CN111470854B - 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

一种复合质中间包吸渣过滤器及生产方法
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：
Figure BDA0002447226820000051
本体由以下原料按质量百分比配比组成：
Figure BDA0002447226820000052
Figure BDA0002447226820000061
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：
Figure BDA0002447226820000062
Figure BDA0002447226820000071
本体由以下原料按质量百分比配比组成：
Figure BDA0002447226820000072
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：
Figure BDA0002447226820000073
本体由以下原料按质量百分比配比组成：
Figure BDA0002447226820000081
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：
Figure BDA0002447226820000082
本体由以下原料按质量百分比配比组成：
Figure BDA0002447226820000083
Figure BDA0002447226820000091
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：
Figure BDA0002447226820000092
本体由以下原料按质量百分比配比组成：
Figure BDA0002447226820000093
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：
Figure BDA0002447226820000101
本体由以下原料按质量百分比配比组成：
Figure BDA0002447226820000102
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 (5)

1.一种复合质中间包吸渣过滤器，其特征在于，由滤筒与本体两部分复合而成，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；
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。
2.根据权利要求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1所述的一种复合质中间包吸渣过滤器，其特征在于，本体中，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。
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