CN211640342U - 一种组合式异形坯连铸中间包湍流控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种组合式异形坯连铸中间包湍流控制器，湍流控制器包括外壳、套芯上部、套芯下部以及在套芯下部的底面设置的圆锥形的凸起结构，采用本体外壳、套芯上部和套芯下部的组合结构设计，套芯上部与套芯下部采用整体设计、采用不同材质、分体制备，组合而成的套芯内腔形状设计基于异形坯连铸中间包数值模拟研究与应用试验，同时满足了冶金功能化、长寿化、低成本化的性能要求。

Description

一种组合式异形坯连铸中间包湍流控制器

技术领域

本实用新型涉及连铸耐火材料工艺技术领域，具体涉及一种组合式异形坯连铸中间包湍流控制器。

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。

公开号为CN104707956B的专利文件中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，该实用新型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。该实用新型的不足：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。

实用新型内容

本实用新型针对上述问题，提供了一种组合式异形坯连铸中间包湍流控制器，提高了抑制钢包注流湍流紊动能的效果，有效地改善中间包内钢液的流动特性，采用本体外壳、套芯上部和套芯下部的组合结构设计，套芯上部与套芯下部采用整体设计、采用不同材质、分体制备，组合而成的套芯内腔形状设计基于异形坯连铸中间包数值模拟研究与应用试验，同时满足了冶金功能化、长寿化、低成本化的性能要求。

本实用新型解决技术问题的技术方案为：

一种组合式异形坯连铸中间包湍流控制器，包括外壳和套芯，所述的套芯设置于外壳的内腔中，所述的套芯包括上下设置的套芯上部、套芯下部，所述的套芯下部设置于外壳内腔的底面上，且套芯上部与套芯下部的纵向中心线与外壳内腔的纵向中心线重合，外壳和套芯的侧壁之间设有结合缝，套芯的内腔的底部设有若干圆锥形的凸起结构，所述的凸起结构在以套芯下部的纵向中心线为轴心的圆上阵列分布。本实用新型通过套芯的内腔的底部设有若干圆锥形的凸起结构，所述的凸起结构在以套芯下部的纵向中心线为轴心的圆上阵列分布，相对于将凸起结构设计为圆形、半圆形或圆台形的形状，圆锥形的凸起结构在相同体积的条件下，其高度更高，抑制钢流湍动能的效果更好，且通过多个圆形阵列分布的凸起结构共同作用，使得本实用新型具有更好的抑制钢流湍动能的效果。

进一步地，所述的套芯上部的内腔呈上部内径小、下部内腔大的圆台形，套芯下部的内腔底面为圆弧曲面，套芯下部的内腔侧壁与底面之间通过圆弧倒角过渡。通过套芯上部设计为上部开口小，下部内径大的结构，解决了钢水的飞溅的问题。

进一步地，套芯上部的外形呈上底面大、下底面小的圆台形，套芯下部的外形呈上底面大、下底面小的圆台形。根据该设计套芯的侧壁为上端厚、下端薄的结构，由于在浇注过程中钢流冲刷上部比下部重，因此本设计克服了上部比下部侵蚀速率大的技术问题，延长了湍流控制器的使用寿命。

进一步地，所述结合缝的宽度上部大、下部小。上部宽度m为10～15mm，下部宽度n为5～10mm。通过结合缝上部宽、下部窄的设计，可自然增大结合缝下部填充料的密度，有效阻止了结合缝自上而下贯通的渗钢问题。

进一步地，所述的凸起结构的数量为四个。

进一步地，所述的套芯上部的高度a为258～288mm，套芯上部的上底面外径D1为650～700mm，套芯上部的上底面内径d1为350～400mm，套芯上部的下底面外径D2为550～600mm，套芯上部的下底面内径d2为420～470mm，所述的套芯下部高度b为172～202mm，套芯下部的上底面外径D2为550～600mm，套芯下部的下底面外径D3为475～525mm，套芯下部的圆弧倒角半径R为82～102mm，套芯下部的底部的厚度c为90～100mm，套芯下部的上底面内径与套芯上部的下底面内径相同，套芯下部的上底面外径与套芯上部的下底面外径相同。

进一步地，所述的凸起结构均匀分布于内腔底面的直径￠为130～150mm的圆上，所述圆锥形的凸起结构的底面圆直径d为70～80mm，高度h为70～80mm。

一种组合式异形坯连铸中间包湍流控制器的制备方法，包括以下步骤：

S1：自下而上依次将套芯下部、套芯上部套装于湍流控制器的外壳内，保证套芯下部、套芯上部的纵向中心线与外壳内腔的纵向中心线重合；

S2：外壳和套芯之间的结合缝采用粒度≤1mm的烧结镁砂填实；

S3：在结合缝内填充的烧结镁砂的外表面，即烧结镁砂的上表面涂抹一层厚度为25-35mm的再生镁碳质涂抹料；通过涂抹料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；

S4：自然养护1～2天，组合式异形坯连铸中间包湍流控制器的制备完成；

其中，所述外壳的形状和尺寸根据异形坯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。

进一步地，所述的套芯上部采用等静压成型法制备，等静压成型利用液体介质不可压缩的性质和均匀传递压力的性质从各个方向对试样进行均匀加压，粉料在各个方向上受到的压力是均匀的和大小一致的，因此粉料成型更致密更均匀，包括下列步骤：

1)配料：

烧结镁砂细粉的制备：将0.074mm＜粒度<1mm的废镁碳砖再生颗粒料进行水化处理，采用球磨机磨成粒度≦0.074的烧结镁砂细粉，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，本实用新型将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。

将物料按配比称量，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％。

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。

针对废镁碳砖再生颗粒料中含有鳞片石墨，且易氧化问题，本实用新型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。

2)混炼：

将混炼机预加热到40～50℃，

混炼机低速时加入3mm≦粒度<5mm、1mm≦粒度≤3mm和0.074mm＜粒度<1mm的烧结镁砂，

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分钟后加入抗氧化剂和粒度≦0.074mm的烧结镁砂细粉，

湿混2～3分钟，高速混合10～15分钟，

出料；

混炼过程中泥料温度＜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：

由室温均匀、连续升温到80±10℃，升温、保温各8～16小时，

由80±10℃均匀、连续升温至150±10℃，升温、保温各4～8小时，

由150±10℃均匀、连续升温到200±10℃，升温、保温各8～16小时，

停火，自然冷却后出窑，套芯上部的制备完成，其耐压强度≥40MPa。

进一步地，所述套芯下部采用等静压成型法制备，等静压成型利用液体介质不可压缩的性质和均匀传递压力的性质从各个方向对试样进行均匀加压，粉料在各个方向上受到的压力是均匀的和大小一致的，因此粉料成型更致密更均匀，包括下列步骤：

1)配料：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的烧结镁砂细粉，将物料按配比称量，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76～84wt％。

辅料：鳞片石墨11.5～16wt％

抗氧化剂：铝粉、硅粉、碳化硅粉中一种或几种混合物2-5wt％

结合剂：酚醛树脂3.5～4.0wt％。

2)混炼：将混炼机预加热到40～50℃，

混炼机低速时加入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分钟后加入抗氧化剂和粒度≦0.074mm烧结镁砂，

湿混2～3分钟，高速混合10～15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200～250MPa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8～16小时后，然后入窑烘烤，

从室温以10℃/h升温速度升温至140～160℃，保温4～8小时；

再从以10℃/h升温速度升温至200～220℃，保温16～24小时；

停火，自然冷却至室温后出窑，套芯下部制备完成，其耐压强度≥40MPa。

本实用新型所述再生镁碳质涂抹料，是指采用废镁碳砖处理、加工而成的1mm≦粒度≤3mm和0.074mm＜粒度<1mm的再生镁碳质颗粒料与粒度≤0.074mm的烧结镁砂细粉、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％，MgO含量≥65wt％，体积密度≥1.87g/cm³。

实用新型内容中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是实用新型所有的全部效果，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：

1、本实用新型组合式异形坯连铸中间包湍流控制器的套芯上部、套芯下部采用整体设计、分体成型，套芯上部的内腔呈上底面小、下底面大的圆台形，外圆台的上底面圆直径d1为350～400mm，外圆台的下底面圆直径d2为420～470mm；套芯下部的内腔底为圆弧曲面，圆周边的圆弧半径R为82～102mm，在内腔底圆平面直径￠为130～150mm的圆圆周上均匀分布四个圆锥形凸起结构，其底面圆直径d为70～80mm，高度h为70～80mm等设计，是本领域的技术人员以异形坯连铸中间包为研究对象，经过数值模拟研究和应用试验验证得到的，上述设计对中间内钢液的流动状态有直接影响，以本实用新型设计的异形坯连铸中间包湍流控制器的套芯内腔底为圆弧曲面，设置圆锥形的凸起结构，以及圆台形曲面结构的内腔侧壁，使大包注流在湍流控制器的套芯内腔内向不同方向溅射，互相碰撞，耗散去大部分动能，减弱钢液形成湍流的程度，抑制强湍流引起的液面波动以及液面涡流造成的卷渣，数值模拟计算结果表明，本实用新型与CN104707956B所述内腔为直筒形的异型坯连铸中间包稳流器的中间包中心截面钢流流动湍动能分别为1.46m²s²，1.87m²s²，同比下降了21.9％，应用本实用新型，结晶器内钢液中全氧含量同比降低15％以上，且有效解决了冲击区内注流卷渣问题。

2、本实用新型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％，使得本实用新型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。本实用新型组合式异形坯连铸中间包湍流控制器的套芯上部，以废镁碳砖再生颗粒料为主原料的物料组成，废镁碳砖再生颗粒料替代镁砂量达到了60～66％，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，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存在的整体性能差、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35～38小时，生产费用同比降低16％以上。

3、本实用新型组合式异形坯连铸中间包湍流控制器的套芯下部，采用以烧结镁砂为主原料、等静压成型法制备，提高了套芯下部内腔底的圆弧曲面及圆锥形凸起结构的成型质量和整体性能，满足了冶金功能化、长寿化要求。

附图说明

图1是本实用新型组合式板坯连铸中间包湍流控制器结构主视图；

图2是本实用新型组合式板坯连铸中间包的套芯结构俯视图；

图中，外壳1，套芯上部2，套芯下部3，结合缝4，凸起结构5。

具体实施方式

为了能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本实用新型进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本实用新型省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本实用新型。

废镁碳砖，本实用新型所述的废镁碳砖，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。

以下实施例是对实用新型进一步说明，但本实用新型并不局限于此。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水化处理，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：

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％。

实施例1：

如图1、图2所示，一种组合式异形坯连铸中间包湍流控制器，由外壳1、套芯上部2、套芯下部3组合而成，套芯上部2与套芯下部3采用整体设计、分体成型，自上而下定位于外壳1内腔的底面上，且套芯上部2与套芯下部3的纵向中心线与外壳1内腔的纵向中心线重合，外壳1和套芯上部2、套芯下部3之间设有结合缝4，套芯上部2与套芯下部3组合而成的内腔形状是基于数值模拟研究和应用试验验而证设计的，套芯下部3的内腔底部设有四个圆锥形的凸起结构5，套芯上部2采用废镁碳砖再生颗粒料为主原料、等静压成型法制备，套芯下部3采用等静压成型法制备的镁碳质预制件。

所述湍流控制器的套芯上部2的外形呈上底面大、下底面小的圆台形，外圆台高度a为288mm，外圆台的上底面圆直径D1为700mm，外圆台的下底面的直径D2为600mm，套芯上部2的内腔呈上底面小、下底面大的圆台形，内圆台的上底面圆直径d1为400mm，内圆台的下底面圆直径d2为470mm。

所述湍流控制器的套芯下部3的外形呈上底面大、下底面小的圆台形，其圆台高度b为202mm，外圆台的上底面圆直径D2为600mm，外圆台的下底面圆直径D3为525mm，套芯下部3的内腔底为圆弧曲面，圆周边的圆弧半径R为102mm，在内腔底圆平面直径￠为150mm的圆圆周上均匀分布四个凸起结构5，圆平面部位的厚度c为100mm。所述圆锥形凸起结构的底面圆直径d为80mm，高度h为80mm。

所述结合缝4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的形状和尺寸根据异形坯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。

所述套芯上部2采用等静压成型法制备，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％。

所述套芯上部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；②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。

所述套芯下部3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％。

所述套芯下部3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从室温以10℃/h升温速度升温至140℃，保温4小时；②再从以10℃/h升温速度升温至200℃，保温16小时；③停火，自然冷却至室温后出窑，套芯下部3的制备完成，其耐压强度≥40MPa。

一种组合式异形坯连铸中间包湍流控制器的制备方法，包括以下步骤：自下而上依次将套芯下部3、套芯上部2套装于湍流控制器的外壳1内，保证套芯下部3、套芯上部2的纵向中心线与外壳1内腔的纵向中心线重合，外壳1和套芯下部3、套芯上部2之间的结合缝4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，组合式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上部2的圆台高度a为258mm，外圆台的上底面圆直径D1为650mm，外圆台的下底面圆直径D2为550mm，套芯上部2内腔的内圆台的上底面圆直径d1为350mm，内圆台的下底面圆直径d2为420mm。

所述湍流控制器的套芯下部3的外圆台高度b为172mm，外圆台的上底面圆直径D2为550mm，外圆台的下底面圆直径D3为475mm，套芯下部3的内腔底圆周边的圆弧半径R为82mm，在内腔底圆平面直径￠为130mm的圆圆周上均匀分布四个凸起结构5，圆平面部位的厚度c为90mm。所述圆锥形凸起结构的底面圆直径d为70mm，高度h为70mm。

所述结合缝4的上部宽度m为10mm，下部宽度n为5mm。

所述套芯上部2采用等静压成型法制备，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％。

所述套芯上部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；②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。

4)自然干燥、烘烤：生坯成型自然干燥16小时后，然后入窑烘烤：①从室温以10℃/h升温速度升温至160℃，保温4小时；②再从以10℃/h升温速度升温至220℃，保温16小时；③停火，自然冷却至室温后出窑，套芯下部3的制备完成，其耐压强度≥40MPa。

所述套芯下部3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76wt％

辅料：鳞片石墨16wt％

抗氧化剂：硅粉2wt％、碳化硅粉2wt％

结合剂：酚醛树脂4.0wt％。

所述套芯下部3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烧结镁砂和抗氧化剂，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)自然干燥、烘烤：生坯成型自然干燥16小时后，然后入窑烘烤：①从室温以10℃/h升温速度升温至160℃，保温8小时；②再从以10℃/h升温速度升温至220℃，保温24小时；③停火，自然冷却至室温后出窑，套芯下部3的制备完成，其耐压强度≥40MPa。

一种组合式异形坯连铸中间包湍流控制器的制备方法，包括以下步骤：自下而上依次将套芯下部3、套芯上部2套装于湍流控制器的外壳1内，保证套芯下部3、套芯上部2的纵向中心线与外壳1内腔的纵向中心线重合，外壳1和套芯下部3、套芯上部2之间的结合缝4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，组合式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上部2的外圆台高度a为270mm，外圆台的上底面圆直径D1为670mm，外圆台的下底面圆直径D2为570mm，套芯上部2内腔内圆台的上底面圆直径d1为370mm，内圆台的下底面圆直径d2为450mm。

所述湍流控制器的套芯下部3的圆台高度b为192mm，外圆台的上底面圆直径D2为570mm，外圆台的下底面圆直径D3为550mm，套芯下部3的内腔底圆周边的圆弧半径R为92mm，在内腔底圆平面直径￠为140mm的圆圆周上均匀分布四个凸起结构5，圆平面部位的厚度c为95mm。所述圆锥形凸起结构的底面圆直径d为75mm，高度h为75mm。

所述结合缝4的上部宽度m为10mm，下部宽度n为5mm。

所述套芯上部2采用等静压成型法制备，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％。

所述套芯上部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；②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。

4)自然干燥、烘烤：生坯成型自然干燥12小时后，然后入窑烘烤：①从室温以10℃/h升温速度升温至150℃，保温6小时；②再从以10℃/h升温速度升温至210℃，保温20小时；③停火，自然冷却至室温后出窑，套芯下部3的制备完成，其耐压强度≥40MPa。

所述套芯下部3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79wt％

辅料：鳞片石墨14wt％

抗氧化剂：铝镁合金粉3.3wt％

结合剂：酚醛树脂3.7wt％。

所述套芯下部3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3分钟后加入粒度≦0.074mm烧结镁砂和抗氧化剂，湿混2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220MPa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12小时后，然后入窑烘烤：①从室温以10℃/h升温速度升温至150℃，保温6小时；②再从以10℃/h升温速度升温至210℃，保温20小时；③停火，自然冷却至室温后出窑，套芯下部3的制备完成，其耐压强度≥40MPa。

一种组合式异形坯连铸中间包湍流控制器的制备方法，包括以下步骤：自下而上依次将套芯下部3、套芯上部2套装于湍流控制器的外壳1内，保证套芯下部3、套芯上部2的纵向中心线与外壳1内腔的纵向中心线重合，外壳1和套芯下部3、套芯上部2之间的结合缝4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，组合式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，该实用新型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。

本实用新型实施例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、中间包注流冲击区卷渣情况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1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，如下表所示：

通过上表中的数据对比，本实用新型制备的组合式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湍流控制器同比提高4小时以上，结晶器内钢水中全氧含量同比降低15％以上，生产费用同比降低16％以上，且有效解决了中间包冲击区内注流卷渣问题。

上述虽然结合附图对实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (6)

1.一种组合式异形坯连铸中间包湍流控制器，包括外壳(1)和套芯，所述的套芯设置于外壳的内腔中，其特征在于，所述的套芯包括上下设置的套芯上部(2)、套芯下部(3)，所述的套芯下部(3)设置于外壳(1)内腔的底面上，且套芯上部(2)与套芯下部(3)的纵向中心线与外壳(1)内腔的纵向中心线重合，外壳(1)和套芯的侧壁之间设有结合缝(4)，套芯的内腔的底部设有若干圆锥形的凸起结构(5)，所述的凸起结构(5)在以套芯下部(3)的纵向中心线为轴心的圆上阵列分布。

2.如权利要求1所述的一种组合式异形坯连铸中间包湍流控制器，其特征在于，所述的套芯上部(2)的内腔呈上部内径小、下部内腔大的圆台形，套芯下部(3)的内腔底面为圆弧曲面，套芯下部(3)的内腔侧壁与底面之间通过圆弧倒角过渡。

3.如权利要求2所述的一种组合式异形坯连铸中间包湍流控制器，其特征在于，套芯上部(2)的外形呈上底面大、下底面小的圆台形，套芯下部(3)的外形呈上底面大、下底面小的圆台形。

4.如权利要求1或2或3所述的一种组合式异形坯连铸中间包湍流控制器，其特征在于，所述的凸起结构(5)的数量为四个。

5.如权利要求3所述的一种组合式异形坯连铸中间包湍流控制器，其特征在于，所述的套芯上部(2)的高度a为258～288mm，套芯上部(2)的上底面外径D1为650～700mm，套芯上部(2)的上底面内径d1为350～400mm，套芯上部(2)的下底面外径D2为550～600mm，套芯上部(2)的下底面内径d2为420～470mm，所述的套芯下部(3)高度b为172～202mm，套芯下部(3)的上底面外径D2为550～600mm，套芯下部(3)的下底面外径D3为475～525mm，套芯下部(3)的圆弧倒角半径R为82～102mm，套芯下部(3)的底部的厚度c为90～100mm，套芯下部(3)的上底面内径与套芯上部(2)的下底面内径相同，套芯下部(3)的上底面外径与套芯上部(2)的下底面外径相同。

6.如权利要求5所述的一种组合式异形坯连铸中间包湍流控制器，其特征在于，所述的凸起结构(5)均匀分布于内腔底面的直径￠为130～150mm的圆上，所述圆锥形的凸起结构的底面圆直径d为70～80mm，高度h为70～80mm。

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