CN113983823A - 一种寿命加强型电炉中心小炉盖及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种寿命加强型电炉中心小炉盖及其制作方法，涉及技术领域，包括预制体一和预制体二，预制体二可更换为预制体三，预制体一呈圆台状且上台面积大、下台面积小，预制体二呈平面三叉结构且夹角为120°；预制体一内部设有钢筋加强圈、若干承重吊耳和三只电极孔，承重吊耳沿钢筋加强圈均匀布置且焊接固定，三只电极孔分别设置在预制体二的三个叉口处。对电炉中心小炉盖的电极孔间的悬臂梁预制体进行改良，中心小炉盖电极孔间的悬臂梁预制体事先进行了一定的热处理，具有更好的结构稳定性和性能适应性，性能获得也更快。
Description
技术领域
本发明涉及冶金设备技术领域，特别是涉及一种寿命加强型电炉中心小炉盖及其制作方法。
背景技术
电炉在现行金属冶炼领域应用广泛，尤其是短流程炼钢工艺在钢铁冶金中扮演的角色举足轻重。而电炉盖作为电炉的一个重要组成部分，在冶炼过程中起到保温、环保及安全防护等作用。
电炉盖组成中比较容易出现问题的是顶部中心的中心小炉盖，目前应用较多的是预制浇注成型的预制体，在使用过程中在急冷急热的严苛环境下，电极孔间的悬臂梁预制体容易在高温冲刷及自重的作用下，又无外力支撑的条件下开裂、塌落，而电极孔外围的预制体此时并没有太大问题，最终导致中心小炉盖的下线更换。
电极孔间的悬臂梁预制体在炉盖使用过程中主要起到隔离保护加热电极并防止电极通电加热过程中的电弧串弧等作用，故而，电极孔间的隔离阻断体作用突出。如何提升中心小炉盖预制体的使用寿命，发明一种寿命加强型电炉中心小炉盖，是本发明所要解决的问题。
发明内容
本发明针对上述技术问题，克服现有技术的缺点，提供一种寿命加强型电炉中心小炉盖，包括预制体一和预制体二，预制体二可更换为预制体三，预制体一呈圆台状且上台面积大、下台面积小，预制体二呈平面三叉结构且夹角为120°；预制体一内部设有钢筋加强圈、若干承重吊耳和三只电极孔，承重吊耳沿钢筋加强圈均匀布置且焊接固定，三只电极孔分别设置在预制体二的三个叉口处。
本发明进一步限定的技术方案是：
前所述的一种寿命加强型电炉中心小炉盖，钢筋加强圈采用双层结构，承重吊耳设置三只。
前所述的一种寿命加强型电炉中心小炉盖，钢筋加强圈呈多边形结构。
前所述的一种寿命加强型电炉中心小炉盖，预制体二外表侧面和底面设有均匀涂覆的隔离层。
前所述的一种寿命加强型电炉中心小炉盖，隔离层厚度在2mm以下。
前所述的一种寿命加强型电炉中心小炉盖，预制体二三叉端部设置为斜面结构，成型时在臂梁近尾端预留自上而下的直径20～50mm的圆孔通道一，水平横向方向预留贯穿的圆孔通道二。
前所述的一种寿命加强型电炉中心小炉盖，预制体三形状及耐火材料与预制体二相同，其三叉宽度小于预制体二的三叉宽度。
本发明的另一目的在于提供一种寿命加强型电炉中心小炉盖的制作方法，包括以下步骤：
S1、通过浇注成型的方式制备预制体二和预制体三，经养护后，在1000℃以上的温度进行热处理并冷却，在其外表侧面及底面均匀涂覆薄薄的涂料隔离层待用；同时，成型时在臂梁近尾端预留自上而下的圆孔通道一，在水平横向方向预留合适直径大小的的圆孔通道二；
S2、在电炉中心小炉盖主体模具内放置钢筋加强圈和承重吊耳，放入电极孔的模具并固定，然后将预制体二吊运装配在模具内正确的位置；
S3、采用刚玉质、刚玉尖晶石质或刚玉莫来石质浇注料，将浇注料浇注进入准备好的主体模具空隙内，并辅助振动成型，后经养护—脱模—养护—干燥处理后获得成品。
前所述的一种寿命加强型电炉中心小炉盖的制作方法，预制体二和预制体三采用刚玉尖晶石质浇注料，具体包括如下组分：＞1mm规格的板状刚玉和白刚玉颗粒：50%～60%，1-0mm规格的白刚玉：15%～20%，200目/325目规格的白刚玉10%～18%，325目/100目规格的电熔铝镁尖晶石3%～10%，单峰活性氧化铝：5%～10%，铝酸盐水泥Secar 71：0%～5%，ρ-Al2O3：0%～5%，减水剂：0.13%～1%，防爆纤维：0%～0.3%。
前所述的一种寿命加强型电炉中心小炉盖的制作方法，预制体二和预制体三采用刚玉质浇注料，具体包括如下组分：＞1mm规格的板状刚玉+白刚玉：50%～60%，1-0mm规格的白刚玉：15%～20%，200目/325目规格的白刚玉10%～18%，粒度＜5µm的煅烧氧化铝：2%～6%，单峰活性氧化铝：3%～8%，铝酸盐水泥Secar 71：0%～10%，ρ-Al2O3：0%～6%，减水剂：0.13%～1%，防爆纤维：0%～0.3%。
本发明的有益效果是：
（1）本发明对电炉中心小炉盖的电极孔间的悬臂梁预制体进行改良，中心小炉盖电极孔间的悬臂梁预制体事先进行了一定的热处理，具有更好的结构稳定性和性能适应性，即快速达到高温稳定性能而投入工作环境下使用，为先具有合适的强度后投入工作环境，而非现行技术模式下通过在工作过程中利用工作环境热处理获得合适性能，因电炉炼钢节奏快，此种模式的炉盖可能还未获得合适的强度就遭受到环境的破坏而达不到最优的使用性能；
（2）本发明中预先热处理的预制体二因已在使用前得到了合适的高温性能，而增强了电极孔间的悬臂梁预制体的抗冲刷能力和抗渣侵蚀等性能，延长了炉盖主体的使用寿命；
（3）本发明中预制体二内设置了圆形的孔通道，方便其在浇注料预制体内的支撑停滞，防止掉落，在整体成型时，浇注料可以进入预留的孔道内，起到一定的拉持和连接作用，使二者的结合更为紧密；同时，通道在一定程度上也起到了释放缓解热应力的作用，进一步增强预制体二应对急冷急热的能力，延长炉盖整体的使用寿命；三叉端部为倒斜面，可以使浇注预制体安全地支撑预制体二；
（4）本发明中涂料隔离层，起到密封接触面的作用，同时又在一定程度上隔离了预制体二和浇注料预制体，使预制体二可以更方便快捷地脱离浇注料预制体，为使用后期的预制体二的更换提供方便；
（5）本发明中预制体二成型时在臂梁近尾端预留自上而下的圆孔通道一，方便安装合适的吊具，方便吊运、安装和固定；
（6）本发明中预制体二在水平横向方向预留贯穿的圆孔通道二，以方便在炉盖浇注预制体浇注时浇注料灌注进入预制体二内，与其形成一个贯穿型整体；
（7）本发明中预制体二在使用下线后可以使用另一个全新预制体三替换，而不必更换浇注预制体，更换便捷，成本较低；预制体三叉宽度小于预制体二的三叉宽度，在替换时，放置更容易、更快捷。
附图说明
图1为本发明的主体结构图；
图2为与小炉盖主体一起成型的预制体二的主体结构图；
图3为预制体三的主体结构图；
其中：1、预制体一上台面；2、预制体一下台面；3、预制体一；4、钢筋加强圈；5、电极孔；6、承重吊耳；7、圆孔通道二；8、隔离层；9、圆孔通道一；10、预制体二。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供的一种寿命加强型电炉中心小炉盖，结构如图1-3所示，包括预制体一3和预制体二10，预制体二10可更换为预制体三，预制体一3呈圆台状且上台面积大、下台面积小，预制体二10呈平面三叉结构且夹角为120°，外表侧面和底面设有均匀涂覆的厚度在2mm以下的隔离层8。预制体一3内部设有双层钢筋加强圈4、三只承重吊耳6和三只电极孔5，钢筋加强圈4呈多边形结构，承重吊耳6沿钢筋加强圈4均匀布置且焊接固定，三只电极孔5分别设置在预制体二10的三个叉口处。预制体二10三叉端部设置为斜面结构，成型时在臂梁近尾端预留自上而下的直径20～50mm的圆孔通道一9，水平横向方向预留贯穿的圆孔通道二7。预制体三形状和材料与预制体二10相同，其三叉宽度小于预制体二10的三叉宽度。
其制造方法包括以下步骤：
S1、通过浇注成型的方式制备预制体二10和预制体三，经养护后，在1000℃以上的温度进行热处理并冷却，在其外表侧面及底面均匀涂覆薄薄的涂料隔离层8待用；同时，成型时在臂梁近尾端预留自上而下的圆孔通道一9，在水平横向方向预留合适直径大小的的圆孔通道二7；
S2、在电炉中心小炉盖主体模具内放置不锈钢耐热钢筋加强圈4和承重吊耳6，放入电极孔5的模具并固定，然后将预制体二10吊运装配在模具内正确的位置；
S3、采用刚玉质、刚玉尖晶石质或刚玉莫来石质浇注料，将浇注料浇注进入准备好的主体模具空隙内，并辅助振动成型，后经养护—脱模—养护—干燥处理后获得成品。
其中，预制体二10在成型后，经一定的养护后放入高温窑内进行热处理，热处理温度可以是1050～1200℃之间，有条件时也可以直接进行高达1400～1550℃的温度热处理，以方便预制体二10产生一定的内部物相反应，获得更好的强度和结构组织，进而获得更好的高温性能。
预制体二10浇注料的详细配料比见表1。刚玉尖晶石体系的选择主要结合了其高温抗冲刷性能和抗渣性能的综合考虑，其次使用抗热震性能优良的板状刚玉和白刚玉的组合搭配，同时使用一定的防爆纤维提升抗爆性能，还起到了营造微孔提升产品抗热震性能的作用。
表1 刚玉尖晶石质预制体二
| 原料名称 | 规格的 | 含量(%) |
| 板状刚玉+白刚玉 | ＞1mm | 52 |
| 白刚玉 | 1-0mm | 18 |
| 白刚玉 | 200目/325目 | 18 |
| 电熔铝镁尖晶石 | 325目/100目 | 8 |
| 活性氧化铝 | 单峰 | 8 |
| 铝酸盐水泥Secar 71 | 3 | |
| ρ-Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 3 | |
| 减水剂 | 0.8 | |
| 防爆纤维 | 0.2 |
根据实际使用情况，当达到一定的使用程度后，根据炉盖的使用后情况，可以选择性地替换内部的预制体二10。之前布局的涂料隔离层8在更换时便于使预制体二10调离，随后放入全新的预制体三。
实施例2
本实施例提供的一种寿命加强型电炉中心小炉盖，与实施例1的区别在于，预制体二10浇注料的详细配料比见表2。
表2 刚玉质预制体二
| 原料名称 | 规格的 | 含量(%) |
| 板状刚玉+白刚玉 | ＞1mm | 53 |
| 白刚玉 | 1-0mm | 18 |
| 白刚玉 | 200目/325目 | 10 |
| 煅烧氧化铝 | D50＜5µm | 3 |
| 活性氧化铝 | 单峰 | 8 |
| 铝酸盐水泥Secar 71 | 5 | |
| ρ-Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 3 | |
| 减水剂 | 0.6 | |
| 防爆纤维 | 0.15 |
综上所述，本发明通过设置预制体二代替行业内通常使用的整体浇注成型体的电极孔间一次浇注体，预热处理的预制体具备相应的强度及高温性能，弥补了电极孔间臂梁不耐冲刷和高温性能不足的薄弱点，以提升炉盖寿命，另快速更换全新预制体后又可继续使用，更换方便，并进一步提升炉盖使用寿命，降低成本，进而达到降低成本和优化小炉盖产品质量的目的。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种寿命加强型电炉中心小炉盖，其特征在于：包括预制体一（3）和预制体二（10），所述预制体二（10）可更换为预制体三，所述预制体一（3）呈圆台状且上台面积大、下台面积小，所述预制体二（10）呈平面三叉结构且夹角为120°；所述预制体一（3）内部设有钢筋加强圈（4）、若干承重吊耳（6）和三只电极孔（5），所述承重吊耳（6）沿所述钢筋加强圈（4）均匀布置且焊接固定，三只所述电极孔（5）分别设置在所述预制体二（10）的三个叉口处。
2.根据权利要求1所述的一种寿命加强型电炉中心小炉盖，其特征在于：所述钢筋加强圈（4）采用双层结构，所述承重吊耳（6）设置三只。
3.根据权利要求1所述的一种寿命加强型电炉中心小炉盖，其特征在于：所述钢筋加强圈（4）呈多边形结构。
4.根据权利要求1所述的一种寿命加强型电炉中心小炉盖，其特征在于：所述预制体二（10）外表侧面和底面设有均匀涂覆的隔离层（8）。
5.根据权利要求4所述的一种寿命加强型电炉中心小炉盖，其特征在于：所述隔离层（8）厚度在2mm以下。
6.根据权利要求1所述的一种寿命加强型电炉中心小炉盖，其特征在于：所述预制体二（10）三叉端部设置为斜面结构，成型时在臂梁近尾端预留自上而下的直径20～50mm的圆孔通道一（9），水平横向方向预留贯穿的圆孔通道二（7）。
7.根据权利要求1所述的一种寿命加强型电炉中心小炉盖，其特征在于：所述预制体三形状及耐火材料与所述预制体二（10）相同，其三叉宽度小于所述预制体二（10）的三叉宽度。
8.一种寿命加强型电炉中心小炉盖的制作方法，其特征在于：应用于权利要求1-7任意一项，包括以下步骤：
S1、通过浇注成型的方式制备预制体二（10）和预制体三，经养护后，在1000℃以上的温度进行热处理并冷却，在其外表侧面及底面均匀涂覆薄薄的涂料隔离层（8）待用；同时，成型时在臂梁近尾端预留自上而下的圆孔通道一（9），在水平横向方向预留合适直径大小的的圆孔通道二（7）；
S2、在电炉中心小炉盖主体模具内放置钢筋加强圈（4）和承重吊耳（6），放入电极孔（5）的模具并固定，然后将预制体二（10）吊运装配在模具内正确的位置；
S3、采用刚玉质、刚玉尖晶石质或刚玉莫来石质浇注料，将浇注料浇注进入准备好的主体模具空隙内，并辅助振动成型，后经养护—脱模—养护—干燥处理后获得成品。
9.根据权利要求8所述的一种寿命加强型电炉中心小炉盖的制作方法，其特征在于：所述预制体二（10）和所述预制体三采用刚玉尖晶石质浇注料，具体包括如下组分：＞1mm规格的板状刚玉和白刚玉颗粒：50%～60%，1-0mm规格的白刚玉：15%～20%，200目/325目规格的白刚玉10%～18%，325目/100目规格的电熔铝镁尖晶石3%～10%，单峰活性氧化铝：5%～10%，铝酸盐水泥Secar 71：0%～5%，ρ-Al2O3：0%～5%，减水剂：0.13%～1%，防爆纤维：0%～0.3%。
10.根据权利要求8所述的一种寿命加强型电炉中心小炉盖的制作方法，其特征在于：所述预制体二（10）和所述预制体三采用刚玉质浇注料，具体包括如下组分：＞1mm规格的板状刚玉+白刚玉：50%～60%，1-0mm规格的白刚玉：15%～20%，200目/325目规格的白刚玉10%～18%，粒度＜5µm的煅烧氧化铝：2%～6%，单峰活性氧化铝：3%～8%，铝酸盐水泥Secar 71：0%～10%，ρ-Al2O3：0%～6%，减水剂：0.13%～1%，防爆纤维：0%～0.3%。
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