CN111647711A - 一种锥形转炉出钢用挡渣锥 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锥形转炉出钢用挡渣锥，包括倒圆台形的锥头和锥杆，所述锥头和锥杆通过自锁紧垫片连接在一起；所述锥杆包括金属材料的导向杆和高温耐火材料的固定柱，所述导向杆的一端与所述固定柱浇铸连接为一体，导向杆的另一端通过所述自锁紧垫片与所述锥头锁紧连接。本发明结构设计合理，密度大稳定性好，强度高，保证产品的正常导向，准确寻找出钢口，提高产品的使用稳定性；将整套产品固定在挡渣车上之后加入到转炉中，即可对转炉中的钢水进行过滤挡渣，提高钢水的纯净度。
Description
技术领域
本发明涉及高温冶金设备领域，尤其涉及一种锥形转炉出钢用挡渣锥。
背景技术
在炼钢过程中，钢渣悬浮在钢水的上部，经过转炉出钢时，在钢水大部分排出后，剩余的钢水会在出钢处形成较大的漩涡，导致较多的钢渣会经过漩涡从出钢口流出，影响得到的钢水质量。为了提高钢水的质量，得到较为纯净的钢水，现有技术对转炉的出钢口进行投入挡渣锥进行挡渣，但由于产品的体密及强度不能达到较高的标准，导致挡渣锥加入到转炉中之后，会发生飘起、炸裂等情况，不能准确的挡到转炉的出钢口，从而导致挡渣失败。另外现有技术中还有一种挡渣球，可加入到转炉出钢口出进行挡渣，但因为其表面为球面，与出钢口接触的相对面积较小，加入后飘起情况较多，挡渣成功率仅有80％左右。另外，现有技术中生产出的挡渣锥由于凹槽较小，出钢速度较慢，且在转炉中还有较多的钢水时，就已经将出钢口堵住了，既造成了资源的浪费，也大大增加了炼钢的成本。同时，在现有的技术中，挡渣锥头和挡渣锥杆的连接大多数依靠耐火火泥进行连接，结合紧密性较差，经常会出现加入挡渣锥后发生掉杆的情况，影响挡渣锥的导向及准确寻找出钢口，对挡渣效果有着较大的影响。
发明内容
本发明的目的是提供一种锥形转炉出钢用挡渣锥，解决上述现有技术中挡渣效果不理想的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明一种锥形转炉出钢用挡渣锥，包括倒圆台形的锥头和锥杆，所述锥头和锥杆通过自锁紧垫片连接在一起；所述锥杆包括金属材料的导向杆和高温耐火材料的固定柱，所述导向杆的一端与所述固定柱浇铸连接为一体，导向杆的另一端通过所述自锁紧垫片与所述锥头锁紧连接。
进一步的，所述锥头的表面呈圆周均布有多条流钢凹槽，所述流钢凹槽的截面设置为弧形；所述锥头的中心设置有与所述导向杆连接用的导向孔。
再进一步的，所述流钢凹槽的开口宽度为50mm，流钢凹槽的圆弧半径为360±5mm。
再进一步的，所述锥头和锥杆连接后的体积密度为3.8～4.2g/cm3。
再进一步的，所述锥杆的体积密度在3.0g/cm3以上，所述导向杆的总长度与所述固定柱的总长度设置比例为3:2。
再进一步的，所述导向杆的总长度设计为1200～1500mm,所述总长度的选择与所述锥头的大小相匹配。
再进一步的，所述自锁紧垫片设计为圆形，包括挡片本体，所述挡片本体上设置有外避空槽和内避空槽，所述外避空槽具体设置为外开口U型槽，多个所述外开口U型槽呈圆周均布，所述内避空槽包括中心圆孔和多个内开口U型槽，多个所述内开口U型槽呈圆周均布，且所述外开口U型槽与所述内开口U型槽一一对应。
再进一步的，所述锥头的组成成分，按照重量份计，包括50～60份粒度为1-8mm的金刚砂，15～25份不同粒度的黑铝砂，0～25份不同粒度的低灼减除铁料，以及3～5份液体树脂。
再进一步的，高温耐火材料的所述固定柱的组成成分，按照重量份计，包括70份钢包预制料、15～20份黑铝砂、5～10份的70G水泥、3～8份硅微粉和少量的防爆纤维。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
1)本发明锥形转炉出钢用挡渣锥，包括倒圆台形的锥头和锥杆，锥头和锥杆通过自锁紧垫片连接在一起，当锥杆上加入自锁紧垫片，并装入挡渣用的锥头之后，自锁紧垫片发生变形，由于锥头小头的尺寸与锥杆的直径基本相等，因此加入自锁紧垫片后，由于垫片的变形可以很好的卡住锥头与锥杆，使两者紧固结合，在挡渣锥加入转炉后，有效解决了挡渣锥掉杆的问题，保证产品的正常导向，准确寻找出钢口，提高产品的使用稳定性。
2)本发明的锥头的组成成分由1-8mm的金刚砂、不同粒度的黑铝砂、不同粒度的低灼减除铁料和液体树脂组成，经过混砂机进行混料后采用机压成型的方式对得到的泥料进行机压，再经过后期的热处理等方式减小一部分的灼减，保证产品性能的稳定性。经过该方案得到的产品，锥头的体积密度可达到4.0g/cm3，远高于市场上的挡渣锥头的体密，能够更加有效的对转炉出钢口进行挡渣；且该锥头的平均耐压强度在78Mpa以上，其良好的耐压强度，也为产品的挡渣成功率提供了一定程度上的保障。
3)本发明锥杆通过金属材料的导向杆和高温耐火材料的固定柱组成，高温耐火原料经过加水、装模、振动、烘干等步骤成型，高温耐火原料包括钢包预制料、黑铝砂、70G水泥、硅微粉并加入少量的防爆纤维进行混合，得到混合料后，按照步骤将导向杆与原料进行结合，从而得到锥杆，该锥杆其常温抗折强度达到20MPa以上，耐压强度在100Mpa以上，相交于目前市场上的挡渣锥杆，其强度有了很大程度上的改善。
4)本发明生产的挡渣锥头，其外形轮廓为抛物线形状，且其表面设置流钢凹槽数目为四个，使得出钢的阻力较小，并不影响钢水的正常流出；且由于该锥头为倒锥形，产品的稳定性较高，加入转炉中并不会发生倾斜，能够准确的寻找到出钢口的位置。随着转炉中钢水的余量逐渐减少，挡渣锥深入出钢口的深度逐渐增加，对出钢口的阻挡面积逐渐增大，从而有效的进行挡渣，由于挡渣锥的体密大于钢渣的密度，可以保证其始终在钢渣的下方，当钢水完全流出后，挡渣锥完全堵住出钢口，有效阻挡钢渣的流出。因此，本发明提供的挡渣锥基本能够完全对转炉中进行挡渣。
总的来说，本发明结构设计合理，密度大稳定性好，强度高，保证产品的正常导向，准确寻找出钢口，提高产品的使用稳定性；将整套产品固定在挡渣车上之后加入到转炉中，即可对转炉中的钢水进行过滤挡渣，提高钢水的纯净度。
附图说明
下面结合附图说明对本发明作进一步说明。
图1为本发明锥形转炉出钢用挡渣锥结构示意图；
图2为本发明锥形转炉出钢用挡渣锥仰视图；
图3为本发明锥头结构示意图；
图4为本发明自锁紧垫片结构示意图；
附图标记说明：1、锥头；101、流钢凹槽；102、导向孔；2、导向杆；3、自锁紧垫片；301、挡片本体；302、中心圆孔；303、内避空槽；304、外避空槽；4、固定柱。
具体实施方式
如图1-3所示，一种锥形转炉出钢用挡渣锥，包括倒圆台形的锥头1和锥杆，所述锥头1和锥杆通过自锁紧垫片3连接在一起；所述锥杆包括金属材料的导向杆2和高温耐火材料的固定柱4，所述导向杆2的一端与所述固定柱4浇铸连接为一体，导向杆2的另一端通过所述自锁紧垫片3与所述锥头1锁紧连接。具体的，安装时当锥杆上加入自锁紧垫片，并装入挡渣用的锥头之后，自锁紧垫片发生变形，由于锥头小头的尺寸与锥杆的直径基本相等，因此加入自锁紧垫片后，由于垫片的变形可以很好的卡住锥头与锥杆，使两者紧固结合，在挡渣锥加入转炉后，有效解决了挡渣锥掉杆的问题，保证产品的正常导向，准确寻找出钢口，提高产品的使用稳定性。生产时，将整套产品固定在挡渣车上之后加入到转炉中，即可对转炉中的钢水进行过滤挡渣，提高钢水的纯净度。
具体的，所述锥头1的表面呈圆周均布有多条流钢凹槽101，所述流钢凹槽101的截面设置为弧形；所述锥头1的中心设置有与所述导向杆2连接用的导向孔102。所述流钢凹槽101的开口宽度为50mm，流钢凹槽101的圆弧半径为360±5mm。具体来说，锥头采用的是机压成型的方式，该锥头的外形轮廓为抛物线形状，且其表面设置流钢凹槽数目为四个且为通槽，使得出钢的阻力较小，并不影响钢水的正常流出；且由于该锥头为倒锥形，产品的稳定性较高，加入转炉中并不会发生倾斜，能够准确的寻找到出钢口的位置。此外，该流钢凹槽也可以设计为盲槽，即大头端不开通设计圆形，槽底保留一定的厚度。
所述锥头1和锥杆连接后的体积密度为3.8～4.2g/cm3。远高于市场上的挡渣锥头和锥杆的体密，能够更加有效的对转炉出钢口进行挡渣。
如图4所示，所述自锁紧垫片3设计为圆形，包括挡片本体301，所述挡片本体301上设置有外避空槽304和内避空槽303，所述外避空槽304具体设置为外开口U型槽，多个所述外开口U型槽呈圆周均布，所述内避空槽303包括中心圆孔302和多个内开口U型槽，多个所述内开口U型槽呈圆周均布，且所述外开口U型槽与所述内开口U型槽一一对应。具体的，在使用过程中，由于中心圆孔302的内孔直径略小于导向杆2的直径，当自锁紧垫片套在导向杆2上时其内孔会发生变形，内避空槽303周边的卡片会卡接在导向杆2上；挡片本体301的外部直径略大于锥头1小头端的导向孔102的直径使得在结合时挡片本体301的外部发生变形充分卡在导向孔102处，从而有效的保证锥头与锥杆的牢固结合，从而防止因掉杆导致的挡渣失败的情况。
所述锥头1的组成成分，按照重量份计，包括50～60份粒度为1-8mm的金刚砂，15～25份不同粒度的黑铝砂，0～25份不同粒度的低灼减除铁料，以及3～5份液体树脂。具体的，锥头在生产过程中，首先准备合适数量的粒度为8-1mm的金刚砂、不同粒度的黑铝砂、不同粒度的低灼减除铁料以及液体树脂，经过混砂机进行混料后采用机压成型的方式对得到的泥料进行机压，再经过后期的热处理等方式减小一部分的灼减，保证产品性能的稳定性。经过该方案得到的产品，锥头的体积密度达到了4.0g/cm3，远高于目前市场上的挡渣锥头的体密，能够更加有效的对转炉出钢口进行挡渣。此外，挡渣锥头的平均耐压强度在78Mpa以上，其良好的耐压强度，也为产品的挡渣成功率提供了一定程度上的保障。
高温耐火材料的所述固定柱4的组成成分，按照重量份计，包括70份钢包预制料、15～20份黑铝砂、5～10份的70G水泥、3～8份硅微粉和少量的防爆纤维。所述锥杆的体积密度在3.0g/cm3以上，所述导向杆2的总长度与所述固定柱4的总长度设置比例为3:2，其中一个实施例中当所述导向杆2的总长度设计为1350mm时，所述固定柱4的长度为950mm。所述导向杆2的总长度设计为1200～1500mm,具体的长度选择与所述锥头1的大小相匹配。具体的，其中导向杆2具体采用螺纹钢，锥杆的固定柱部分采用高温耐火原料经过加水、装模、振动、烘干等步骤从而成型，首先准备设定重量份的钢包预制料、黑铝砂、70G水泥、硅微粉并加入少量的防爆纤维进行混合，得到混合料后，按照步骤将钢筋材料的导向杆与耐火原料进行结合从而得到锥杆。螺纹钢的加入主要目的是为了提高挡渣锥整体的体密，保证产品在使用过程中无飘起等情况的发生；经过耐材的包裹可以防止螺纹钢暴露在外面，防止螺纹钢与钢水的直接接触而发生侵蚀，从而影响产品的挡渣成功率；该锥杆其常温抗折强度达到20MPa以上，耐压强度在100Mpa以上，相较于目前市场上的挡渣锥杆，其强度有了很大程度上的改善。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (9)
1.一种锥形转炉出钢用挡渣锥，其特征在于：包括倒圆台形的锥头(1)和锥杆，所述锥头(1)和锥杆通过自锁紧垫片(3)连接在一起；所述锥杆包括金属材料的导向杆(2)和高温耐火材料的固定柱(4)，所述导向杆(2)的一端与所述固定柱(4)浇铸连接为一体，导向杆(2)的另一端通过所述自锁紧垫片(3)与所述锥头(1)锁紧连接。
2.根据权利要求1所述的锥形转炉出钢用挡渣锥，其特征在于：所述锥头(1)的表面呈圆周均布有多条流钢凹槽(101)，所述流钢凹槽(101)的截面设置为弧形；所述锥头(1)的中心设置有与所述导向杆(2)连接用的导向孔(102)。
3.根据权利要求2所述的锥形转炉出钢用挡渣锥，其特征在于：所述流钢凹槽(101)的开口宽度为50mm，流钢凹槽(101)的圆弧半径为360±5mm。
4.根据权利要求1所述的锥形转炉出钢用挡渣锥，其特征在于：所述锥头(1)和锥杆连接后的体积密度为3.8～4.2g/cm3。
5.根据权利要求1所述的锥形转炉出钢用挡渣锥，其特征在于：所述锥杆的体积密度在3.0g/cm3以上，所述导向杆(2)的总长度与所述固定柱(4)的总长度设置比例为3:2。
6.根据权利要求5所述的锥形转炉出钢用挡渣锥，其特征在于：所述导向杆(2)的总长度设计为1200～1500mm,所述总长度的选择与所述锥头(1)的大小相匹配。
7.根据权利要求1所述的锥形转炉出钢用挡渣锥，其特征在于：所述自锁紧垫片(3)设计为圆形，包括挡片本体(301)，所述挡片本体(301)上设置有外避空槽(304)和内避空槽(303)，所述外避空槽(304)具体设置为外开口U型槽，多个所述外开口U型槽呈圆周均布，所述内避空槽(303)包括中心圆孔(302)和多个内开口U型槽，多个所述内开口U型槽呈圆周均布，且所述外开口U型槽与所述内开口U型槽一一对应。
8.根据权利要求1所述的锥形转炉出钢用挡渣锥，其特征在于：所述锥头(1)的组成成分，按照重量份计，包括50～60份粒度为1-8mm的金刚砂，15～25份不同粒度的黑铝砂，0～25份不同粒度的低灼减除铁料，以及3～5份液体树脂。
9.根据权利要求1所述的锥形转炉出钢用挡渣锥，其特征在于：高温耐火材料的所述固定柱(4)的组成成分，按照重量份计，包括70份钢包预制料、15～20份黑铝砂、5～10份的70G水泥、3～8份硅微粉和少量的防爆纤维。
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