CN111470854A - 一种复合质中间包吸渣过滤器及生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种复合质中间包吸渣过滤器及生产方法，由滤筒与本体两部份复合而成，所述的滤筒由含碳多孔轻质材料添加结合剂经冷等静压成型，滤筒由以下原料组成：氧化铝空心球，莫来石，刚玉，碳化硅，石墨，轻烧氧化铝粉，添加剂一，外加液体酚醛树脂，添加剂一为硼玻璃粉、硅粉、铝粉中的一种或几种组合；本体由镁铝质耐火材料浇注而成，本体由以下原料组成：烧结镁砂，板状刚玉粉，硅灰，铝粉，添加剂二。优点是：滤筒材质有其多孔的结构，并与下水口内腔材料相仿，可有效的去除钢液中的间杂物，减少下水口堵塞现象发生。使用过程中在滤筒表面形成空隙率更高的粗糙面，更有利于钢水中的夹杂物的吸附。
Description
技术领域
本发明属于钢铁连铸用耐火材料领域，尤其涉及一种复合质中间包吸渣过滤器及生产方法。
背景技术
随着钢铁技术水平和工装设备的不断提升，连铸比提高，对钢材质量和品种结构而言，提高钢水洁净度，减少钢水中的夹渣物越来越受到人们的重视，中间包作为连铸工艺中的关键设备，除了满足钢水供应，均匀钢水成分和温度以外，更重要的功能是起到促进夹杂物上浮和净化钢水的作用，其中安装中间包吸渣过滤器是常见去除夹杂物行之有效的措施之一，通常吸渣过滤器和湍流器、挡渣墙、挡渣坝配合使用起到净化钢水，促进夹杂物上浮，减少水口结瘤，防止下水口絮流堵塞影响连铸正常进行的作用。
中间包吸渣过滤器与挡渣墙将中间包分隔成为两个独立的区域，长水口所在的区域为冲击区，下水口所在的区域为浇注区，钢液只能在吸渣过滤器的引导下由冲击区流向浇注区，过滤器能够阻碍一部分大颗粒夹杂物从冲击区流向浇注区，把由长水口流入中间包的钢液而形成激烈的湍流运动控制在冲击区。改变钢液的运动轨迹，有利于夹杂物进行碰撞上浮，或被过滤器直接吸附。
中间包吸渣过滤器的结构类型有网格型、颗粒层型、多孔型和直通孔型等，其中多孔型和直通孔型是应用最为广泛的形式。
目前，过滤器的材质有很多种，如石灰、氧化铝、莫来石、氧化锆、碳化硅等，而以上材质对钢水中的氧含量的去除没有明显的效果。通过滤筒材料中添加部分石墨碳，可有效的去除钢水中的氧，而含碳材料作为过滤器材质尚未应用。
钢液经过滤器滤筒由冲击区流向浇注区，通过优化改进滤筒的材质及采用多孔结构，对钢液中的夹杂物进行快速吸附过滤，净化流向浇注区的钢液，减少下水口的堵塞现象。而且现有的陶瓷过滤器，由于陶瓷表面相当比较光滑，夹杂物的不易附着。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种复合质中间包吸渣过滤器及生产方法，可有效的去除钢液中的夹杂物，降低钢液中的氧含量，有效的减轻下水口浇注中堵塞的现象。
为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种复合质中间包吸渣过滤器，由滤筒与本体两部份复合而成，所述的滤筒由含碳多孔轻质材料添加结合剂经冷等静压成型，滤筒按质量百分比由以下原料组成：氧化铝空心球40％-70％，莫来石5％-15％，刚玉0-30％，碳化硅5％-15％，石墨3％-10％，轻烧氧化铝粉3％-8％，添加剂一2％-6％，外加上述原料总质量8％-10％的液体酚醛树脂，添加剂一为硼玻璃粉、硅粉、铝粉中的一种或几种组合；
本体由镁铝质耐火材料浇注而成，本体按质量百分比由以下原料组成：烧结镁砂66％-85％，板状刚玉粉10％-25％，硅灰3％-5％，铝粉0.5％-2％，添加剂二0.5％-2％，添加剂二为聚磷酸钠、柠檬酸、防爆纤维、耐热钢纤维的一种或几种组合。
所述的氧化铝空心球粒径为1-0mm；碳化硅的粒径为200-0目；莫来石的粒径为0.21-0mm；刚玉的粒径为0.5-0mm；石墨粒径为100目，碳含量为98％以上；轻烧氧化铝粉的粒径为5-1微米。
所述的添加剂一中硼玻璃粉的粒径为200-0目；硅粉的粒径为325目；金属铝粉的粒径为200目。
所述的滤筒的内腔截面积为70-5500mm2，滤筒的内腔总截面积为下水口内腔截面积的3-10倍。
所述的烧结镁砂粒径为10-0mm；板状刚玉的粒径为200目；铝粉的粒径为200目。
其中，氧化铝空心球是一种高温隔热材料，用工业氧化铝在电炉中熔炼吹制而成。应用氧化铝空心球的空心结构经压制成型后，将滤筒材料制作成多孔、粗糙的表面结构，更加有利于钢液中的夹杂物(以Al2O3为主要成分)吸附。
莫来石可提高滤筒材料的抗热震稳定性能。
刚玉用以取代部分氧化铝空心球，提高滤筒材料的成型强度。
石墨，将滤筒材料制作成含碳材料，以去除钢液中的氧含量。
滤筒材料中采用碳化硅、铝粉、硅粉可起到抗氧化剂作用。
滤筒材料中采用氧化铝粉与硼玻璃粉以改善滤筒材料的烧结性能。
本体材料中采用烧结镁砂作为主要原材料，应用镁质材料可吸附钢液中的部分夹杂物且不污染钢水的特点。
本体材料中采用部分板状刚玉粉，在高温使用中可与镁砂反应生成镁铝尖晶石，改善材料的高温性能。
本体材料中采用硅灰，可填充本体浇注料的内部空隙，增加浇注料的流动性。
本体材料中采用的添加剂二，主要功能为减水剂，防止干燥过程中产生裂纹。
一种复合质中间包吸渣过滤器的生产方法，包括以下步骤：
(1)滤筒的制作
①除液体酚醛树脂外，将按配比称量好的滤筒原料加入混炼机中预混3-5分钟，然后加入液体液体酚醛树脂，混炼均匀后，在90-120℃条件下干燥，作为滤筒胚料待用；
②将滤筒胚料加入到胶膜中，震实后密封，在冷等静压机中打压成型，成型压力为50-80Mpa；
③成型后的滤筒毛坯在窑炉中预烧，升温速率为15-20℃/h，升温至200-240℃；
④将预烧后的毛坯置于烧成窑内，在还原气氛中烧成，烧成温度为1200℃-1300℃，保温时间3小时以上；
(2)中间包吸渣过滤器的制作
①将烧制好的滤筒置于过滤器模具中；
②将按配比称量好的本体原料加入搅拌机中，混合3-5分钟后加入水，水的加入量为本体原料质量的4％-5.5％，再搅拌3分钟以上；
③将搅拌好的本体原料加入模具中，使用震动台或震动棒震动成型；成型后的吸渣过滤器经养护后拆模；
④成型后的吸渣过滤器置于干燥窑内进行干燥，升温速率5-15℃/h，升温至300-350℃，保温5小时以上；
⑤干燥后的中间包吸渣过滤器包装即可。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
复合质中间包吸渣过滤器的滤筒材质有其多孔的结构，并与下水口内腔材料相仿，可有效的去除钢液中的间杂物，减少下水口堵塞现象发生。滤筒添加含碳材料，可以有效的去除钢液中的氧含量。相比现有的陶瓷过滤器，由于陶瓷表面相当比较光滑，夹杂物的不易附着。而本发明过滤器的滤筒材料采用含碳耐火材料，使用前滤筒表面并非光滑的陶瓷层，使用过程中由于滤筒表面的石墨碳与钢水中的氧反应，进而在滤筒表面形成空隙率更高的粗糙面，更有利于钢水中的夹杂物(以Al2O3为主要成分)的吸附。而本体采用镁质材料，也能起到净化钢水的作用。
附图说明
图1是复合质中间包吸渣过滤器的结构示意图。
图中：1-滤筒 2-本体。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明进行详细地描述，但是应该指出本发明的实施不限于以下的实施方式。
见图1，一种复合质中间包吸渣过滤器，
由滤筒与本体两部份复合而成，滤筒由含碳多孔轻质材料添加结合剂经冷等静压成型，滤筒按质量百分比由以下原料组成：氧化铝空心球40％-70％，莫来石5％-15％，刚玉0-30％，碳化硅5％-15％，石墨3％-10％，轻烧氧化铝粉3％-8％，添加剂一2％-6％，外加上述原料总质量8％-10％的液体酚醛树脂，添加剂一为硼玻璃粉、硅粉、铝粉中的一种或几种组合；滤筒原料中，氧化铝空心球粒径为1-0mm；碳化硅的粒径为200-0目；莫来石的粒径为0.21-0mm；石墨规格为198(粒径100目，碳含量为98％以上)；轻烧氧化铝粉的粒径为5-1微米。添加剂一中硼玻璃粉的粒径为200-0目；硅粉的粒径为325目；金属铝粉的粒径为200目。
本体由镁铝质耐火材料浇注而成，本体按质量百分比由以下原料组成：烧结镁砂66％-85％，板状刚玉粉10％-25％，硅灰3％-5％，铝粉0.5-2％，添加剂二0.5％-2％，添加剂二为聚磷酸钠、柠檬酸、防爆纤维、耐热钢纤维的一种或几种组合。本体原料中，烧结镁砂粒径为10-0mm；板状刚玉的粒径为200目。
滤筒的内腔截面积为70-5500mm2(单个内腔)，滤筒内腔的总截面积为下水口内腔截面积的3-10倍。
一种复合质中间包吸渣过滤器的生产方法，包括以下步骤：
(1)滤筒的制作
①除液体酚醛树脂外，将按配比称量好的滤筒原料加入混炼机中预混3-5分钟，然后加入液体液体酚醛树脂，将以上材料混炼均匀后，在90-120℃，优选100℃，条件下干燥至适合成型的挥发份值，作为滤筒胚料待用；
②将滤筒胚料加入到胶膜中，震实后密封，在冷等静压机中打压成型，成型压力为50-80MPa。
③成型后的滤筒毛坯在窑炉中预烧，升温速率为15-20℃/h，优选20℃/h，升温至200-240℃；
④将预烧后的毛坯置于烧成窑内，在还原气氛中烧成，烧成温度为1200℃-1300℃，保温时间3小时以上；
(2)中间包吸渣过滤器的制作
①将烧制好的滤筒置于过滤器模具中，且各滤筒固定在对应位置；
②将按配比称量好的本体原料加入搅拌机中，混合3-5分钟后加入水，水的加入量为本体原料质量的4％-5.5％，再搅拌3分钟以上；
③将搅拌好的本体原料加入模具中，使用震动台或震动棒震动成型；成型后的吸渣过滤器经养护后拆模；
④成型后的吸渣过滤器置于干燥窑内进行干燥，升温速率5-15℃/h，升温至300-350℃，保温5小时以上；
⑤干燥后的中间包吸渣过滤器包装即可。
〖实施例1〗
复合质中间包吸渣过滤器，由滤筒和本体复合而成：
滤筒由以下原料按质量百分比配比组成：
本体由以下原料按质量百分比配比组成：
上述复合质中间包吸渣过滤器的生产工艺如下：
(1)滤筒的制作
①将按配比称量好的滤筒原料加入混炼机中预混3分钟，然后加入液体树脂，将以上的材料混炼均匀后，在100℃条件下干燥至适合成型的挥发份值，作为滤筒胚料待用。
②将滤筒胚料加入胶膜中，震实后密封，在冷等静压机中打压成型，成型压力为50-80MPa。
③成型后的滤筒毛坯在窑炉中预烧，升温速率为20℃/h，升温至240℃。
④将预烧后的毛坯置于烧成窑内，还原气氛中烧成，烧成最高温度为1200℃-1300℃，保温时间3小时以上。
(2)中间包吸渣过滤器的制作
①将烧制好的滤筒置于过滤器模具中，固定在其对应的位置。
②将按配比称量好的本体原料加入搅拌机中，混合3分钟后加入称量好的水，再搅拌3分钟以上。
③将搅拌好的本体原料加入模具中，使用振动台或振动棒振动成型。成型后的吸渣过滤器经养护后拆模。
④成型后的吸渣过滤器置于干燥窑内进行干燥，升温速率5-15℃/h，最高温度为350℃，保温5小时以上。
⑤干燥后的中间包吸渣过滤器包装即可。
〖实施例2〗
复合质中间包吸渣过滤器，由滤筒和本体复合而成：
滤筒由以下原料按质量百分比配比组成：
本体由以下原料按质量百分比配比组成：
本实施例中，复合质中间包吸渣过滤器的制造工艺与实施例1相同。
〖实施例3〗
复合质中间包吸渣过滤器，由滤筒和本体复合而成：
滤筒由以下原料按质量百分比配比组成：
本体由以下原料按质量百分比配比组成：
本实施例中，复合质中间包吸渣过滤器的制造工艺与实施例1相同。
〖实施例4〗
复合质中间包吸渣过滤器，由滤筒和本体复合而成：
滤筒由以下原料按质量百分比配比组成：
本体由以下原料按质量百分比配比组成：
本实施例中，复合质中间包吸渣过滤器的制造工艺与实施例1相同。
〖实施例5〗
复合质中间包吸渣过滤器，由滤筒和本体复合而成：
滤筒由以下原料按质量百分比配比组成：
本体由以下原料按质量百分比配比组成：
本实施例中，复合质中间包吸渣过滤器的制造工艺与实施例1相同。
〖实施例6〗
复合质中间包吸渣过滤器，由滤筒和本体复合而成：
滤筒由以下原料按质量百分比配比组成：
本体由以下原料按质量百分比配比组成：
上述复合质中间包吸渣过滤器的生产工艺如下：
(1)滤筒的制作
①将按配比称量好的滤筒原料加入混炼机中预混均匀，然后加入液体树脂，将以上的材料混炼均匀后，在105℃条件下干燥至适合成型的挥发份值，作为滤筒胚料待用。
②将滤筒胚料加入胶膜中，震实后密封，在冷等静压机中打压成型，成型压力为50-80MPa。
③成型后的滤筒毛坯在窑炉中预烧，升温速率为18℃/h，升温至230℃。
④将预烧后的毛坯置于烧成窑内，还原气氛中烧成，烧成最高温度为1200℃，保温时间3小时以上。
(2)中间包吸渣过滤器的制作
①将烧制好的滤筒置于过滤器模具中，固定在其对应的位置。
②将按配比称量好的本体原料加入搅拌机中，混合均匀后加入称量好的水，再搅拌3分钟。
③将搅拌好的本体原料加入模具中，使用振动台或振动棒振动成型。成型后的吸渣过滤器经养护后拆模。
④成型后的吸渣过滤器置于干燥窑内进行干燥，升温速率10℃/h，最高温度为330℃，保温5小时以上。
⑤干燥后的中间包吸渣过滤器包装即可。
Claims (6)
1.一种复合质中间包吸渣过滤器，其特征在于，由滤筒与本体两部份复合而成，所述的滤筒由含碳多孔轻质材料添加结合剂经冷等静压成型，滤筒按质量百分比由以下原料组成：氧化铝空心球40％-70％，莫来石5％-15％，刚玉0-30％，碳化硅5％-15％，石墨3％-10％，轻烧氧化铝粉3％-8％，添加剂一2％-6％，外加上述原料总质量8％-10％的液体酚醛树脂，添加剂一为硼玻璃粉、硅粉、铝粉中的一种或几种组合；
本体由镁铝质耐火材料浇注而成，本体按质量百分比由以下原料组成：烧结镁砂66％-85％，板状刚玉粉10％-25％，硅灰3％-5％，铝粉0.5％-2％，添加剂二0.5％-2％，添加剂二为聚磷酸钠、柠檬酸、防爆纤维、耐热钢纤维的一种或几种组合。
2.根据权利要求书1所述的一种复合质中间包吸渣过滤器，其特征在于，所述的氧化铝空心球粒径为1-0mm；碳化硅的粒径为200-0目；莫来石的粒径为0.21-0mm；刚玉的粒径为0.5-0mm；石墨粒径为100目，碳含量为98％以上；轻烧氧化铝粉的粒径为5-1微米。
3.根据权利要求书1所述的一种复合质中间包吸渣过滤器，其特征在于，所述的添加剂一中硼玻璃粉的粒径为200-0目；硅粉的粒径为325目；金属铝粉的粒径为200目。
4.根据权利要求书1所述的一种复合质中间包吸渣过滤器，其特征在于，所述的滤筒的内腔截面积为70-5500mm2，滤筒的内腔总截面积为下水口内腔截面积的3-10倍。
5.根据权利要求书1所述的一种复合质中间包吸渣过滤器，其特征在于，所述的烧结镁砂粒径为10-0mm；板状刚玉的粒径为200目；铝粉的粒径为200目。
6.根据权利要求书1-5任意一项所述的一种复合质中间包吸渣过滤器的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)滤筒的制作
①除液体酚醛树脂外，将按配比称量好的滤筒原料加入混炼机中预混3-5分钟，然后加入液体液体酚醛树脂，混炼均匀后，在90-120℃条件下干燥，作为滤筒胚料待用；
②将滤筒胚料加入到胶膜中，震实后密封，在冷等静压机中打压成型，成型压力为50-80Mpa；
③成型后的滤筒毛坯在窑炉中预烧，升温速率为15-20℃/h，升温至200-240℃；
④将预烧后的毛坯置于烧成窑内，在还原气氛中烧成，烧成温度为1200℃-1300℃，保温时间3小时以上；
(2)中间包吸渣过滤器的制作
①将烧制好的滤筒置于过滤器模具中；
②将按配比称量好的本体原料加入搅拌机中，混合3-5分钟后加入水，水的加入量为本体原料质量的4％-5.5％，再搅拌3分钟以上；
③将搅拌好的本体原料加入模具中，使用震动台或震动棒震动成型；成型后的吸渣过滤器经养护后拆模；
④成型后的吸渣过滤器置于干燥窑内进行干燥，升温速率5-15℃/h，升温至300-350℃，保温5小时以上；
⑤干燥后的中间包吸渣过滤器包装即可。
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