CN108284217B - 一种连铸用净化钢水作用的塞棒及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种连铸用净化钢水作用的塞棒及其制备方法,解决了目前塞棒结构设计不合理导致,使得浇铸含铝钢时中包上水口及整体浸入式水口碗部及内腔被堵塞的现象,一种连铸用净化钢水作用的塞棒,包括棒体、设置在所述棒体中心的内腔,其特征在于:所述棒体由棒头、固定在所述棒头底部的棒身构成,所述内腔贯串所述棒头、棒身,所述棒身内部设有两个氩气室,所述棒身的侧壁上紧邻所述棒头处设有透气密网,所述透气密网与所述氩气室连通,所述棒身的底端面上设有两个氩气嘴,两个所述氩气嘴分别与两个所述氩气室相连通,本发明不仅保留了塞棒在使用过程中常规功能,而且还赋予了塞棒除杂功能。
Description
技术领域
本发明涉及连铸功能耐火材料技术领域,特别是指一种连铸用净化钢水作用的塞棒及其制备方法。
背景技术
随着钢铁行业的发展以及我国对环保方面越来越严格的要求,钢铁生产商及买方对钢铁质量及环保态度开始发生转变,即由量到质、有低价到适价的转变。未来谁将以低成本生产出更优等、更环保的超洁净钢,谁将占有更高的市场份额。连铸作为钢坯成型的最后一道工序,如何降低耐材对钢水的污染及进一步除掉钢水中的夹杂,是钢铁从业人员始终要研究攻克的问题。
塞棒安装于中间包内部,棒头位于中包上水口或整体浸入式水口碗部的正上方,棒尾通过连接杆固定在塞棒控制机构的横梁上。现有塞棒的主要作用是,在开浇前及浇次结束后起到堵流的作用及在浇钢过程中通过调节与中包上水口及整体浸入式水口碗部的开度来控制钢水流入结晶器中的量,使其与钢坯拉速相匹配,同时,还起到稳定钢水流场的作用,使钢水由中间包流入到结晶器时不发生散流。
目前现有的吹氩型塞棒是在棒头正中心处留有1到多个吹氩孔或者棒头采用弥散型棒头。其普遍作用是在浇铸含铝钢时防止中包上水口及整体浸入式水口碗部及内腔被堵塞,通过吹氩气的方式将粘附在中包上水口及整体浸入式水口碗部及内腔的堵塞物吹掉,以起到疏通钢流的作用,保证浇铸连续性。但是在正常的浇钢过程中,由于氩气量难以控制,经常引起结晶器液面异常波动,导致钢水卷渣及拉漏现象的发生。同时氩气在中包上水口及整体浸入式水口碗口部位,其上升的浮力小于钢水向下流动对其的拉力,若在钢水流入结晶器后不能及时的上浮很有可能汇入到钢坯中,导致钢坯中产生气泡,严重影响了钢坯的质量。被氩气吹掉的粘附在中包上水口及浸入式水口碗部及内腔中的粘附物很有可能流入到钢水中对钢坯质量造成影响,也存在导致钢水拉漏的风险。
发明内容
为了解决上述问题,本发明提出了一种连铸用净化钢水作用的塞棒及其制备方法。
本发明的技术方案是这样实现的:一种连铸用净化钢水作用的塞棒,包括棒体、设置在所述棒体中心的内腔,所述棒体由棒头、固定在所述棒头底部的棒身构成,所述内腔贯串所述棒头、棒身,所述棒身内部设有两个氩气室,所述棒身的侧壁上紧邻所述棒头处设有透气密网,所述透气密网与所述氩气室连通,所述棒身的底端面上设有两个氩气嘴,两个所述氩气嘴分别与两个所述氩气室相连通。
优选的,两个所述氩气室以所述内腔为轴对称设置在所述棒身的内部。
优选的,透气密网的显气孔率为30%-45%,体积密度2.30g/cm3-2.55g/cm3。
优选的,所述氩气室的宽度为5mm-10mm,透气密网的厚度为5mm-15mm。
优选的,所述透气密网的原料按重量组分包含:棕刚玉70%-85%,石墨10%-25%,锯末2%-12%、轻烧氧化铝A粉1%-2%、添加剂1%-5%,结合剂5%-15%。
优选的,所述添加剂为金属硅粉、碳化硅及碳化硼中的一种或几种。
优选的,所述结合剂为热固性酚醛树脂和液体树脂,其中热固性酚醛树脂残炭率要求大于等于40%,固含量大于等于60%。
本发明又提出一种连铸用净化钢水作用的塞棒的制备方法,包含以下步骤:
1)配料:按照配料单将需要的原料按重量比例配合;
2)混合造粒:将配好的原料放入造粒机中进行混合造粒;
3)困料:将造好的料放入困料间放置,保证困料车间温度在23-25℃,湿度小于45%;
4)成型:在模芯杆底盘装1-2根直径为5mm-10mm的细模芯杆,将棒身料按照从下到上的顺序放入模具中,通过添加套筒的方式将透气密网料加入到模具中,在110MPa-125MPa下进行等静压成型;
5)干燥:将成型后的塞棒在200℃-250℃的干燥窑里干燥20-24h;
6)烧成:将塞棒放入还原气氛的烧成窑里在800℃-950℃下烧15-25h;
7)机加工:将成型后的毛坯按照图纸要求进行车加工;
8)涂抗氧化涂层:将塞棒的外侧均匀的涂上一层抗氧化涂层,要求涂层厚0.2mm-0.5mm;
9)探伤:将塞棒进行X光探伤;
10)预装配件:按照图纸要求将吹氩嘴装在塞棒尾部;
11)包装:将合格的产品进行包装。
本发明的有益效果:
1)在浇钢过程中氩气通过氩气通道到达氩气室然后通过透气密网发散到钢水中,使得钢水中的细微夹杂物被氩气包裹或者随着氩气一起漂浮到中包钢水液面,起到净化钢水的作用。其制作方法包括配料、混合造粒、困料、成型、干燥、烧成、机加工、预装配件、涂抗氧化涂层、探伤、包装等步骤。随着冶金行业的发展,对钢水质量的高标准要求,此种塞棒未来有很高的使用价值和需求
2)本发明不仅保留了塞棒在使用过程中常规功能,而且还赋予了塞棒除杂功能,使得钢水中的细微夹杂物在钢坯成型最后阶段进一步清除,钢水的质量得到了提升。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例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,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明塞棒的结构示意图。
图中:1-氩气嘴;2-棒身;3-氩气室;4-内腔;5-透气密网;6-棒头。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅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作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。
如图1所示,一种连铸用净化钢水作用的塞棒,包括棒体、设置在所述棒体中心的内腔4,所述棒体由棒头6、固定在所述棒头6底部的棒身2构成,所述内腔4贯串所述棒头6、棒身2,所述棒身2内部设有两个氩气室3,所述棒身2的侧壁上紧邻所述棒头6处设有透气密网5,所述透气密网5与所述氩气室3连通,所述棒身2的底端面上设有两个氩气嘴1,两个所述氩气嘴1分别与两个所述氩气室3相连通。
两个所述氩气室3以所述内腔4为轴对称设置在所述棒身2的内部。
透气密网5的显气孔率为30%-45%,体积密度2.30g/cm3-2.55g/cm3。
所述氩气室3的宽度为5mm-10mm,透气密网5的厚度为5mm-15mm。
所述透气密网5的原料按重量组分包含:棕刚玉70%-85%,石墨10%-25%,锯末2%-12%、轻烧氧化铝A粉1%-2%、添加剂1%-5%,结合剂5%-15%。
所述添加剂为金属硅粉、碳化硅及碳化硼中的一种或几种。
所述结合剂为热固性酚醛树脂和液体树脂,其中热固性酚醛树脂残炭率要求大于等于40%,固含量大于等于60%。
石墨规格采用-194、-198、-195、895的一种或几种。
实施例一
本发明又提出一种连铸用净化钢水作用的塞棒的制备方法,包含以下步骤:
1)配料:透气密网中棕刚玉75%、-194石墨和-198石墨10%、锯末10%、轻烧氧化铝A粉1%、金属硅粉3%,碳化硅1%,外加热固酚醛树脂0.5%、液体树脂10%;
2)混合造粒:按上述比例的原料放入造粒机中进行混合造粒;
3)困料:将造好的料放入困料间放置,保证困料车间温度在24℃,湿度45%;
4)成型:在模芯杆底盘装1根直径为5mm的细模芯杆,将棒身料按照从下到上的顺序放入模具中,通过添加套筒的方式将透气密网料加入到模具中,在110MPa下进行等静压成型;
5)干燥:将成型后的塞棒在240℃的干燥窑里干燥24h;
6)烧成:将塞棒放入还原气氛的烧成窑里在950℃下烧21h;
7)机加工:将成型后的毛坯按照图纸要求进行车加工;
8)涂抗氧化涂层:将塞棒的外侧均匀的涂上一层抗氧化涂层,要求涂层厚0.2mm-0.5mm;
9)探伤:将塞棒进行X光探伤;
10)预装配件:按照图纸要求将吹氩嘴装在塞棒尾部;
11)包装:将合格的产品进行包装。
最后测得成品透气密网的显气孔率为32%,体积密度2.52g/cm3。
在物理实验室将塞棒放入水槽中检测测得,在一定的氮气压力下,氮气通过透气密网散发出来的氮气气泡均匀且上浮速度较快,水槽液面较稳定。
实施例二
本发明又提出一种连铸用净化钢水作用的塞棒的制备方法,包含以下步骤:
1)配料:透气密网中原料棕刚玉80%、-194和-198石墨9%、锯末8%、轻烧氧化铝A粉1%、金属硅粉1.5%,碳化硅0.5%,外加热固酚醛树脂1%、液体树脂10%;
2)混合造粒:按上述比例的原料放入造粒机中进行混合造粒;
3)困料:将造好的料放入困料间放置,保证困料车间温度在24℃,湿度45%;
4)成型:在模芯杆底盘装1根直径为5mm的细模芯杆,将棒身料按照从下到上的顺序放入模具中,通过添加套筒的方式将透气密网料加入到模具中,在110MPa下进行等静压成型;
5)干燥:将成型后的塞棒在240℃的干燥窑里干燥24h;
6)烧成:将塞棒放入还原气氛的烧成窑里在950℃下烧21h;
7)机加工:将成型后的毛坯按照图纸要求进行车加工;
8)涂抗氧化涂层:将塞棒的外侧均匀的涂上一层抗氧化涂层,要求涂层厚0.2mm-0.5mm;
9)探伤:将塞棒进行X光探伤;
10)预装配件:按照图纸要求将吹氩嘴装在塞棒尾部;
11)包装:将合格的产品进行包装。
最后测得成品透气密网的显气孔率为35%,体积密度2.43g/cm3。
在物理实验室将塞棒放入水槽中检测测得,在一定的氮气压力下,氮气通过透气密网散发出来的氮气气泡均匀且上浮速度比实例1要快一些,水槽液面较稳定。
实施例三
本发明又提出一种连铸用净化钢水作用的塞棒的制备方法,包含以下步骤:
1)配料:透气密网中棕刚玉70%、-194和-198石墨10%、锯末15%、轻烧氧化铝A粉1.5%、金属硅粉2%,碳化硅1.5%,外加热固酚醛树脂0.5%、液体树脂11%;
2)混合造粒:按上述比例的原料放入造粒机中进行混合造粒;
3)困料:将造好的料放入困料间放置,保证困料车间温度在24℃,湿度45%:
4)成型:在模芯杆底盘装1根直径为5mm的细模芯杆,将棒身料按照从下到上的顺序放入模具中,通过添加套筒的方式将透气密网料加入到模具中,在110MPa下进行等静压成型;
5)干燥:将成型后的塞棒在240℃的干燥窑里干燥24h;
6)烧成:将塞棒放入还原气氛的烧成窑里在950℃下烧21h;
7)机加工:将成型后的毛坯按照图纸要求进行车加工;
8)涂抗氧化涂层:将塞棒的外侧均匀的涂上一层抗氧化涂层,要求涂层厚0.2mm-0.5mm;
9)探伤:将塞棒进行X光探伤;
10)预装配件:按照图纸要求将吹氩嘴装在塞棒尾部;
11)包装:将合格的产品进行包装。
最后测得成品透气密网的显气孔率为43.2%,体积密度2.33g/cm3。
在物理实验室将塞棒放入水槽中检测测得,在一定的氮气压力下,氮气通过透气密网散发出来的氮气气泡均匀且上浮速度比实例1要快一些,水槽液面有轻微的波动。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种连铸用净化钢水作用的塞棒,包括棒体、设置在所述棒体中心的内腔,其特征在于:所述棒体由棒头、固定在所述棒头底部的棒身构成,所述内腔贯串所述棒头、棒身,所述棒身内部设有两个氩气室,两个所述氩气室以所述内腔为轴对称设置在所述棒身的内部,所述棒身的侧壁上紧邻所述棒头处设有透气密网,所述透气密网与所述氩气室连通,所述棒身的底端面上设有两个氩气嘴,两个所述氩气嘴分别与两个所述氩气室相连通;所述氩气室的宽度为5mm-10mm,透气密网的厚度为5mm-15mm;
所述透气密网的原料按重量组分包含:棕刚玉70%-85%,石墨10%-25%,锯末2%-12%、轻烧氧化铝A粉1%-2%、添加剂1%-5%,结合剂5%-15%;
所述添加剂为金属硅粉、碳化硅及碳化硼中的一种或几种;
所述结合剂为热固性酚醛树脂和液体树脂;
透气密网的显气孔率为30%-45%,体积密度2.30g/cm3-2.55g/cm3;
所述连铸用净化钢水作用的塞棒的制备方法包括以下步骤:
1)配料:按照配料单将需要的原料按重量比例配合;
2)混合造粒:将配好的原料放入造粒机中进行混合造粒;
3)困料:将造好的料放入困料间放置,保证困料间温度在23-25℃,湿度小于45%;
4)成型:在模芯杆底盘装1-2根直径为5mm-10mm的细模芯杆,将棒身料按照从下到上的顺序放入模具中,通过添加套筒的方式将透气密网料加入到模具中,在110MPa-125MPa下进行等静压成型;
5)干燥:将成型后的塞棒在200℃-250℃的干燥窑里干燥20-24h;
6)烧成:将塞棒放入还原气氛的烧成窑里在800℃-950℃下烧15-25h。
2.如权利要求1所述的一种连铸用净化钢水作用的塞棒,其特征在于:热固性酚醛树脂残炭率大于或等于40%,固含量大于等于60%。
3.如权利要求1或2所述的一种连铸用净化钢水作用的塞棒,其特征在于,在步骤6)之后还包含以下步骤:
7)机加工:将成型后的毛坯按照图纸要求进行车加工;
8)涂抗氧化涂层:将塞棒的外侧均匀的涂上一层抗氧化涂层,要求涂层厚0.2mm-0.5mm;
9)探伤:将塞棒进行X光探伤;
10)预装配件:按照图纸要求将吹氩嘴装在塞棒尾部;
11)包装:将合格的产品进行包装。
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