CN111113636B - 一种低成本高寿命异形坯连铸中间包湍流控制器的制备方法及其制备的中间包湍流控制器 - Google Patents

一种低成本高寿命异形坯连铸中间包湍流控制器的制备方法及其制备的中间包湍流控制器 Download PDF

Info

Publication number
CN111113636B
CN111113636B CN202010065273.XA CN202010065273A CN111113636B CN 111113636 B CN111113636 B CN 111113636B CN 202010065273 A CN202010065273 A CN 202010065273A CN 111113636 B CN111113636 B CN 111113636B
Authority
CN
China
Prior art keywords
equal
sleeve core
less
magnesia carbon
shell
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010065273.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN111113636A (zh
Inventor
武光君
武玉利
张盈
郝晓倩
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Laiwu Steel Group Yinshan Section Steel Co Ltd
Original Assignee
Laiwu Steel Group Yinshan Section Steel Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Laiwu Steel Group Yinshan Section Steel Co Ltd filed Critical Laiwu Steel Group Yinshan Section Steel Co Ltd
Priority to CN202010065273.XA priority Critical patent/CN111113636B/zh
Publication of CN111113636A publication Critical patent/CN111113636A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111113636B publication Critical patent/CN111113636B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B3/00—Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor
    • B28B3/003—Pressing by means acting upon the material via flexible mould wall parts, e.g. by means of inflatable cores, isostatic presses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B1/00—Producing shaped prefabricated articles from the material
    • B28B1/30—Producing shaped prefabricated articles from the material by applying the material on to a core or other moulding surface to form a layer thereon
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B1/00—Producing shaped prefabricated articles from the material
    • B28B1/54—Producing shaped prefabricated articles from the material specially adapted for producing articles from molten material, e.g. slag refractory ceramic materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/66—Monolithic refractories or refractory mortars, including those whether or not containing clay
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3205—Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
    • C04B2235/3206—Magnesium oxides or oxide-forming salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/38—Non-oxide ceramic constituents or additives
    • C04B2235/3817—Carbides
    • C04B2235/3826—Silicon carbides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/40—Metallic constituents or additives not added as binding phase
    • C04B2235/402—Aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/42—Non metallic elements added as constituents or additives, e.g. sulfur, phosphor, selenium or tellurium
    • C04B2235/422—Carbon
    • C04B2235/425—Graphite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/42—Non metallic elements added as constituents or additives, e.g. sulfur, phosphor, selenium or tellurium
    • C04B2235/428—Silicon

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

本发明涉及一种低成本高寿命异形坯连铸中间包湍流控制器的制备方法，将套芯套装于湍流控制器的外壳内，保证套芯的纵向中心线与外壳内腔的纵向中心线重合，外壳和套芯之间的结合缝采用粒度≤1mm的烧结镁砂填实，并在其外表面涂抹一层厚度为25‑35mm的再生镁碳质涂抹料，自然养护1～2天，所述套芯以废镁碳砖再生颗粒料为主原料，采用等静压成型法制成。以废镁碳砖再生颗粒料为主原料，采用等静压成型法制备，满足了冶金功能化、长寿化和低成本化的性能要求。

Description

一种低成本高寿命异形坯连铸中间包湍流控制器的制备方法 及其制备的中间包湍流控制器
技术领域
本发明涉及一种低成本高寿命异形坯连铸中间包湍流控制器的制备方法，属于连铸耐火材料工艺技术领域。
背景技术
在连铸机中间包内设置湍流控制器，可以改变中间包内钢水的运行路线，延长停留时间，促进夹杂物的上浮排除，对提高铸坯质量有重要作用，同时可以减缓钢包注流对中间包工作衬冲击区的冲刷，提高中间包的连浇时间。近年来，湍流控制器生产技术向冶金功能化、长寿化、低成本化发展，但现有技术生产的中间包湍流控制器，还不能同时满足冶金功能化、长寿化、低成本化的性能要求。
中国专利文献CN104707956B公开了一种异型坯连铸中间包湍流控制器及其安装方法，包括外壳、底板、套芯和压环，外壳为上端开口的空腔结构，底板位于外壳空腔底上，套芯的底端位于底板之上，压环设置在套芯上端并位于外壳空腔内，在外壳内腔底与底板、外壳内壁与套芯之间设置膨胀缝，该发明通过在套芯上方设置压环，解决了套芯侧壁上层镁碳砖脱落的问题，提高了湍流控制器的质量稳定性。但是，该中间包湍流控制器的内腔形状为“圆筒形”，抑制钢包注流湍流紊动能的效果差，不利于改善中间包内钢液的流动特性，同时套芯采用弧形镁碳砖环形砌筑，整体性能差、易出现脱砖，生产成本高，增加了连铸耐材成本。
为了降低生产成本，已有采用废镁碳砖为主要原料进行制备中间包湍流控制器的技术，但是，镁碳砖在高温使用过程中，镁碳砖中的金属铝粉就会和碳发生氧化还原反应生成Al4C3，使用后的废镁碳砖中的Al4C3易与水发生反应，会导致废镁碳砖的粉化和开裂。因此，现有技术在加工废镁碳砖和制备废镁碳砖再生颗粒料前，对废镁碳砖全部进行水化和干燥处理，由此增加了废镁碳砖的加工周期和加工费用。
如中国专利文献CN105397075A公开一种低成本高寿命连铸中间包湍流控制器的制备方法。。在加工废镁碳砖和制备废镁碳砖再生颗粒料前，对废镁碳砖全部进行水化和干燥处理，同比增加废镁碳砖的加工周期5天以上，且内芯采用再生干式料振动成型，耐底板采用废镁碳砖砌筑，整体性能差，其使用寿命为24-30小时，使用寿命受限。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种低成本高寿命异形坯连铸中间包湍流控制器的制备方法，采用本体外壳和套芯复合结构设计，套芯是基于异形坯连铸中间包水模实验研究设计的一种具有特殊内腔形状的圆台形预制件，以废镁碳砖再生颗粒料为主原料，采用等静压成型法制备，能够缩短制备周期，同时满足冶金功能化、长寿化、低成本化的性能要求。
术语说明
废镁碳砖，本发明所述的废镁碳砖，是指用于精炼钢包、炼钢转炉、电炉的工作衬用后的废镁碳砖，MgO含量≥76wt％。
等静压成型法，是指使泥料在各方向受到相等的液体静压力的成型方法，以液体为压力传递介质，泥料装入弹性模具，在高压缸内施压成型。等静压机由高压容器和高压油泵组成。高压容器由高级合金钢制成并有一定厚度，以承受巨大压力。容器的大小根据成型制品的尺寸选用。高压容器中的液体介质可以用油、水或甘油等，一般使用刹车油或无水甘油，这两种液体的可压缩性极小，几乎可以把全部压力传递到弹性模具上。
为了实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种低成本高寿命异形坯连铸中间包湍流控制器的制备方法：将套芯(2)套装于湍流控制器的外壳(1)内，保证套芯(2)的纵向中心线与外壳(1)内腔的纵向中心线重合，外壳 (1)和套芯(2)之间的结合缝(3)采用粒度≤1mm的烧结镁砂填实，并在其外表面涂抹一层厚度为25-35mm的再生镁碳质涂抹料，自然养护1～2天，所述套芯(2)以废镁碳砖再生颗粒料为主原料，采用等静压成型法制成。
在结合缝填充烧结镁砂的外表面涂抹一层再生镁碳质涂抹料，可防止结合缝内的烧结镁砂掉落及其引发的套芯松动等质量问题，结合缝兼有膨胀缝的作用。
所述再生镁碳质涂抹料，是指现有技术采用废镁碳砖再生颗粒料1mm≦粒度<3mm，0.074mm＜粒度<1mm的再生镁碳质颗粒料与烧结镁砂细粉、软质黏土、硅微粉、三聚磷酸钠等按照一定配比配制而成的涂抹料，其中再生镁碳质颗粒料重量百分比为60～70％。
优选的，所述结合缝(3)的宽度上部大、下部小，上部宽度m为10～15mm，下部宽度n为5～10mm。结合缝(3)的宽度上部大、下部小，可自然增大结合缝下部填充料的密度，有效阻止结合缝自上而下贯通的渗钢问题。
所述外壳(1)的形状和尺寸根据连铸中间包工作衬冲击区的形状和尺寸设计，采用现有技术生产的镁质浇注料浇注成型，经自然养护、加热炉内烘烤制备而成。所述镁质浇注料为现有技术生产，MgO含量≥80wt％，体积密度≥2.8g/cm3，抗折强度(1500℃)≥12Mpa。
优选的，所述套芯(2)以废镁碳砖再生颗粒料为主原料，按重量百分比由下述物料组成： 3mm≦粒度<5mm的废镁碳砖再生颗粒料20～24％，1mm≦粒度<3mm的废镁碳砖再生颗粒料 28-32％，粒度≦0.074mm的废镁碳砖再生细粉10～14％，0.074mm＜粒度<1mm的烧结镁砂 10～15％，粒度≦0.074mm的烧结镁砂5～9％，鳞片石墨7～10％，抗氧化剂4～5％，酚醛树脂 3.5～4.5％。
所述的抗氧化剂：铝粉、硅粉、碳化硅粉中一种或几种混合物。
所述烧结镁砂，是以MgO含量为95wt％的轻烧氧化镁为原料，经压球、高温竖窑煅烧等工艺生产而成，MgO含量百分比94～95wt％。
所述鳞片石墨，其纯度C含量≥98wt％，粒度为100目。
所述铝粉，其纯度AI含量≥99wt％，粒度为100目。
所述硅粉，其纯度Si含量≥97wt％，粒度为100目。
所述碳化硅粉，其纯度SiC含量≥94wt％，粒度为100目。
所述酚醛树脂固含量≥72wt％，残碳量≥42wt％，水分≤5wt％。
优选的，所述废镁碳砖再生颗粒料，是指废镁碳砖经过去除渣层、拣选、磁选、破碎、轮碾等加工处理和分级筛选后得到3mm≦粒度<5mm，1mm≦粒度<3mm，0.074mm＜粒度 <1mm和粒度≤0.074mm的四种粒级的颗粒料，与现有技术加工处理废镁碳砖再生颗粒料的区别特征在于，本发明在制备废镁碳砖再生颗粒料前，不对废镁碳砖进行水化、干燥处理，只对0.074mm＜粒度<1mm的废镁碳砖再生颗粒料进行喷淋水化和自然干燥处理，其水分≤0.5％即可，不需要困料，采用球磨机磨成粒度≦0.074的废镁碳砖再生细粉，省去了挑拣已经发生膨胀裂纹、粉化的废镁碳的工艺步骤，同比缩短制备废镁碳砖再生颗粒料工期5天以上。
镁碳砖在高温使用过程中，镁碳砖中的金属铝粉就会和碳发生氧化还原反应生成Al4C3，使用后的废镁碳砖中的Al4C3易与水发生反应：Al4C3+12H2O＝4Al(OH)3+3CH4↑，仅此反应生成的固体体积就增大了1.65倍，会导致废镁碳砖的粉化和开裂。经过进一步研究分析，我们发现，Al4C3主要存在于0.074mm≦粒度<1mm的颗粒料中。为此，本发明将0.074mm<粒度<1mm的废镁碳砖再生颗粒料进行喷淋水化和自然干燥处理，采用球磨机磨成粒度≦0.074的物料，并把上述物料组成中的0.074mm<粒度<1mm的物料，采用烧结镁砂颗粒料。同时，针对废镁碳砖再生颗粒料中含有鳞片石墨，且易氧化问题，本发明所述套芯以废镁碳砖再生颗粒料为主原料的物料组成中，适当减少了鳞片石墨的重量百分比，增加了抗氧化剂的重量百分比，解决了现有技术以废镁碳砖再生颗粒料为主原料研制的再生镁碳砖抗氧化性、抗侵蚀性能下降的问题。本发明所述套芯采用废镁碳砖再生颗粒料为主原料的物料组成，是经过大量研究实验和性能测试验证得到的，且取得了有益效果：在保证性能不降低的前提下，废镁碳砖再生颗粒料替代镁砂量达到了60-66％，使得本发明异形坯连铸中间包湍流控制器生产的原料成本比CN104707956B所述异型坯连铸中间包稳流器，同比降低50％以上。
优选的，所述套芯(2)采用等静压成型法制备，包括下列步骤：
1)配料：将制备套芯(2)所需物料按所述的配比称量；
2)混炼：将混炼机预加热到40～50℃，低速时加入3mm≦粒度<5mm、1mm≦粒度≤3mm 和0.074mm＜粒度<1mm烧结镁砂，干混1～2分钟后加入酚醛树脂，湿混2～3分钟后加入鳞片石墨，湿混2～3分钟后加入粒度≦0.074mm的细粉和抗氧化剂，湿混2～3分钟，高速混合 10～15分钟后出料，混炼过程中泥料温度温度＜70℃；
3)生坯成型：将泥料填入模具内，然后排除模具内的空气，以等静压在200～250MPa下压制成型后出模具，生坯成型完成；
4)生坯在室温下存放4-8小时后入窑烘烤：①由室温均匀、连续升温到80±10℃，升温、保温各8-16小时；②由80±10℃均匀、连续升温至150±10℃，升温、保温各4～8小时；③由150±10℃均匀、连续升温到200±10℃，升温、保温各8～16小时，自然冷却后出窑，套芯 (2)的制备完成，其耐压强度≥40MPa。
本发明针对以废镁碳砖再生颗粒料为主原料研制的再生镁碳砖，优化烘烤制度，增加了 80±10℃的低温烘烤时间，提高了再生镁碳砖的质量稳定性。
本发明还提供上述方法制备的一种低成本高寿命异形坯连铸中间包湍流控制器，由外壳 (1)和套芯(2)组合而成，套芯(2)套装于外壳(1)内，且套芯(2)的纵向中心线与外壳(1)内腔的纵向中心线重合，外壳(1)和套芯(2)之间设有结合缝(3)，套芯(2)具有一内腔的圆台形预制件，所述套芯(2)的内腔为上端开口。
优选的，所述湍流控制器的套芯(2)的外形呈上底面大、下底面小的圆台形。使得套芯上部的侧壁厚度大于下部的侧壁厚度，适应了套芯上部的侧壁冲刷、侵蚀速率大于下部的侧壁，实现了套芯侧壁各部位的使用寿命同步，而套芯的内、外壁整体采用旋转面设计，消除了套芯侧壁热应力集中引发的裂纹问题。
进一步优选的，所述圆台上底面的直径D1为650～700mm，圆台下底面的直径D2为570～620mm。
优选的，所述套芯(2)的内腔上部(4)呈圆柱形，套芯的内腔下部(5)呈上口小、下底面大的“圆鼓”形。该形状改变了钢流的运行轨迹、延长了流动路线，延长了钢液在中间包内的平均停留时间。
进一步优选的，套芯(2)的圆柱形内腔上部(4)高度a为70～90mm，套芯(2)的“圆鼓”形内腔下部(5)的上口直径d1为380～400mm，下底面直径(即内腔底面直径)d2为 420～450mm，套芯(2)的内腔下部(5)的高度h为280～320mm，套芯(2)的底部(6)的厚度b为70～90mm。
本发明低成本高寿命异形坯连铸中间包湍流控制器套芯的内腔上部(4)呈圆柱形，其高度a为70～90mm，套芯的内腔下部(5)呈上口小、下底大的“圆鼓”形，上口直径d1为380～400mm，下底面直径d2为420～450mm，套芯的内腔下部(5)的高度h为280～320mm等设计，是发明人以异形坯连铸中间包为研究对象，经过大量的水模实验研究和应用试验验证得到的，上述设计对中间包内钢液的流动状态有直接影响，以本发明设计的连铸中间包湍流控制器，能有效降低钢包注流的紊动能并较好地改善中间包内钢液流场，钢液在中间包内的平均停留时间同比提高8.9％以上，死区比例同比减少7.4％以上，应用本发明，优于CN10470 7956B所述异型坯连铸中间包稳流器，结晶器内钢水中全氧含量同比降低13％以上。
本发明采用废镁碳砖再生颗粒料、等静压成型法一体成型制备套芯，所得套芯具有整体性能好，使用寿命高的优势，成本低的优势。
本发明的有益效果是：
1)本发明低成本高寿命异形坯连铸中间包湍流控制器的套芯，研究了以废镁碳砖再生颗粒料为主原料的物料组成，采用等静压成型法制备，取得了有益效果：成型质量高、整体性能好、生产成本低，同时满足了冶金功能化、长寿化、低成本化的性能要求，有效解决了 CN104707956B所述异型坯连铸中间包稳流器套芯采用弧形镁碳砖环形砌筑，整体性能差、生产成本高、使用寿命与中间包工作衬使用寿命不同步问题，使用寿命达由31-35小时同比提高到36-40小时，生产费用同比降低26％以上。
2)本发明制备低成本高寿命异形坯连铸中间包湍流控制器套芯的物料组成中，废镁碳砖再生颗粒料替代镁砂量达到了60-66％，实现了废镁碳砖的再生循环利用，既节约了矿物资源、减少了环境污染，又降低了炼钢成本，对钢铁企业打造低成本竞争优势，建设资源节约型、环境友好型企业具有重要的战略意义。
3)本发明低成本高寿命异形坯连铸中间包湍流控制器的套芯，是基于水模实验研究和应用试验验证而设计的一种具有特殊内腔形状的圆台形预制件，水模实验研究的结果表明，本发明设计的中间包湍流控制器比CN104707956B所述异型坯连铸中间包稳流器：钢液在中间包内的平均停留时间同比提高8.9％以上，死区比例同比减少7.4％以上，本发明用于异形坯连铸中间包，结晶器内钢水中全氧含量同比降低13％以上。
4)本发明在制备废镁碳砖再生颗粒料前，不对废镁碳砖进行水化、干燥处理，只对0.074mm＜粒度<1mm的废镁碳砖再生颗粒料进行喷淋水化和自然干燥处理，采用球磨机磨成粒度≦0.074的废镁碳砖再生细粉，并把套芯物料组成中的0.074mm＜粒度<1mm的物料，采用烧结镁砂颗粒料，根本上解决了废镁碳砖再生颗粒料在使用过程中产生膨胀裂纹甚至粉化的问题，并且，与现有技术相比，省去了挑拣已经发生膨胀裂纹、粉化的废镁碳的工艺步骤，同比缩短制备废镁碳砖再生颗粒料工期5天以上。
附图说明
图1是本发明低成本高寿命异形坯连铸中间包湍流控制器结构主视图；
图2是本发明低成本高寿命异形坯连铸中间包的套芯结构俯视图；
图中，1.外壳；2.套芯；3.结合缝；4.套芯内腔上部；5.套芯内腔下部，6.套芯内腔底部。
具体实施方式
以下实施例是对发明进一步说明，但本发明并不局限于此。实施例中所用的镁质浇注料、再生镁碳质涂抹料均采用现有技术生产，所用的废镁碳砖再生颗粒料，是指废镁碳砖经过去除渣层、拣选、磁选、破碎、轮碾等加工处理和分级筛选后得到3mm≦粒度<5mm，1mm≦粒度<3mm，0.074mm＜粒度<1mm和粒度≤0.074mm的四种粒级的颗粒料，然后将0.074mm＜粒度<1mm的废镁碳砖再生颗粒料进行喷淋水化和自然干燥处理，其水分≤0.5％，采用球磨机磨成粒度≦0.074的废镁碳砖再生细粉。其他原料均为市购产品：
烧结镁砂，是以MgO含量为95wt％的轻烧氧化镁为原料，经压球、高温竖窑煅烧等工艺生产而成，MgO含量百分比94～95wt％。
鳞片石墨，其纯度C含量≥98wt％，粒度为100目。
铝粉，其纯度AI含量≥99wt％，粒度为100目。
硅粉，其纯度Si含量≥97wt％，粒度为100目。
碳化硅粉，其纯度SiC含量≥94wt％，粒度为100目。
酚醛树脂固含量≥72wt％，残碳量≥42wt％，水分≤5wt％。
实施例1
如图1、图2所示，一种低成本高寿命异形坯连铸中间包湍流控制器，由外壳1和套芯2 组合而成，套芯2套装于外壳1内，且套芯2的纵向中心线与外壳1内腔的纵向中心线重合，外壳1和套芯2之间通过填料3结合，套芯是基于异形坯连铸中间包水模实验研究设计的一种具有特殊内腔形状的圆台形预制件，以废镁碳砖再生颗粒料为主原料，采用等静压成型法制备。
所述湍流控制器的套芯2，套芯2外形呈上底面大、下底面小的圆台形，圆台上底面的直径D1为700mm，圆台下底面的直径D2为620mm；套芯2的内腔为上端开口，套芯的内腔上部4呈圆柱形，其高度a为80mm，套芯2的内腔下部5呈上口小、下底面大的“圆鼓”形，上口直径d1为400mm，内腔下底面直径d2为450mm，套芯2的内腔下部5的高度h 为300mm，套芯的内腔底部6的厚度b为80mm。
所述结合缝3的宽度上部大、下部小，上部宽度m为15mm，下部宽度n为10mm。
所述外壳1的形状和尺寸根据连铸中间包工作衬冲击区的形状和尺寸设计，采用现有技术生产的镁尖晶石质浇注料浇注成型，经自然养护、加热炉内烘烤制备而成。
所述镁质浇注料为现有技术生产，MgO含量≥71wt％，体积密度≥3.03g/cm3，抗折强度 (1500℃)≥9Mpa。
所述套芯2以废镁碳砖再生颗粒料为主原料，按重量百分比由下述物料组成：3mm≦粒度<5mm的废镁碳砖再生颗粒料24％，1mm≦粒度<3mm的废镁碳砖再生颗粒料32％，粒度≦0.074mm的废镁碳砖再生细粉10％，0.074mm＜粒度<1mm的烧结镁砂15％，粒度≦0.074mm的烧结镁砂5％，鳞片石墨7％，铝粉4％，酚醛树脂4％。
所述套芯2采用等静压成型法制备，包括下列步骤：
1)配料：将上述原料按所述的配比称量；
2)混炼：将混炼机预加热到40℃，低速时加入3mm≦粒度<5mm、1mm≦粒度≤3mm 和0.074mm＜粒度<1mm烧结镁砂→干混1分钟后加入酚醛树脂→湿混3分钟后加入鳞片石墨→湿混2分钟后加入粒度≦0.074mm的细粉和抗氧化剂→湿混3分钟→高速混合10分钟→出料，混炼过程中泥料温度温度＜70℃；
3)生坯成型：将泥料填入模具内，然后排除模具内的空气，以等静压在200MPa下压制成型后出模具，生坯成型完成；
4)生坯在室温下存放4小时后入窑烘烤：①由室温均匀、连续升温到70℃，升温8小时后保温16小时；②由70℃均匀、连续升温至140℃，升温4小时后保温8小时；③由140℃均匀、连续升温到190℃，升温8小时后，保温16小时，自然冷却后出窑，套芯2的制备完成，其耐压强度≥40MPa。
上述中间包湍流控制器的制备方法：将套芯2套装于湍流控制器的外壳1内，保证套芯 2的纵向中心线与外壳1内腔的纵向中心线重合，外壳1和套芯2之间的结合缝3采用粒度≤1mm的烧结镁砂填实，并在其外表面涂抹一层厚度为25mm的再生镁碳质涂抹料，自然养护1天，低成本高寿命异形坯连铸中间包湍流控制器的制备完成。
实施例2
如实施例1所述，不同之处在于：
所述湍流控制器的套芯2，圆台上底面的直径D1为650mm，圆台下底面的直径D2为570mm；套芯的内腔上部4的圆柱形高度a为65mm，套芯2的内腔下部的上口直径d1为 380mm，下底面直径d2为420mm，套芯2的内腔下部5的高度h为280mm，套芯2的内腔底部6的厚度b为70mm。
所述套芯2以废镁碳砖再生颗粒料为主原料，按重量百分比由下述物料组成：3mm≦粒度<5mm的废镁碳砖再生颗粒料20％，1mm≦粒度<3mm的废镁碳砖再生颗粒料28％，粒度≦0.074mm的废镁碳砖再生细粉12％，0.074mm＜粒度<1mm的烧结镁砂12％，粒度≦0.074mm的烧结镁砂9％，鳞片石墨10％，硅粉4.5％，酚醛树脂4.5％。
所述套芯2采用等静压成型法制备，包括下列步骤：
1)配料：将上述原料按所述的配比称量；
2)混炼：将混炼机预加热到50℃，低速时加入3mm≦粒度<5mm、1mm≦粒度≤3mm 和0.074mm＜粒度<1mm烧结镁砂→干混2分钟后加入酚醛树脂→湿混2分钟后加入鳞片石墨→湿混3分钟后加入粒度≦0.074mm的细粉和抗氧化剂→湿混2分钟→高速混合15分钟→出料，混炼过程中泥料温度温度＜70℃；
3)生坯成型：将泥料填入模具内，然后排除模具内的空气，以等静压在250MPa下压制成型后出模具，生坯成型完成；
4)生坯在室温下存放8小时后入窑烘烤：①由室温均匀、连续升温到90℃，升温16小时后保温8小时；②由90℃均匀、连续升温至160℃，升温8小时后保温4小时；③由160℃均匀、连续升温到210℃，升温16小时后，保温8小时，自然冷却后出窑，套芯2的制备完成，其耐压强度≥40MPa。
上述中间包湍流控制器的制备方法：将套芯2套装于湍流控制器的外壳1内，保证套芯2 的纵向中心线与外壳1内腔的纵向中心线重合，外壳1和套芯2之间的结合缝3采用粒度≤1mm 的烧结镁砂填实，并在其外表面涂抹一层厚度为35mm的再生镁碳质涂抹料，自然养护2天，低成本高寿命异形坯连铸中间包湍流控制器的制备完成。
实施例3
如实施例1所述，不同之处在于：
所述湍流控制器的套芯2，圆台上底面的直径D1为670mm，圆台下底面的直径D2为600mm；套芯2的内腔上部4的圆柱形高度a为95mm，套芯2的内腔下部的上口直径d1为390mm，下底面直径d2为440mm，套芯2的内腔下部5的高度h为290mm，套芯2的内腔底部6的厚度b为90mm。
所述结合缝3的宽度上部大、下部小，上部宽度m为12mm，下部宽度n为7mm。
所述套芯2采用等静压成型法制备，由如下重量百分比原料制备而成：
所述套芯2以废镁碳砖再生颗粒料为主原料，按重量百分比由下述物料组成：3mm≦粒度<5mm的废镁碳砖再生颗粒料21％，1mm≦粒度<3mm的废镁碳砖再生颗粒料30％，粒度≦0.074mm的废镁碳砖再生细粉14％，0.074mm＜粒度<1mm的烧结镁砂10％，粒度≦0.074mm的烧结镁砂7％，鳞片石墨8.5％，硅粉3％，碳化硅粉3％，酚醛树脂4％。
所述套芯2采用等静压成型法制备，包括下列步骤：
1)配料：将上述原料按所述的配比称量；
2)混炼：将混炼机预加热到45℃，低速时加入3mm≦粒度<5mm、1mm≦粒度≤3mm 和0.074mm＜粒度<1mm烧结镁砂→干混2分钟后加入酚醛树脂→湿混3分钟后加入鳞片石墨→湿混2分钟后加入粒度≦0.074mm的细粉和抗氧化剂→湿混3分钟→高速混合12分钟→出料，混炼过程中泥料温度温度＜70℃；
3)生坯成型：将泥料填入模具内，然后排除模具内的空气，以等静压在200MPa下压制成型后出模具，生坯成型完成；
4)生坯在室温下存放6小时后入窑烘烤：①由室温均匀、连续升温到80℃，升温、保温各12小时；②由80℃均匀、连续升温至150℃，升温、保温各6小时；③由150℃均匀、连续升温到200℃，升温、保温各12小时，自然冷却后出窑，套芯2的制备完成，其耐压强度≥40MPa。
上述中间包湍流控制器的制备方法：将套芯2套装于湍流控制器的外壳1内，保证套芯2 的纵向中心线与外壳1内腔的纵向中心线重合，外壳1和套芯2之间的结合缝3采用粒度≤1mm 的烧结镁砂填实，并在其外表面涂抹一层厚度为30mm的再生镁碳质涂抹料，自然养护2天，低成本高寿命异形坯连铸中间包湍流控制器的制备完成。
对比例1
CN104707956B公开了一种异型坯连铸中间包湍流控制器及其安装方法，包括外壳、底板、套芯和压环，外壳为上端开口的空腔结构，底板位于外壳空腔底上，套芯的底端位于底板之上，压环设置在套芯上端并位于外壳空腔内，在外壳内腔底与底板、外壳内壁与套芯之间设置膨胀缝，该发明通过在套芯上方设置压环，解决了套芯侧壁上层镁碳砖脱落的问题；在安装该湍流控制器时，在压环的上方同一平面内同一圆周上设置多个压砖，来解决湍流控制器整体漂浮问题。
对比例2
如实施例1所述，不同之处在于：
所述套芯2采用等静压成型法制备，由如下重量百分比原料制备而成：
主料：由1mm≦粒度≤3mm、0.074mm＜粒度<1mm、粒度≦0.074mm混合而成的烧结镁砂84wt％；辅料：鳞片石墨10.5wt％；抗氧化剂：铝粉2.0wt％；结合剂：酚醛树脂3.5wt％。
所述套芯2的制备方法，包括下列步骤：
1)配料：将上述原料按所述的配比称量；
2)混炼：将混炼机预加热到40℃，低速时加入1mm≦粒度≤3mm和0.075mm＜粒度<1mm 烧结镁砂→干混1分钟后加入酚醛树脂→湿混3分钟后加入鳞片石墨→湿混2分钟后加入粒度≦0.075mm烧结镁砂和抗氧化剂→湿混3分钟→高速混合10分钟→出料，混炼过程中泥料温度温度＜70℃；
3)生坯成型：将泥料填入模具内，然后排除模具内的空气，以等静压在200MPa下压制成型后出模具，生坯成型完成；
4)自然干燥、烘烤：生坯成型自然干燥8小时后，然后入窑烘烤：①由常温均匀、连续升温到140℃，保温8小时；②由140℃均匀、连续升温到200℃，保温16小时，自然冷却后出窑，套芯2的制备完成。
本发明实施例1-3与对比文献CN104707956B公开了一种异型坯连铸中间包湍流控制器均按照相似比1:2建立水模，水模实验结果对比分析，如下表1所示：
表1水模实验结果对比分析
Figure RE-BDA0002375776130000121
通过上表1中的数据对比，本发明设计的中间包湍流控制器比对比例CN104707956B所述异型坯连铸中间包稳流器：钢液在中间包内的平均停留时间同比提高8.9％以上，死区比例同比减少7.4％以上。
本发明实施例1-3与对比文献CN104707956B公开了一种异型坯连铸中间包湍流控制器的结构材料、使用寿命及结晶器内钢水中全氧含量(对比测试钢种Q355B，从结晶器中取气体样，检测氧含量。钢中氧含量是溶解氧和非金属氧化物夹杂结合氧之和，由于溶解氧含量不多，一般认为钢中非金属氧化物夹杂氧含量就是总氧含量，即钢中总氧含量的高低代表钢中氧化物夹杂物控制水平)在莱芜钢铁集团银山型钢有限公司异形坯连铸中间包应用情况对比，如下表2所示：
在莱芜钢铁集团银山型钢有限公司异形坯连铸中间包应用情况对比，如下表2所示：
表2中间包应用情况对比
Figure RE-BDA0002375776130000122
Figure RE-BDA0002375776130000131
通过上表2中的数据对比，本发明制备的新型异形坯连铸中间包湍流控制器的使用寿命，比现有专利技术CN104707956B所述异型坯连铸中间包稳流器同比提高5小时以上，结晶器内钢水中全氧含量同比降低13％以上，生产费用同比降低26％以上。

Claims (9)

1.一种低成本高寿命异形坯连铸中间包湍流控制器的制备方法，其特征在于，将套芯(2)套装于湍流控制器的外壳(1)内，保证套芯(2)的纵向中心线与外壳(1)内腔的纵向中心线重合，外壳(1)和套芯(2)之间的结合缝(3)采用粒度≤1mm的烧结镁砂填实，并在其外表面涂抹一层厚度为25～35mm的再生镁碳质涂抹料，自然养护1～2天，所述套芯(2)以废镁碳砖再生颗粒料为主原料，采用等静压成型法制成；所述套芯(2)按重量百分比由下述物料组成：3mm≦粒度<5mm的废镁碳砖再生颗粒料20～24％，1mm≦粒度<3mm的废镁碳砖再生颗粒料28～32％，粒度≦0.074mm的废镁碳砖再生细粉10～14％，0.074mm＜粒度<1mm的烧结镁砂10～15％，粒度≦0.074mm的烧结镁砂5～9％，鳞片石墨7～10％，抗氧化剂4～5％，酚醛树脂3.5～4.5％。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述结合缝(3)的宽度上部大、下部小，上部宽度m为10～15mm，下部宽度n为5～10mm。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述废镁碳砖再生颗粒料，是指废镁碳砖经过加工处理和分级筛选后得到3mm≦粒度<5mm，1mm≦粒度<3mm，0.074mm＜粒度<1mm和粒度≤0.074mm的四种粒级的颗粒料。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的抗氧化剂为铝粉、硅粉、碳化硅粉中一种或几种。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述套芯(2)的制备方法包括以下步骤：
1)配料：将制备套芯(2)所需物料按所述的配比称量；
2)混炼：将混炼机预加热到40～50℃，低速时加入3mm≦粒度<5mm、1mm≦粒度≤3mm和0.074mm＜粒度<1mm烧结镁砂，干混1～2分钟后加入酚醛树脂，湿混2～3分钟后加入鳞片石墨，湿混2～3分钟后加入粒度≦0.074mm的细粉和抗氧化剂，湿混2～3分钟，高速混合10～15分钟后出料，混炼过程中泥料温度温度＜70℃；
3)生坯成型：将泥料填入模具内，然后排除模具内的空气，以等静压在200～250MPa下压制成型后出模具，生坯成型完成；
4)生坯在室温下存放4-8小时后入窑烘烤：①由室温均匀、连续升温到80±10℃，升温、保温各8-16小时；②由80±10℃均匀、连续升温至150±10℃，升温、保温各4～8小时；③由150±10℃均匀、连续升温到200±10℃，升温、保温各8～16小时，自然冷却后出窑，套芯(2)的制备完成，其耐压强度≥40MPa。
6.权利要求1～5任一项所述方法制备的低成本高寿命异形坯连铸中间包湍流控制器，其特征在于，由外壳(1)和套芯(2)组合而成，套芯(2)套装于外壳(1)内，且套芯(2)的纵向中心线与外壳(1)内腔的纵向中心线重合，外壳(1)和套芯(2)之间设有结合缝(3)，套芯(2)是具有一内腔的圆台形预制件，所述套芯(2)的内腔上端开口。
7.根据权利要求6所述的中间包湍流控制器，其特征在于，所述套芯(2)的内腔包括上部(4)和下部(5)，所述上部(4)呈圆柱形，套芯(2)的内腔下部(5)呈上口小、下底面大的“圆鼓”形，所述上部(4)和下部(5)一体连接。
8.根据权利要求6所述的中间包湍流控制器，其特征在于，所述湍流控制器的套芯(2)的外形呈上底面大、下底面小的圆台形。
9.根据权利要求7所述的中间包湍流控制器，其特征在于，所述内腔上部(4)的高度a为70～90mm，下部(5)的上口直径d1为380～400mm，下底面直径d2为420～450mm，套芯的内腔下部(5)的高度h为280～320mm，套芯(2)的底部(6)的厚度b为70～90mm。
CN202010065273.XA 2020-01-20 2020-01-20 一种低成本高寿命异形坯连铸中间包湍流控制器的制备方法及其制备的中间包湍流控制器 Active CN111113636B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010065273.XA CN111113636B (zh) 2020-01-20 2020-01-20 一种低成本高寿命异形坯连铸中间包湍流控制器的制备方法及其制备的中间包湍流控制器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010065273.XA CN111113636B (zh) 2020-01-20 2020-01-20 一种低成本高寿命异形坯连铸中间包湍流控制器的制备方法及其制备的中间包湍流控制器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111113636A CN111113636A (zh) 2020-05-08
CN111113636B true CN111113636B (zh) 2021-04-02

Family

ID=70492302

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010065273.XA Active CN111113636B (zh) 2020-01-20 2020-01-20 一种低成本高寿命异形坯连铸中间包湍流控制器的制备方法及其制备的中间包湍流控制器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111113636B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111848189B (zh) * 2020-07-24 2021-03-30 湖南省娄底市宏冶炉料有限责任公司 新型耐冲刷耐热震式冲击砖及制备方法和稳流器

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201848513U (zh) * 2010-03-08 2011-06-01 浙江自立股份有限公司 中间包湍流器
CN202539507U (zh) * 2011-12-15 2012-11-21 北京利尔高温材料股份有限公司 中间包复合式多功能湍流器
CN104325101B (zh) * 2014-11-03 2016-08-17 山东钢铁股份有限公司 一种连铸中间包湍流器
CN205309242U (zh) * 2015-12-25 2016-06-15 山东钢铁股份有限公司 一种低成本高寿命连铸中间包湍流控制器

Also Published As

Publication number Publication date
CN111113636A (zh) 2020-05-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102133632B (zh) 一种连铸中间包综合工作衬及制备工艺
CN100439279C (zh) 组合式塞棒棒头的配方及制作方法
CN108971476B (zh) 一种特钢用防堵复合锆芯内装浸入式水口及其制备工艺
CN101851103A (zh) 一种环保节能型再生镁碳砖的生产方法
CN104148614A (zh) 一种金属陶瓷网格复合增强衬板
CN109851333B (zh) 高炉主铁沟用纳米溶胶结合耐磨板及其制备方法与应用
KR101058394B1 (ko) 회수 재생된 마그네시아 크롬계 내화물을 이용한 슬래그 다트 및 그 제조방법
CN106588048A (zh) 炼钢中间包护板及其用浇注料
CN111925189A (zh) 一种复合镁碳砖及其制备方法
CN114163228B (zh) 一种铝钙碳质转炉挡渣滑板及其制备方法
CN111113636B (zh) 一种低成本高寿命异形坯连铸中间包湍流控制器的制备方法及其制备的中间包湍流控制器
CN211640342U (zh) 一种组合式异形坯连铸中间包湍流控制器
CN1072626C (zh) 轻质莫来石浇注料
CN113087537B (zh) 一种含多孔球的钢包永久层浇注料
CN109987950A (zh) 一种免烧复合铝碳化硅碳砖
CN1424162A (zh) 薄板还连铸用浸入式水口及其制造方法
CN108745491B (zh) 一种磨煤机高耐磨辊套及其制备方法
CN111113638B (zh) 一种低成本高寿命板坯连铸中间包湍流器的制备方法
CN110615670A (zh) 高性能镁质滑板砖及其制备方法
CN111113637A (zh) 一种组合式异形坯连铸中间包湍流控制器及其制备方法
CN111113633A (zh) 一种新型异型坯中间包湍流控制器及其制备方法
CN109402443A (zh) 一种钢铁基复合耐磨件及其制备方法
CN114874003A (zh) 一种含六铝酸钙的低导热钢包永久层浇注料
CN211640344U (zh) 一种新型异型坯中间包湍流控制器
CN111113634A (zh) 一种组合式板坯连铸中间包湍流控制器及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant