着钢水量减少而下降，但要求浇注的速率保持与开浇初期相似，这就要求材质具有相应的溶损率，以保证钢水稳定的流量。如浇注普碳钢可选用高铝质、熔融石英质；浇注含锰较高的钢种时，可选用铝碳质、镁质等下水口。为提高下水口的抗热震性，将下水口安装在铁套内，防止开裂。

下水口在制作的过程中，通常采用机器压制成型的方法，在压制的过程中，下水口耐火材料为一次成型，既避免了不必要的裂缝，下水口在使用时，也更加的结实耐用。

上述现有技术中，下水口在钢厂使用后，由于耐火材料部分的结构被破坏，通常会直接报废；耐火材料是一种耐火度不低于1580℃的一类无机非金属材料，耐火材料广泛用于冶金、化工、石油、机械制造、硅酸盐、动力等工业领域，在冶金工业中用量最大，占总产量的50％～60％，耐火材料在工业生产发展中起着不可替代的重要作用，耐火材料行业保持着良好的增长态势，但是，在耐火材料行业，由于无序开采、加工技术水平不高，资源综合利用水平较低，浪费较为严重，上述矿产资源、特别是高品位耐火原料资源已越来越少，特别是钢厂在使用下水口后直接报废，但金属壳及部分耐火材料还有利用价值，这样就对耐火材料造成了一定量的浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供一种下水口，以解决现有技术中存在的，下水口在钢厂使用时，由于下水口使用后直接报废，下水口内的耐火材料及金属壳也一起报废，造成耐火材料浪费的技术问题。

本发明还提供一种下水口的制作方法，以解决现有技术中，下水口的制作方法复杂，不能充分利用耐火材料的技术问题。

本发明提供的一种下水口，包括芯体、基体和金属壳；

所述芯体、基体和金属壳由内至外依次套接；所述芯体具有引导钢水流通的引流道，所述芯体可拆卸连接在所述基体内，所述基体套接在所述金属壳内。

进一步的，所述基体具有安装通道，所述芯体套接在所述安装通道内；

所述安装通道和所述引流道沿同一竖直中心线设置。

进一步的，所述安装通道的内周面为一端较宽另一端较窄的阶梯状，所述芯体的外周面为一端较宽另一端较窄的阶梯状。

进一步的，所述安装通道较宽一端的形状为自一端至另一端直径逐渐变小的倒圆锥状，所述芯体较宽一端的形状为自一端至另一端直径逐渐变小的倒圆锥状。

进一步的，所述安装通道较宽一端的高度大于所述芯体较宽一端的高度。

进一步的，还包括铬质火泥层；

所述铬质火泥层设置在所述芯体的外周面和所述安装通道的内周面之间连接的缝隙处。

进一步的，还包括高铝火泥层；

所述高铝火泥层设置在所述基体的外周面和所述金属壳的内周面之间连接的缝隙处。

进一步的，所述金属壳的高度小于所述基体的高度。

进一步的，所述芯体为复合芯体；

所述复合芯体的成分比例如下：板状刚玉所占重量百分比为60－70％，白刚玉所占重量百分比为10－15％，尖晶石所占重量百分比为5－15％，氧化铝粉所占重量百分比为10－18％，ρ氧化铝粉所占重量百分比为4－10％。

本发明还提供一种下水口的制作方法，包括如下步骤：

A.制作基体

用机器将基体压制成型，将成型后的基体在200℃－250℃温度范围内进行烘干；

B.制作芯体

用无水泥结合浇注振动成型的方式制作芯体，然后将芯体在1000℃－1500℃的温度范围内进行烧制；

C.内部组装

将芯体套入基体内，在芯体和基体之间的连接处填充铬质火泥层，组装完成后，在100℃－150℃温度范围内进行烘干；

D.外部组装

将金属壳套接在基体的外部，在基体和金属壳之间的连接处填充高铝火泥层。

本发明提供的一种下水口，所述芯体、基体和金属壳由内至外依次套接连接，所述芯体的中心处设有引流道，所述引流道用于钢水的流通，使钢水只沿着引流道流通，不会与芯体外部、基体和金属壳接触；所述芯体套接在所述基体内部，以使所述基体对所述芯体的外部进行保护，所述基体套接在所述金属壳内部，以使所述金属壳对所述基体的外部进行保护，由于所述芯体和基体之间为可拆卸连接，无论是在芯体和基体之间，还是在基体和金属壳之间填充耐火材料，在下水口使用完毕后，都可以将使用后的芯体拆卸下来，进行更换，而连接在下水口上的耐火材料不会受到影响，将新的芯体更换完毕后，可以继续进行使用，提高了下水口的使用率，从而节约了耐火材料的成本。

本发明还提供一种下水口的制作方法，该方法先制作基体，再制作芯体，然后对内部和外部依次进行组装，制作方法提高了下水口制作效率，并且制作过程简单。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的芯体、基体和金属壳连接的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的基体和金属壳连接的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的芯体的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的下水口的制作方法流程图。

图标：100－芯体；200－基体；300－金属壳；400－铬质火泥层；500－高铝火泥层；101－引流道；201－安装通道。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1为本发明实施例提供的芯体、基体和金属壳连接的结构示意图；图2为本发明实施例提供的基体和金属壳连接的结构示意图；图3为本发明实施例提供的芯体的结构示意图；图4为本发明实施例提供的下水口的制作方法流程图。

如图1～4所示，本发明提供的一种下水口，包括芯体100、基体200和金属壳300；

所述芯体100、基体200和金属壳300由内至外依次套接；所述芯体100具有引导钢水流通的引流道101，所述芯体100可拆卸连接在所述基体200内，所述基体200套接在所述金属壳300内。

如图1所示，所述芯体100设置在最里面，所述基体200套接在所述芯体100的外部，所述金属壳300套接在所述基体200的外部，以使下水口的芯体100、基体200和金属壳300由内至外依次设置，并且所述芯体100、基体200和金属壳300之间可拆卸连接，便于下水口使用后，对芯体100进行更换，重复使用基体和钢壳，大大的节省了耐火材料的成本。所述芯体100采用复合芯体，采用复合芯体提高了下水口的抗折强度和耐压强度，体积密度和显气孔率好。所述基体200采用铝碳质材料制作。所述金属壳300采用钢壳，钢壳的强度好、硬度大、耐磨性好、耐腐蚀性强，将钢壳套接在最外层的位置，不但对所述基体200的外部进行保护，所述芯体100的引流道101内流过钢水时，钢水不会与最外部的钢壳接触，有效的避免了钢水与钢壳之间的接触；此外，所述金属壳300的材料还可以采用铝、铜等。

进一步的，所述基体200具有安装通道201，所述芯体100套接在所述安装通道201内；

所述安装通道201和所述引流道101沿同一竖直中心线设置。

如图2所示，所述引流道101为竖向设置的圆柱状，所述安装通道201为竖向设置的圆柱状，所述安装通道201的直径大于所述引流道101的直径，以使所述芯体100的外周面能够套接在所述安装通道201的内部，所述引流道101的高度小于所述安装通道201的高度，以使钢水能够沿着所述引流道101流动，而不会接触至所述安装通道201内造成污染；所述安装通道201和所述引流道101沿着同一个竖直中心线设置，以使所述芯体100能够连接在所述安装通道201的中心处，所述引流道101设置在所述芯体100的竖直中心处，使钢水沿着所述引流道101流动时，所述芯体100的安装位置更加的稳定，不会出现晃动的现象。

进一步的，所述安装通道201的内周面为一端较宽另一端较窄的阶梯状，所述芯体100的外周面为一端较宽另一端较窄的阶梯状。

如图2所示，所述安装通道201的内周面的上端直径较长，下端直径较短，使所述安装通道201的内周面形成上宽下窄的阶梯状；如图3所示，所述芯体100的外周面的上端直径较长，下端直径较短，使所述芯体100的外周面形成上宽下窄的阶梯状；所述芯体100套接在所述安装通道201内，所述芯体100外周面的阶梯面与所述安装通道201内周面的阶梯面相卡合连接，连接的更加的牢固，使所述芯体100结合的稳定性好。

进一步的，所述安装通道201较宽一端的形状为自一端至另一端直径逐渐变小的倒圆锥状，所述芯体100较宽一端的形状为自一端至另一端直径逐渐变小的倒圆锥状。

如图2所示，所述安装通道201的内周面的上端形成倒圆锥状，所述安装通道201上端部分的上端的直径大于下端的直径；如图3所示，所述芯体100的外周面的上端也形成倒圆锥状，所述芯体100上端部分的上端的直径大于下端的直径；所述芯体100套接在所述安装通道201内，所述芯体100的倒圆锥状外周面上端与所述安装通道201的倒圆锥状内周面上端卡合连接，钢水沿着所述芯体100内的引流道101流动时，钢水的流动方向为自倒圆锥状的较宽一端向圆锥状的较窄一端流动，使所述芯体100能够快速的与所述安装通道201贴合连接。

进一步的，所述安装通道201较宽一端的高度大于所述芯体100较宽一端的高度。

如图1所示，所述安装通道201的上端的高度大于所述芯体100的上端的高度，以使所述芯体100的倒圆锥状上端容纳在所述安装通道201的倒圆锥状上端的下部位置，所述安装通道201的倒圆锥状上端的上部位置用于与设备相连接，使设备将钢水直接引入所述引流道101，钢水不会污染周围的设备。

进一步的，还包括铬质火泥层400；

所述铬质火泥层400设置在所述芯体100的外周面和所述安装通道201的内周面之间连接的缝隙处。

所述铬质火泥层400中的氧化铬占8％，采用火泥制作，耐高温性能好，耐腐蚀性好，将所述铬质火泥层400填充在所述芯体100的外周面和所述安装通道201的内周面之间连接的缝隙处，使整个下水口的抗氧化性能高，稳定性能好，并且整个下水口的密封性能和耐高温性能好。

进一步的，还包括高铝火泥层500；

所述高铝火泥层500设置在所述基体200的外周面和所述金属壳300的内周面之间连接的缝隙处。

所述高铝火泥层500的耐高温性能较好，将所述高铝火泥层500填充在所述基体200的外周面和所述金属壳300的内周面之间连接的缝隙处，使整个下水口的耐高温性能好，耐腐蚀性好。

进一步的，所述金属壳300的高度小于所述基体200的高度。

如图2所示，所述金属壳300的上端高度小于所述基体200上端的高度，所述金属壳300的下端高度小于所述基体200下端的高度，以使所述金属壳300套设在所述基体200的外周面后，所述基体200的上端伸出所述金属壳300的上端，所述基体200的下端伸出所述金属壳300的下端，所述金属壳300设置在所述基体200的外周面中间位置，从而避免了钢水沿着所述引流道101向外部流动时，与外部的金属壳300接触。

进一步的，所述芯体100为复合芯体；

所述复合芯体的成分比例如下：板状刚玉所占重量百分比为60－70％，白刚玉所占重量百分比为10－15％，尖晶石所占重量百分比为5－15％，氧化铝粉所占重量百分比为10－18％，ρ氧化铝粉所占重量百分比为4－10％。

在对复合芯体的成分比例进行配比的过程中，所述板状刚玉所占重量百分比可以为65％，所述白刚玉所占重量百分比可以为15％，所述尖晶石所占重量百分比可以为5％，所述氧化铝粉所占重量百分比可以为10％，所述ρ氧化铝粉所占重量百分比可以为5％，在实际配置的过程中，还可以对上述成分比例进行适当的调试，采用上述比例进行配比，使整个下水口的抗折强度、耐压强度、体积密度和显气孔率均达到最佳的数值。所述板状刚玉的成分中，板状刚玉分为以下四个粒度：180目的细粉、0－1mm的颗粒料、1－3mm的颗粒料、3－5mm的颗粒料，细粉所占的比例范围为35－45％，优选为40％，0－1mm的颗粒料所占的比例范围围15－20％，优选为15％，1－3mm的颗粒料所占的比例范围为30－35％，优选为30％，3－5mm的颗粒料所占的比例范围为10－15％，优选为15％。所述白刚玉分为以下四种粒度：180目的细粉、0－1mm的颗粒料、1－3mm的颗粒料、3－5mm的颗粒料。所述尖晶石的粒度为320目，所述氧化铝粉的粒度为320目和5um，所述ρ氧化铝粉的粒度为5um。复合芯体采用无水泥结合避免了水泥高温下生成水泥石而影响耐材的高温强度和耐侵蚀性。

本发明提供的下水口，所述芯体套接在所述基体内，在所述芯体和所述基体之间填充有铬质火泥层，所述铬质火泥层的耐高温性能好，耐腐蚀性好，所述芯体使用完毕后，可以直接将芯体从基体内拆卸下来，并在所述基体内套接新的芯体，可以重复利用芯体外部的耐火材料，节约了原材料，使芯体外部的材料能够重复利用，回收利用率高；所述基体的外部套接有金属壳，所述金属壳对所述基体的外部进行保护，在所述基体和所述金属壳之间填充有高铝火泥层，所述高铝火泥层的耐高温性能好，使所述基体能够与所述金属壳牢固的结合。

如图4所示，本发明还提供一种下水口的制作方法，包括如下步骤：

A.制作基体

用机器将基体200压制成型，将成型后的基体200在200℃－250℃温度范围内进行烘干；

将铝碳质原材料放入搅拌机内进行搅拌混料，搅拌十五分钟后，将混合后的原料输入盛料桶内，困料八个小时后机压成型基体200成型，将成型后的基体200放置在干燥室内进行烘干，从常温至烘干220℃。

B.制作芯体

用无水泥结合浇注振动成型的方式制作芯体100，然后将芯体100在1000℃－1500℃的温度范围内进行烧制；

板状刚玉所占重量百分比为60－70％，白刚玉所占重量百分比为10－15％，尖晶石所占重量百分比为5－15％，氧化铝粉所占重量百分比为10－18％，ρ氧化铝粉所占重量百分比为4－10％；将板状刚玉的重量份为65％，白刚玉的重量份为15％，尖晶石的重量份为5％，氧化铝粉的重量份为10％，ρ氧化铝粉的重量份为5％依次放入搅拌机内，干混五分钟后，一边搅拌一边加水，进行湿混，搅拌速度为50r/min，湿混十分钟后，将上述模具固定在振动平台上，开启振动台，逐步加入泥料，振动成型后，将成型后的芯体100放置在干燥室内进行烘干，干燥室内的温度为60℃，脱模后进行烧制。

C.内部组装

将芯体100套入基体200内，在芯体100和基体200之间的连接处填充铬质火泥层400，组装完成后，在100℃－150℃温度范围内进行烘干；

将芯体100装配在基体200内，并且在芯体100的外周面和基体200的内周面之间的缝隙处填充铬质火泥层400，填充铬质火泥层400使下水口的耐高温性能好，抗氧化性能强，稳定性好，填充完成后，将组装后的模型放置在干燥室内进行烘干，干燥室内的温度可以为120℃。

D.外部组装

将金属壳300套接在基体200的外部，在基体200和金属壳300之间的连接处填充高铝火泥层500。

将组装好的下水口固定住，并将金属壳300固定在下水口的外部，通过压力装置压到规定位置后取下，放置在干燥室内进行烘干，完成了整个下水口的制作过程。

本发明提供的下水口的制作方法，下水口使用中具有良好的耐高温性能，抗侵蚀性能，耐冲刷性能好，寿命长，节约了成本，并且下水口在使用时可以满足各种条件下的炼钢需求。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种下水口，其特征在于，包括芯体(100)、基体(200)和金属壳(300)；

所述芯体(100)、基体(200)和金属壳(300)由内至外依次套接；所述芯体(100)具有引导钢水流通的引流道(101)，所述芯体(100)可拆卸连接在所述基体(200)内，所述基体(200)套接在所述金属壳(300)内。

2.根据权利要求1所述的下水口，其特征在于，所述基体(200)具有安装通道(201)，所述芯体(100)套接在所述安装通道(201)内；

所述安装通道(201)和所述引流道(101)沿同一竖直中心线设置。

3.根据权利要求2所述的下水口，其特征在于，所述安装通道(201)的内周面为一端较宽另一端较窄的阶梯状，所述芯体(100)的外周面为一端较宽另一端较窄的阶梯状。

4.根据权利要求3所述的下水口，其特征在于，所述安装通道(201)较宽一端的形状为自一端至另一端直径逐渐变小的倒圆锥状，所述芯体(100)较宽一端的形状为自一端至另一端直径逐渐变小的倒圆锥状。

5.根据权利要求2所述的下水口，其特征在于，所述安装通道(201)较宽一端的高度大于所述芯体(100)较宽一端的高度。

6.根据权利要求2所述的下水口，其特征在于，还包括铬质火泥层(400)；

所述铬质火泥层(400)设置在所述芯体(100)的外周面和所述安装通道(201)的内周面之间连接的缝隙处。

7.根据权利要求1所述的下水口，其特征在于，还包括高铝火泥层(500)；

所述高铝火泥层(500)设置在所述基体(200)的外周面和所述金属壳(300)的内周面之间连接的缝隙处。

8.根据权利要求1所述的下水口，其特征在于，所述金属壳(300)的高度小于所述基体(200)的高度。

9.根据权利要求1所述的下水口，其特征在于，所述芯体(100)为复合芯体；

所述复合芯体的成分比例如下：板状刚玉所占重量百分比为60－70％，白刚玉所占重量百分比为10－15％，尖晶石所占重量百分比为5－15％，氧化铝粉所占重量百分比为10－18％，ρ氧化铝粉所占重量百分比为4－10％。

10.一种如权利要求1所述的下水口的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

A.制作基体

用机器将基体(200)压制成型，将成型后的基体(200)在200℃－250℃温度范围内进行烘干；

B.制作芯体

用无水泥结合浇注振动成型的方式制作芯体(100)，然后将芯体(100)在1000℃－1500℃的温度范围内进行烧制；

C.内部组装

将芯体(100)套入基体(200)内，在芯体(100)和基体(200)之间的连接处填充铬质火泥层(400)，组装完成后，在100℃－150℃温度范围内进行烘干；

D.外部组装

将金属壳(300)套接在基体(200)的外部，在基体(200)和金属壳(300)之间的连接处填充高铝火泥层(500)。