CN109175244B - 一种锰铁冶炼用耐高温铸钢包的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开一种锰铁冶炼用耐高温铸钢包的制备方法，制备方法包括：制作泡塑模型；将水基涂料涂至泡塑模型表面并干燥；将泡塑模型置于砂箱，持续振动砂箱；将耐热铸钢浇注至泡塑模型中，凝固完成后停止振动，得到铸件；对铸件应力退火，得到铸钢包；使用方法包括：预热铸钢包；将铸钢包灌满渣，静置30min，倒出液态渣，得到挂渣后的铸钢包；在30min内将出炉的铁水倒入挂渣后的铸钢包，去除铁水上的残留炉渣；将扒渣完成的铁水浇入锭模。本申请的操作制备方法和使用方法操作简单，每使用一炉后直接撞包，把挂的渣撞下来，下一炉重新挂渣，不需要砌筑、烘烤、打包等工序，降低工人劳动强度，延长使用寿命，降低成本且不易发生漏铁穿包事故。

Description

一种锰铁冶炼用耐高温铸钢包的制备方法
技术领域
本申请涉及金属冶炼技术领域，特别涉及一种锰铁冶炼用耐高温铸钢包的制备方法。
背景技术
在锰铁的生产中，大部分企业所使用的镁质耐火材料为普通镁砖、镁碳砖等普通耐火材料，后续出现了合成镁砖等新型材料。但是不管使用什么耐火材料，在使用过程中，避免不了砌筑、烘烤、挂渣、打包、维护等程序。其中挂渣操作始终是延长砌筑包使用寿命的可靠方法。但是在盛2-3炉铁之后，砌筑包粘渣严重，使铁水包容积缩小，必须人工打包清理。在人工打包过程中，又会损伤耐火材料，最终在20-40炉次后，导致耐材消耗，需要重新筑包。
因此，现有采用镁质耐火材料的方法操作工序繁琐且使用寿命短。
发明内容
本申请的目的在于提供一种锰铁冶炼用耐高温铸钢包的制备方法，以解决现有技术操作工序繁琐且使用寿命短的问题。
一方面，根据本申请的实施例，提供了一种锰铁冶炼用耐高温铸钢包的制备方法，包括：
根据每炉出铁量的体积制作泡塑模型；
将水基涂料涂抹至所述泡塑模型表面并干燥；
将干燥后的泡塑模型置于装有干砂的砂箱中，持续三维振动所述砂箱；
在真空状态下将耐热铸钢浇注至所述干燥后的泡塑模型中，凝固完成后停止振动，得到铸件；
对所述铸件进行应力退火，得到铸钢包；
所述耐热铸钢包括以下质量分数的组分：0.2-0.4％碳，0.5-1.0％硅，0.3-0.8-％锰，0.7-1.0％镍，17-23％铬，0.05-0.1％氮，0-0.02％磷，0-0.03％硫，余量为铁。
进一步地，所述三维振动包括高频振动充型，高频振动结晶和低频振动结晶。
进一步地，所述高频振动充型和所述高频振动结晶的振动频率为120-150Hz。
进一步地，所述低频振动结晶的振动频率为40Hz。
进一步地，所述水基涂料包括碳化硅颗粒，铬铁粉，稀土，钠基膨润土，有机短纤维和羧甲基纤维素。
进一步地，所述水基涂料包括以下重量份数组分：50份碳化硅颗粒，45份铬铁粉，0.25份稀土，0.25钠基膨润土，0.3份有机短纤维和0.2份羧甲基纤维素。
另一方面，根据本申请的实施例，提供了一种锰铁冶炼用耐高温铸钢包的使用方法，包括：
预热铸钢包；
将预热后的铸钢包灌满渣，静置30min，倒出液态渣，得到挂渣后的铸钢包；
在30min内将出炉的铁水倒入所述挂渣后的铸钢包，去除铁水上的残留炉渣；
将扒渣完成的铁水浇入锭模。
进一步地，预热铸钢包的步骤包括：
将铸钢包放置在300-500℃的凝固热渣上烘烤1h；
向烘烤后的铸钢包中灌入五分之一体积的液体渣。
进一步地，重复所述将预热后的铸钢包灌满渣，静置30min，倒出液态渣，得到包壁附着一层固态渣的铸钢包的步骤1-2次。
进一步地，所述挂渣厚度为5-8cm。
由以上技术方案可知，本申请实施例提供了一种锰铁冶炼用耐高温铸钢包的制备方法及使用方法，所述制备方法包括：根据每炉出铁量的体积制作泡塑模型；将水基涂料涂抹至所述泡塑模型表面并干燥；将干燥后的泡塑模型置于装有干砂的砂箱中，持续三维振动所述砂箱；在真空状态下将耐热铸钢浇注至所述干燥后的泡塑模型中，凝固完成后停止振动，得到铸件；对所述铸件进行应力退火，得到铸钢包；所述耐热铸钢包括以下质量分数的组分：0.2-0.4％碳，0.5-1.0％硅，0.3-0.8％锰，0.7-1.0％镍，17-23％铬，0.05-0.1％氮，0-0.02％磷，0-0.03％硫，余量为铁。所述使用方法包括：预热铸钢包；将预热后的铸钢包灌满渣，静置30min，倒出液态渣，得到挂渣后的铸钢包；在30min内将出炉的铁水倒入所述挂渣后的铸钢包，去除铁水上的残留炉渣；将扒渣完成的铁水浇入锭模。本申请提供的操作制备方法和使用方法操作简单，铸钢包每使用一炉，就能直接撞包，把挂的渣撞下来，下一炉重新挂渣，不需要砌筑、烘烤、打包等工序，大大降低了工人劳动强度，大幅延长使用寿命，大幅降低吨铁成本且不易发生漏铁穿包事故。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为根据本申请实施例示出的一种锰铁冶炼用耐高温铸钢包的制备方法的流程图；
图2为根据本申请实施例示出的一种锰铁冶炼用耐高温铸钢包的使用方法的流程图。
具体实施方式
参阅图1，本申请的实施例提供了一种锰铁冶炼用耐高温铸钢包的制备方法，包括：
步骤S11、根据每炉出铁量的体积制作泡塑模型；
根据每炉出铁量体积，按照图纸要求同步放大或缩小制作不同体积耐热铸钢包。
步骤S12、将水基涂料涂抹至所述泡塑模型表面并干燥；
由于泡塑模型在造型过程中的强度不够，易变形，因此，在泡塑模型的表面涂刷一层能提高强度和刚度的涂料。
步骤S13、将干燥后的泡塑模型置于装有干砂的砂箱中，持续三维振动所述砂箱；
步骤S14、在真空状态下将耐热铸钢浇注至所述干燥后的泡塑模型中，凝固完成后停止振动，得到铸件；
在真空状态下浇注，高温耐热铸钢通过置换(融化、充盈)泡塑模型，冷凝后释放真空，从松散的砂中得到铸件。
采用振动凝固的方法能促使凝固中的枝晶折断、破碎，使晶体数量增多，尺寸减少。
步骤S15、对所述铸件进行应力退火，得到铸钢包；
应力退火用以消除铸造应力，减小变形开裂的倾向。
所述耐热铸钢包括以下质量分数的组分：0.2-0.4％碳，0.5-1.0％硅，0.3-0.8-％-锰，0.7-1.0镍，17-23％铬，0.05-0.1％氮，0-0.02％磷，0-0.03硫，余量为铁。
本申请所选用的耐热铸钢具有耐高温的效果，适合与锰铁冶炼工艺。
锰铁冶炼中，大多数使用镁质耐火材料所砌筑的铁水包。该包使用成本高(以锰铁生产为例：砌筑铁水包占吨铁成本80元-100元)，寿命短(20-40炉次)。而本申请的耐高温铸钢包成本低(铸钢包吨铁成本中10元-20元)，寿命长(600炉次以上)。不需要砌筑等工序，大大降低了工人劳动强度。
进一步地，所述三维振动包括高频振动充型，高频振动结晶和低频振动结晶。
三维振动具有上下，左右，前后的三维震动效果，用于物料的震实，减少物料内的空气和缝隙。
在不同阶段采用不同频率有助于提升铸件组织均匀细密，内部无疏松、气孔、夹渣等缺陷，避免表面组织致密，内部组织疏松的缺陷。
进一步地，所述高频振动充型和所述高频振动结晶的振动频率为120-150Hz。经大量实践表明，在此频率范围耐热铸钢的充盈效果和结晶效果更好。
进一步地，所述低频振动结晶的振动频率为40Hz。经大量实践表明，在结晶后期此频率范围耐热铸钢结晶效果更好。
进一步地，所述水基涂料包括碳化硅颗粒，铬铁粉，稀土，钠基膨润土，有机短纤维和羧甲基纤维素。
需要说明的是，水基涂料在使用前，需要与8％的聚乙烯醇水溶液混合。
本申请的水基涂料原料来源广泛，成本低廉。其中，有机短纤维的汽化温度低于泡塑模型的汽化温度，在浇注过程中，涂料层中的有机短纤维先行汽化，在涂料层留下大量贯通的微气孔，提高透气性。涂料中加入短纤维后可使涂料在干燥时因短纤维的相互接搭而不易开裂，有效防止制模时的开裂现象，使铸件内部组织致密，避免漏铁穿包事故。
进一步地，所述水基涂料包括以下重量份数组分：50份碳化硅颗粒，45份铬铁粉，0.25份稀土，0.25份钠基膨润土，0.3份有机短纤维和0.2份羧甲基纤维素。经大量实践表明，此重量份数组分的水基涂料使铸件内部组织更为致密。
参阅图2，本申请的实施例提供了一种锰铁冶炼用耐高温铸钢包的使用方法，包括：
步骤S21、预热铸钢包；
预热铸钢包的目的是避免铸钢包急速受热炸裂。
步骤S22、将预热后的铸钢包灌满渣，静置30min，倒出液态渣，得到挂渣后的铸钢包；
步骤S23、在30min内将出炉的铁水倒入所述挂渣后的铸钢包，去除铁水上的残留炉渣；
步骤S24、将扒渣完成的铁水浇入锭模。
本申请提供的使用方法操作简单，只需要一炉铁，挂渣一次就可以达到使用目的。铸钢包每使用一炉，就能直接撞包，把挂的渣撞下来，下一炉重新挂渣，不需要砌筑、烘烤、打包等工序，大大降低了工人劳动强度。使用寿命大幅延长，吨铁成本大幅降低且不易发生漏铁穿包事故。
进一步地，预热铸钢包的步骤包括：
将铸钢包放置在300-500℃的凝固热渣上烘烤1h；利用凝固热渣的余热，节约成本。
向烘烤后的铸钢包中灌入五分之一体积的液体渣，对钢包进行加热烘烤。
进一步地，重复所述将预热后的铸钢包灌满渣，静置30min，倒出液态渣，得到包壁附着一层固态渣的铸钢包的步骤1-2次。挂渣是一个相同的过程，具体挂渣次数根据冶炼温度及渣型条件决定具体次数。例如：我们在生产中认为挂一次渣不安全,容易出现穿包.那么我们就挂渣2次或3次。本申请减少挂渣次数，提高工作效率。
进一步地，所述挂渣厚度为5-8cm。经大量实践表明，挂渣厚度在5-8cm时，既保证不易发生漏铁穿包事故，又避免由于挂渣厚度较大导致盛装铁水容量降低。
由以上技术方案可知，本申请实施例提供了一种锰铁冶炼用耐高温铸钢包的制备方法及使用方法，所述制备方法包括：根据每炉出铁量的体积制作泡塑模型；将水基涂料涂抹至所述泡塑模型表面并干燥；将干燥后的泡塑模型置于装有干砂的砂箱中，持续三维振动所述砂箱；在真空状态下将耐热铸钢浇注至所述干燥后的泡塑模型中，凝固完成后停止振动，得到铸件；对所述铸件进行应力退火，得到铸钢包；所述耐热铸钢包括以下质量分数的组分：0.2-0.4％碳，0.5-1.0％硅，0.3-0.8％锰，0.7-1.0％镍，17-23％铬，0.05-0.1％氮，0-0.02％磷，0-0.03％硫，余量为铁。所述使用方法包括：预热铸钢包；将预热后的铸钢包灌满渣，静置30min，倒出液态渣，得到挂渣后的铸钢包；在30min内将出炉的铁水倒入所述挂渣后的铸钢包，去除铁水上的残留炉渣；将扒渣完成的铁水浇入锭模。本申请提供的操作制备方法和使用方法操作简单，铸钢包每使用一炉，就能直接撞包，把挂的渣撞下来，下一炉重新挂渣，不需要砌筑、烘烤、打包等工序，大大降低了工人劳动强度，大幅延长使用寿命，大幅降低吨铁成本且不易发生漏铁穿包事故。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的申请后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (6)

1.一种锰铁冶炼用耐高温铸钢包的制备方法，其特征在于，包括：
根据每炉出铁量的体积制作泡塑模型；
将水基涂料涂抹至所述泡塑模型表面并干燥；
将干燥后的泡塑模型置于装有干砂的砂箱中，持续三维振动所述砂箱；
在真空状态下将耐热铸钢浇注至所述干燥后的泡塑模型中，凝固完成后停止振动，得到铸件；
对所述铸件进行应力退火，得到铸钢包；
所述耐热铸钢包括以下质量分数的组分：0.2-0.4％碳，0.5-1.0％硅，0.3-0.8％锰，0.7-1.0％镍，17-23％铬，0.05-0.1％氮，0-0.02％磷，0-0.03％硫，余量为铁。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述三维振动包括高频振动充型，高频振动结晶和低频振动结晶。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述高频振动充型和所述高频振动结晶的振动频率为120-150Hz。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述低频振动结晶的振动频率为40Hz。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述水基涂料包括碳化硅颗粒，铬铁粉，稀土，钠基膨润土，有机短纤维和羧甲基纤维素。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述水基涂料包括以下重量份数组分：50份碳化硅颗粒，45份铬铁粉，0.25份稀土，0.25份钠基膨润土，0.3份有机短纤维和0.2份羧甲基纤维素。
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