專(zhuān)利名稱(chēng)：復(fù)合型擋渣堰及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冶金連鑄中間包的一種擋渣堰及其制備方法。
背景技術(shù)：
連鑄中間包設(shè)置擋渣堰是為了改變鋼流的運(yùn)動(dòng)軌跡，從而適當(dāng)延長(zhǎng)鋼液在中間包內(nèi)的停留時(shí)間，使其中的夾雜物有足夠時(shí)間充分碰撞、聚集、上浮，以凈化鋼液。現(xiàn)在鋼廠都實(shí)行高爐連澆，實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，原有鎂質(zhì)擋渣堰在使用超
過(guò)10小時(shí)時(shí)，其下部即對(duì)應(yīng)于鋼水區(qū)域的擋渣堰體部位尚完好無(wú)損，但其上部
即對(duì)應(yīng)于鋼水上部熔渣區(qū)域的擋渣堰體部位巳被侵蝕成穿孔狀而失去擋渣堰的的應(yīng)有作用。為此，有些鋼廠采用抗侵蝕性能更好的鋁鎂質(zhì)材料制作擋渣堰，這樣雖然大幅度地提高了擋渣堰的使用壽命，但鋁鎂質(zhì)材料對(duì)鋼水有較大的污染，而且鋁鎂質(zhì)材料價(jià)格很高，因而鋁鎂質(zhì)擋渣堰的性價(jià)比還不如鎂質(zhì)擋渣堰。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一，是提供一種復(fù)合型擋渣堰，它使用壽命長(zhǎng)，生產(chǎn)成本低，且對(duì)鋼水污染小。
本發(fā)明的目的之二，是提供所述復(fù)合型擋渣堰的一種制備方法。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是
一種復(fù)合型擋渣堰，其堰體是由上部擋渣部和下部擋鋼水部緊密銜接成一體的，所述上部擋渣部由鋁鎂質(zhì)材料制作，所述下部擋鋼水部由鎂質(zhì)材料制作。
所述鋁鎂質(zhì)材料制作的堰體上部擋渣部，其組成成份及按重量百分比的組成比例為礬土 44-50%,電熔鎂砂15~25%,硅微粉1 3%,氧化鉬粉2~8°/。，剛玉粉15~20%,鎂鋁尖晶石6~10%,三聚磷酸鈉0.2%,六偏磷酸鈉0.05%,有機(jī)防爆纖維0.02%。
所述由鎂質(zhì)材料制作的堰體下部擋鋼水部，其組成成份及按重量百分比的組成比例為電熔鎂砂85~95%,硅微粉2 8%,氧化銷(xiāo)粉2 7%,三聚磷酸鈉0.2%,有機(jī)聚羧酸類(lèi)減水劑0.15%,緩凝劑0.15%，有機(jī)防爆纖維0.02%。上述鎂質(zhì)材料和鋁鎂質(zhì)材料組份中的各成份原料的質(zhì)量?jī)?yōu)選指標(biāo)為
礬土原料AL203 >88%。
剛玉粉原料AL203 >99%， R2(K0.5% 。
鎂鋁尖晶石原料MgO 32~34%, AL203 64~66% 。
硅微粉原料Si02>92%， Fe203<l% 。
氧化鋁粉原料AL203 >99% 。
電熔鎂砂原料Mg0>96%， Si02《2.2%， Ca0《2.0%,體積密度>3.45g/cm3 。
上述鋁鎂質(zhì)材料制作的上部擋渣部的組份優(yōu)選配比為礬土47%，電熔鎂砂20%，硅微粉2%，氧化鋁粉5%，剛玉粉17.73%,鎂鋁尖晶石8%，三聚嫌酸鈉0.2%，六偏磷酸鈉0.05%,有機(jī)防爆纖維0.02%。
上述鎂質(zhì)材料制作的下部擋鋼水部的組份優(yōu)選配比為電熔鎂砂90%,硅微粉5%,氧化鋁粉4.48%,三聚磷酸鈉0.2%,有機(jī)聚羧酸類(lèi)減水劑0.15%，緩凝劑0.15%,有機(jī)防爆纖維0.02%。
一種制備所述復(fù)合型擋渣堰的方法，它可通過(guò)上下復(fù)合方式成型或水平復(fù)合方式成型
上下復(fù)合方式成型的方法是按復(fù)合型擋渣堰上下部的不同組份原料分別加水均勻攪拌成擋渣堰的上部鋁鎂質(zhì)澆注料和下部鎂質(zhì)澆注料；將立式模具安置于振動(dòng)臺(tái)上，先向模具中加入鎂質(zhì)澆注料，至預(yù)先設(shè)定的復(fù)合型擋渣堰上下部結(jié)合界高度，啟動(dòng)振動(dòng)臺(tái)振動(dòng)3-5分鐘；然后再向模具中加入鋁鎂質(zhì)澆注料，至復(fù)合型擋渣堰的設(shè)定總高度，啟動(dòng)振動(dòng)臺(tái)振動(dòng)3~5分鐘；自然養(yǎng)護(hù)24小時(shí)后脫模；將脫模后的復(fù)合型擋渣堰坯料送入烘烤窯，在30(TC下烘烤36小時(shí)，自然冷卻后出窯，經(jīng)檢測(cè)合格，即得成品。
水平復(fù)合方式成型的方法是按復(fù)合型擋渣堰上下部的不同組份原料分別加水均勻攪拌成擋渣堰的上部鋁鎂質(zhì)澆注料和下部鎂質(zhì)澆注料；將臥式模具安置于振動(dòng)臺(tái)上，并在臥式模具中位于復(fù)合型擋渣堰上下部結(jié)合界處插入隔板，然后在被隔板分隔成前部和后部的模腔中分別加入鉬鎂質(zhì)澆注料和鎂質(zhì)澆注料，至設(shè)定的復(fù)合型擋渣堰厚度，啟動(dòng)振動(dòng)臺(tái)振動(dòng)3~5分鐘，爾后抽出模具中的隔板，繼續(xù)振動(dòng)l分鐘；自然養(yǎng)護(hù)24小時(shí)后脫模；將脫模后的復(fù)合型擋渣堰
5坯料送入烘烤窯，在3001C下烘烤36小時(shí)，自然冷卻后出窯，經(jīng)檢測(cè)合格，即得成品。
本發(fā)明的有益效果是根據(jù)擋渣堰堰體下部主要與侵蝕性較緩和的鋼水相接觸，而擋渣堰堰體上部主要與侵蝕性強(qiáng)的熔渣相接觸的狀況，采用抗侵蝕性一般的鎂質(zhì)材料和抗侵蝕性強(qiáng)的鋁鎂質(zhì)材料分別作為擋渣堰上部擋渣部與下部擋鋼水部的制作材料，并通過(guò)制備工藝使不同材質(zhì)的擋渣堰堰體上下部有機(jī)地銜接成一體。本發(fā)明的復(fù)合型擋渣堰合理地應(yīng)用了耐材資源，既保證擋渣堰對(duì)鋼水不產(chǎn)生污染，又大大延長(zhǎng)了擋渣堰的使用壽命，同時(shí)使擋渣堰的上下部使用壽命基本同步，達(dá)到最經(jīng)濟(jì)地使用擋渣堰，有效地降低生產(chǎn)成本。


圖1為本復(fù)合型擋渣堰實(shí)施例之一的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本復(fù)合型擋渣堰實(shí)施例之二的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中標(biāo)號(hào)1擋渣部 2擋鋼水部 3擋渣部與擋鋼水部的銜接結(jié)合部 4鋼水通道 5吊環(huán)。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖以實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
實(shí)施例l, 一種復(fù)合型擋渣堰，其堰體下部擋鋼水部2采用鎂質(zhì)材料制作，其具體組成成份及按重量百分比的組成比例為電熔鎂砂85%,硅微粉8%,氧化鋁粉6.48%,三聚磷酸鈉0.2%，有機(jī)聚羧酸類(lèi)減水劑0.15%,緩凝劑0.15%,有機(jī)防爆纖維0.02%;其堰體上部擋渣部l采用鋁鎂質(zhì)材料制作，其具體組成成份及按重量百分比的組成比例為礬土44%,電熔鎂砂25%，硅微粉1%，氧化鋁粉8%，剛玉粉15%，鎂鋁尖晶石6.73%,三聚磷酸鈉0.2%,六偏磷酸鈉0.05%，有機(jī)防爆纖維0.02%。其中緩凝劑為酒石酸鉀鈉，有機(jī)防爆纖維為聚氨酯類(lèi)纖維。
制備方法采用水平復(fù)合方式成型按上述復(fù)合型擋渣堰上下部的不同組份原料分別加水均勻攪拌成擋渣堰的上部鋁鎂質(zhì)澆注料和下部鎂質(zhì)澆注料；將臥式模具安置于振動(dòng)臺(tái)上，并在臥式模具中位于復(fù)合型擋渣堰上下部結(jié)合界處插入隔板，同時(shí)在對(duì)應(yīng)于擋渣堰的鋼水通道4處垂直安置直徑相當(dāng)于鋼水通道4內(nèi)徑的短鋼管，向模具一側(cè)壁的吊環(huán)縫中插置吊環(huán)5，然后在被隔板分隔成前
6部和后部的模腔中分別加入鋁鎂質(zhì)澆注料和鎂質(zhì)澆注料，至設(shè)定的復(fù)合型擋渣
堰厚度，啟動(dòng)振動(dòng)臺(tái)振動(dòng)3~ 5分鐘，爾后抽出模具中的隔板，繼續(xù)振動(dòng)1分鐘； 自然養(yǎng)護(hù)24小時(shí)后脫模；將脫模后的復(fù)合型擋渣堰坯料送入烘烤窯，在30(TC 下烘烤36小時(shí)，自然冷卻后出窯。
產(chǎn)品經(jīng)物理檢測(cè)體積密度為2.78g/cm3,抗折強(qiáng)度10. 55MPa，耐壓強(qiáng)度 75. 34 MPa,線變化率-0.22%，上下部接合處無(wú)裂紋。
上述產(chǎn)品io塊送鋼廠安裝于鋼水連鑄中間包實(shí)際使用，結(jié)果平均使用壽命
達(dá)14.2小時(shí)，最高達(dá)16小時(shí)。檢査使用后的擋渣堰狀況，銷(xiāo)鎂質(zhì)的上部擋渣 部表現(xiàn)了和原整體鋁鎂擋堰一致的抗侵蝕性能，在使用16小時(shí)后擋渣部侵蝕了 3~4cm，鎂質(zhì)的下部擋鋼水部出現(xiàn)一些侵蝕現(xiàn)象，上下交接界面無(wú)明顯差異。
實(shí)施例2， 一種復(fù)合型擋渣堰，其堰體下部擋鋼水部2采用鎂質(zhì)材料制作， 其具體組成成份及按重量百分比的組成比例為電熔鎂砂卯％,硅微粉5%, 氧化鋁粉4.48%，三聚磷酸鈉0.2%，有機(jī)聚羧酸類(lèi)減水劑0.15%，緩凝劑 0.15%,有機(jī)防爆纖維0.02%;其堰體上部擋渣部l采用鋁鎂質(zhì)材料制作，其具 體組成成份及按重量百分比的組成比例為礬土47%,電熔鎂砂20%,硅微粉 2%,氧化鋁粉5%,剛玉粉17.73%,鎂鋁尖晶石8%,三聚磷酸鈉0.2%，六 偏磷酸鈉0.05%,有機(jī)防爆纖維0.02%。其中緩凝劑為檸檬酸鈉，有機(jī)防爆纖 維為聚氨酯類(lèi)纖維。
制備方法采用上下復(fù)合方式成型按復(fù)合型擋渣堰上下部的不同組份原料 分別加水均勾攪拌成擋渣堰的上部銷(xiāo)鎂質(zhì)澆注料和下部鎂質(zhì)澆注料；將立式模 具安置于振動(dòng)臺(tái)上，先向模具中加入鎂質(zhì)澆注料，至預(yù)先設(shè)定的復(fù)合型擋渣堰 上下部結(jié)合界高度，啟動(dòng)振動(dòng)臺(tái)振動(dòng)3~5分鐘；然后再向模具中加入鋁鎂質(zhì)澆 注料，至復(fù)合型擋渣堰的設(shè)定總高度，并插入吊環(huán)5，啟動(dòng)振動(dòng)臺(tái)振動(dòng)3 5分 鐘；自然養(yǎng)護(hù)24小時(shí)后脫模；將脫模后的復(fù)合型擋渣堰坯料送入烘烤窯，在 30(TC下烘烤36小時(shí)，自然冷卻后出窯。
產(chǎn)品經(jīng)物理檢測(cè)體積密度為2.78g/cm3，抗折強(qiáng)度11. 21MPa,耐壓強(qiáng)度 87.76MPa,線變化率-0. 26%,上下部接合處無(wú)裂紋。
上述產(chǎn)品10塊送鋼廠安裝于鋼水連鑄中間包實(shí)際使用，結(jié)果平均使用壽命 達(dá)14.5小時(shí)，最高達(dá)17小時(shí)。檢查使用后的擋渣堰狀況，銷(xiāo)鎂質(zhì)的上部擋渣 部表現(xiàn)了和原整體鋁鎂擋堰一致的抗侵蝕性能，在使用17小時(shí)后擋渣部侵蝕了3 化m,鎂質(zhì)的下部擋鋼水部出現(xiàn)一些侵蝕現(xiàn)象，上下交接界面無(wú)明顯差異。 實(shí)施例3, —種復(fù)合型擋渣堰，其堰體下部擋鋼水部采用鎂質(zhì)材料制作， 其具體組成成份及按重量百分比的組成比例為電熔鎂砂95%,硅微粉2%, 氧化鋁粉2.48%，三聚磷酸鈉0.2%,有機(jī)聚羧酸類(lèi)減水劑0.15%,緩凝劑 0.15%,有機(jī)防爆纖維0.02%;其堰體上部擋渣部釆用銷(xiāo)鎂質(zhì)材料制作，其具體 組成成份及按重量百分比的組成比例為礬土 50%，電熔鎂砂15%,硅微粉 3%，氧化鋁粉2%，剛玉粉20%，鎂鋁尖晶石9.73%,三聚磷酸鈉0.2%,六 偏磷酸鈉0.05%，有機(jī)防爆纖維0.02%。其中緩凝劑為草酸鈉，有機(jī)防爆纖維 為聚氨酯類(lèi)纖維。
制備方法同實(shí)施例2。
產(chǎn)品經(jīng)物理檢測(cè)體積密度為2. 70g/cm3，抗折強(qiáng)度9. llMPa，耐壓強(qiáng)度 78. 26 MPa，線變化率-0. 24%,上下部接合處無(wú)裂紋。
上述產(chǎn)品io塊送鋼廠安裝于鋼水連鑄中間包實(shí)際使用，結(jié)果平均使用壽命
達(dá)14.1小時(shí)，最高達(dá)15.6小時(shí)。檢查使用后的擋渣堰狀況，紫鎂質(zhì)的上部擋 渣部表現(xiàn)了和原整體鋁鎂擋堰一致的抗侵蝕性能，在使用15.6小時(shí)后擋渣部侵 蝕了 3-4cm，鎂質(zhì)的下部擋鋼水部出現(xiàn)一些侵蝕現(xiàn)象，上下交接界面無(wú)明顯差 異。
8
權(quán)利要求
1、一種復(fù)合型擋渣堰，其特征在于堰體是由上部擋渣部(1)和下部擋鋼水部(2)緊密銜接成一體的，所述上部擋渣部(1)由鋁鎂質(zhì)材料制作，所述下部擋鋼水部(2)由鎂質(zhì)材料制作。
2、 按權(quán)利要求l所述的復(fù)合型擋渣堰，其特征在于所述鋁鎂質(zhì)材料制作的 堰體上部擋渣部(l),其組成成份及按重量百分比的組成比例為礬土 44~50%， 電熔鎂砂15 25%,硅微粉1~3%,氧化鋁粉2~8%,剛玉粉15~20%,鎂鋁尖 晶石6~10%,三聚磷酸鈉0.2%,六偏磷酸鈉0.05%,有機(jī)防爆纖維0.02%。
3、 按權(quán)利要求2所述的復(fù)合型擋渣堰，其特征在于所述鋁鎂質(zhì)材料制作的 上部擋渣部(1)的組份優(yōu)選配比為礬土47%,電熔鎂砂20%,硅微粉2%， 氧化鋁粉5%，剛玉粉17.73%,鎂鋁尖晶石8%,三聚磷酸鈉0.2%，六偏磷 酸鈉0.05%,有機(jī)防爆纖維0.02%。
4、 按權(quán)利要求l所述的復(fù)合型擋渣堰，其特征在于由鎂質(zhì)材料制作的堰體 下部擋鋼水部(2)，其組成成份及按重量百分比的組成比例為電熔鎂砂 85~95%，硅微粉2~8%,氧化鋁粉2~7%，三聚磷酸鈉0.2°/ ，有機(jī)聚羧酸類(lèi) 減水劑0.15%,緩凝劑0.15%,有機(jī)防爆纖維0.02%。
5、 按權(quán)利要求4所述的復(fù)合型擋渣堰，其特征在于所述鎂質(zhì)材料制作的下 部擋鋼水部(2 )的組份優(yōu)選配比為電熔鎂砂卯％,硅微粉5%,氧化鋁粉4.48%， 三聚磷酸鈉0.2%，有機(jī)聚羧酸類(lèi)減水劑0.15%,緩凝劑0.15%,有機(jī)防爆纖 維0.02%
6、 按權(quán)利要求2或3所述的復(fù)合型擋渣堰，其特征在于所述礬土原料的質(zhì) 量指標(biāo)為AL203 >88% 。
7、 按權(quán)利要求2或3所述的復(fù)合型擋渣堰，其特征在于所述剛玉粉原料的 質(zhì)量指標(biāo)為AL203 >99%, R20《0.5% 。
8、 按權(quán)利要求2或3所述的復(fù)合型擋渣堰，其特征在于所述鎂紫尖晶石原料的質(zhì)量指標(biāo)為Mg0 32~34%， AL203 64~66% 。
9、 按權(quán)利要求2至5之一所述的復(fù)合型擋渣堰，其特征在于所述硅微粉原 料的質(zhì)量指標(biāo)為Si02>92%， Fe203<l% 。
10、 按權(quán)利要求2至5之一所述的復(fù)合型擋渣堰，其特征在于所述氧化銷(xiāo) 粉原料的質(zhì)量指標(biāo)為AL203 >99% 。
11、 按權(quán)利要求2至5之一所述的復(fù)合型擋渣堰，其特征在于所述電熔鎂 砂原料的質(zhì)量指標(biāo)為Mg0>96%, Si02《2.2%， Ca0<2.0%,體積密度> 3.45g/cm3 。
12、 一種制備如權(quán)利要求1所述的復(fù)合型擋渣堰的方法，其特征在于所述 復(fù)合型擋渣堰可通過(guò)上下復(fù)合方式成型或水平復(fù)合方式成型上下復(fù)合方式成型的方法是按復(fù)合型擋渣堰上下部的不同組份原料分別 加水均勻攪拌成擋渣堰的上部鋁鎂質(zhì)澆注料和下部鎂質(zhì)澆注料；將立式模具安 置于振動(dòng)臺(tái)上，先向模具中加入鎂質(zhì)澆注料，至預(yù)先設(shè)定的復(fù)合型擋渣堰上下 部結(jié)合界高度，啟動(dòng)振動(dòng)臺(tái)振動(dòng)3~5分鐘；然后再向模具中加入鋁鎂質(zhì)澆注料， 至復(fù)合型擋渣堰的設(shè)定總高度，啟動(dòng)振動(dòng)臺(tái)振動(dòng)3~5分鐘；自然養(yǎng)護(hù)24小時(shí) 后脫模；將脫模后的復(fù)合型擋渣堰坯料送入烘烤窯，在30(TC下烘烤36小時(shí)， 自然冷卻后出窯，經(jīng)物理檢測(cè)合格，即得成品。水平復(fù)合方式成型的方法是按復(fù)合型擋渣堰上下部的不同組份原料分別 加水均勻攪拌成擋渣堰的上部鋁鎂質(zhì)澆注料和下部鎂質(zhì)燒注料；將臥式模具安 置于振動(dòng)臺(tái)上，并在臥式模具中位于復(fù)合型擋渣堰上下部結(jié)合界處插入隔板， 然后在被隔板分隔成前部和后部的模腔中分別加入鋁鎂質(zhì)澆注料和鎂質(zhì)澆注 料，至設(shè)定的復(fù)合型擋渣堰厚度，啟動(dòng)振動(dòng)臺(tái)振動(dòng)3~5分鐘，爾后抽出模具中 的隔板，繼續(xù)振動(dòng)l分鐘；自然養(yǎng)護(hù)24小時(shí)后脫模；將脫模后的復(fù)合型擋渣堰 坯料送入烘烤窯，在30(TC下烘烤36小時(shí)，自然冷卻后出窯，經(jīng)物理檢測(cè)合格， 即得成品。
全文摘要
一種復(fù)合型擋渣堰及其制備方法，其堰體是由上部擋渣部和下部擋鋼水部緊密銜接成一體的，所述上部擋渣部由鋁鎂質(zhì)材料制作，下部擋鋼水部由鎂質(zhì)材料制作。本發(fā)明根據(jù)擋渣堰堰體下部主要與侵蝕性較緩和的鋼水相接觸，而擋渣堰堰體上部主要與侵蝕性強(qiáng)的熔渣相接觸的狀況，采用抗侵蝕性一般的鎂質(zhì)材料和抗侵蝕性強(qiáng)的鋁鎂質(zhì)材料分別作為擋渣堰上部擋渣部與下部擋鋼水部的制作材料，并通過(guò)制備工藝使不同材質(zhì)的擋渣堰堰體上下部有機(jī)地銜接成一體。本發(fā)明的復(fù)合型擋渣堰合理地應(yīng)用了耐材資源，既保證擋渣堰對(duì)鋼水不產(chǎn)生污染，又大大延長(zhǎng)了擋渣堰的使用壽命，同時(shí)使擋渣堰的上下部使用壽命基本同步，達(dá)到最經(jīng)濟(jì)地使用擋渣堰，有效地降低生產(chǎn)成本。
文檔編號(hào)B22D11/11GK101658910SQ200910152919
公開(kāi)日2010年3月3日 申請(qǐng)日期2009年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月20日
發(fā)明者嚴(yán)培忠, 葉小星, 寧 唐, 虞炳泉 申請(qǐng)人:浙江紅鷹集團(tuán)股份有限公司