一種用于連鑄中間包的精煉罩及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于連鑄中間包的精煉罩及其制備方法，包括外弧板、內(nèi)弧板和浸漬罩，在外弧板與內(nèi)弧板之間設(shè)置有環(huán)流縫，環(huán)流縫與中間包包蓋和中間包內(nèi)鋼渣層之間的空隙連通，在浸漬罩上設(shè)置有貫穿浸漬罩的排氣孔，在內(nèi)弧板上設(shè)置有與排氣孔相對的通孔，排氣孔通過通孔與環(huán)流縫連通，氣幕透氣磚吹入氬氣，在氣幕透氣磚與浸漬罩之間形成連續(xù)密集度大的氣幕屏障，捕獲夾雜物，被鋼渣層吸附去除，氬氣沖破浸漬罩下面的鋼渣層繼續(xù)上行，經(jīng)排氣孔、通孔進入環(huán)流縫，氬氣經(jīng)環(huán)流縫進入中間包鋼渣層上面，在中間包內(nèi)鋼渣層與中間包包蓋之間的空間形成氬氣密封。保護鋼渣面減少鋼水的二次氧化，使得LHG2鋼中四類夾雜物0.5級達到90%以上，大大提高了鋼水的潔凈度。
【專利說明】一種用于連鑄中間包的精煉罩及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于連鑄中間包的精煉罩及其制備方法，屬鋼鐵冶金連鑄中間包工藝【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]連鑄中間包氣幕擋墻技術(shù)，是20世紀末發(fā)展起來的一項去除連鑄中間包內(nèi)鋼液中非金屬夾雜物的新技術(shù)，其原理是，利用與鋼液流動方向垂直的條形透氣磚，置于中間包底某一位置，吹入氬氣，氬氣透過透氣磚上浮形成一道微氣泡氣幕屏障，這些微氣泡將夾雜物撲捉、上浮，從而被渣層所吸附，達到去除夾雜物凈化鋼液的目的。
[0003]現(xiàn)有的氣磚氣幕擋墻雖然在一定程度上能去除鋼液中夾雜物，起到凈化鋼液的目的，但仍然存在以下技術(shù)缺陷，透氣磚的吹氣量受限、不能吹開渣面，吹氣量大容易導致吹開鋼渣面而造成鋼水卷渣和鋼水二次氧化，所以氣幕擋墻形成的氬氣泡捕獲并去除夾雜物的能力有限，同比應(yīng)用傳統(tǒng)的控流裝置，在改善鋼液流動特性、去除夾雜物方面沒有表現(xiàn)出優(yōu)越性，也無法滿足高純潔凈鋼對夾雜物的控制要求。
[0004]CN102764868A公開了一種用于去除中間包鋼液夾雜物的吹氣精煉裝置，其特征在于精煉裝置包括中間包(I)、吹氣裝置(2)、浸潰罩(3)、永久層(5)、工作層(6)、致密層
(7)、透氣層(8)、氣室(9)、氣管(10)、透氣磚(11)、罩體(12)、浸入部分(13)、自動升降系統(tǒng)(14)、排氣孔(15);所述中間包包括永久層(5)及設(shè)置在永久層內(nèi)表面上的工作層(6)，所述永久層底部上設(shè)有吹氣裝置(2)，所述吹氣裝置包括透氣磚(11)與通氣管(10)，所述透氣磚包括致密層(7)與透氣層(8)，所述透氣層中部有氣室(9)，外界氣體通過所述通氣管向所述氣室內(nèi)吹氣，所述浸潰罩(3)是由鋼板支承的耐火材料罩，設(shè)置在所述吹氣裝置
(2)的正上方，與自動升降系統(tǒng)(14)連接；浸潰罩由罩體(12)和浸入部分(13)組成，設(shè)有排氣孔(15)。采用該裝置可以引入大氣量的氣幕擋墻，形成連續(xù)緊密的氣泡柱，明顯延長了中間包內(nèi)鋼液平均停留時間。但該發(fā)明存在以下不足:1)浸潰罩的罩體(12)為單層鋼板結(jié)構(gòu)，在高溫使用條件下易發(fā)生變形，并引發(fā)浸入部分(13)耐火材料的脫落，導致浸潰罩使用壽命低。2)浸潰罩的罩體上設(shè)置有排氣孔，從透氣磚氣室吹出的的氬透過鋼液氣由浸潰罩上的排氣孔排出，濕熱的氬氣直接沖刷浸潰罩上方的中間包包蓋內(nèi)襯耐火材料(圖示中未標示)，氣流長時間沖刷中間包包蓋內(nèi)襯耐火材料同一位置，導致該位置內(nèi)襯脫層掉料污染鋼水，久而久之，會使中間包包蓋龜裂、變形，嚴重影響中間包包蓋的使用壽命，導致成本增加；3)從透氣磚氣室吹出的氬氣透過鋼液由浸潰罩上的排氣孔直接排出中間包外，氬氣未進行環(huán)流利用，造成氬氣資源浪費。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種用于連鑄中間包的精煉罩，該精煉罩與氣幕透氣磚組合使用，從氣幕透氣磚吹出的大流量氬氣，在氣幕透氣磚與精煉罩之間形成連續(xù)緊密的氣泡柱，吹破精煉罩下面的鋼渣面，避免產(chǎn)生鋼液卷渣和鋼水二次氧化，提高氬氣泡捕獲并去除夾雜物的能力，同時該精煉罩使氬氣環(huán)流到中間包內(nèi)鋼渣面與包蓋之間的空間內(nèi)，在鋼渣面上方形成氬封，有效的起到隔絕空氣的作用，保護鋼渣面減少鋼水的二次氧化，使得LHG2鋼中四類夾雜物0.5級達到90%以上，大大提高了鋼水的潔凈度，同時延長了中間包包蓋內(nèi)襯的使用壽命，由15?20個澆次同比提高到35?40個澆次。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0007]一種用于連鑄中間包的精煉罩，其特征在于，包括外弧板(12)、內(nèi)弧板(13)和浸潰罩(14)，所述的內(nèi)弧板套裝在浸潰罩上，在內(nèi)弧板(13)的內(nèi)壁上設(shè)置有錨固釘，內(nèi)弧板通過錨固釘與浸潰罩固定連接，外弧板套裝在內(nèi)弧板的上方，在內(nèi)弧板的外壁上固定有連接球，所述的外弧板通過連接球與內(nèi)弧板連接在一起，在外弧板與內(nèi)弧板之間設(shè)置有縫隙，該縫隙為環(huán)流縫，所述的環(huán)流縫與中間包包蓋和中間包內(nèi)鋼渣層之間的空隙連通，在浸潰罩上設(shè)置有貫穿浸潰罩的排氣孔，在內(nèi)弧板上設(shè)置有與排氣孔相對的通孔，所述的排氣孔通過通孔與環(huán)流縫連通。
[0008]本發(fā)明優(yōu)選的，所述內(nèi)弧板上的通孔(16)與浸潰罩上的排氣孔(17)的數(shù)量相同，均與分布，且排氣孔的縱向中心線與通孔的縱向中心線重合。
[0009]進一步優(yōu)選的，所述浸潰罩上排氣孔的數(shù)量為6?9個，排氣孔(17)的內(nèi)徑d為10?15mm,通孔(16)的內(nèi)徑D為15?25mm,環(huán)流縫(18)的高度e為10?20_。
[0010]所述的浸潰罩(14)為剛玉一尖晶石質(zhì)澆注料預制件，浸潰罩的橫截面呈梯形，梯形內(nèi)部設(shè)有底端開口的內(nèi)腔，所述的內(nèi)腔為上窄下寬的梯形，內(nèi)腔的上端寬度m為200?250mm,底端寬度η為250?350mm,浸潰罩(14)的壁厚c為60?100mm。
[0011]本發(fā)明優(yōu)選的，所述的外弧板(12)和內(nèi)弧板(13)的厚度相同，均包括橫板和側(cè)板，橫板呈水平設(shè)置并與鋼渣層平行，側(cè)板連接在橫板的兩端并向下傾斜，所述的側(cè)板與橫板的連接處呈圓弧過渡，側(cè)板所在的平面與橫板所在的平面之間的夾角為Iio?140°，所述的浸潰罩的形狀與內(nèi)弧板的形狀相配合。
[0012]進一步優(yōu)選的，所述外弧板(12)、內(nèi)弧板(13)的厚度b為20?25mm。
[0013]本發(fā)明優(yōu)選的，在外弧板的外側(cè)還設(shè)置有筋板，所述筋板的形狀與外弧板的形狀相配合，所述筋板(15)寬度k為15?20mm，數(shù)量為7?9個，均勻分布在外弧板(12)的外壁上。
[0014]所述外弧板(12)、內(nèi)弧板(13)、筋板(15)材質(zhì)均為耐熱不銹鋼。
[0015]本發(fā)明的浸潰罩上設(shè)置有排氣孔，在內(nèi)弧板上設(shè)置有與排氣孔相對的通孔，排氣孔通過通孔與環(huán)流縫連通，以及內(nèi)弧板的側(cè)板所在的平面與橫板所在的平面之間的夾角為110?140°，都是基于本發(fā)明的任務(wù):保護鋼渣面，減少鋼水的二次氧化，降低鋼水中夾雜物量，提高鋼水潔凈度，延長精煉罩的的使用壽命及中間包包蓋的使用壽命，合理利用浸潰罩上的排氣孔排出的氬氣，降低成本，而特定選擇的，本發(fā)明精煉罩的外弧板與內(nèi)弧板之間設(shè)置有環(huán)流縫，并且與中間包包蓋和中間包內(nèi)鋼渣層之間的空隙相連通，從氣幕透氣磚吹出的氬氣透過鋼液通過排氣孔進入精煉罩的外弧板與內(nèi)弧板之間的環(huán)流縫內(nèi)，環(huán)流縫對氬氣流起緩和降速的作用，使氬氣流速降低，使吹入鋼水中的氬氣泡環(huán)流到中間包內(nèi)鋼渣面與包蓋之間的空間內(nèi)，在鋼渣面上方形成氬封，有效的起到隔絕空氣的作用，防止氬氣流沖刷中間包包蓋內(nèi)襯耐火材料，內(nèi)襯脫層掉料污染鋼水，避免了中間包包蓋龜裂、變形，延長了中間包包蓋的使用壽命，同時有效的利用了排出的氬氣，使氬氣進行環(huán)流利用，在鋼渣面上方形成氬封，保護鋼渣面減少鋼水的二次氧化，本發(fā)明的內(nèi)弧板側(cè)板所在的平面與橫板所在的平面之間的夾角為Iio~140° ,側(cè)板與橫板的此種設(shè)計,對氬氣流起改變流向和降速作用，氬氣經(jīng)環(huán)流縫進入中間包鋼渣層上面，呈緩和水平鋪展，內(nèi)弧板側(cè)板所在的平面與橫板所在的平面之間的夾角過大或過小均會影響氬氣的水平鋪展，若夾角過大可導致氬氣流沖刷中間包包沿，造成包沿塌料，若夾角過小可導致氬氣流吹開鋼渣層，造成鋼水卷渣。本發(fā)明的精煉裝置，使得LHG2鋼中四類夾雜物0.5級達到90%以上，提高了鋼水的潔凈度。
[0016]本發(fā)明的精煉罩使用時，與氣幕透氣磚組合使用，位于氣幕透氣磚正上方并與氣幕透氣磚相對，精煉罩的兩側(cè)端固定于中間包包壁永久襯上，精煉罩的下端浸入中間包內(nèi)鋼渣層以下的鋼液中，上端位于中間包包蓋與中間包內(nèi)鋼渣層之間的空隙內(nèi)。
[0017]本發(fā)明優(yōu)選的，所述用于浸潰罩(14)的剛玉一尖晶石質(zhì)澆注料，按重量百分比由下述材料組成:8~5mm粒度的電熔白剛玉28~32%, 3mm蘭粒度<5mm的電熔白剛玉10~12%, Imm蘭粒度〈3_的電溶白剛玉16~20%, 0.083mm<粒度〈1_的板狀剛玉13~16%,180目的板狀剛玉細粉4.0~6.0%，325目的板狀剛玉微粉4.0~6.0%，325目的鋁鎂尖晶石微粉2.0~4.0%，325目的a -Al2O3微粉1.5~2.0%，625目的的a -Al2O3超微粉2.0~
2.5%，SiO2超微粉1.0~1.3%，純鋁酸鈣水泥4.0~4.3%，200目的高純鎂砂細粉4.5~
5.5%，三聚磷酸鈉0.1~0.15%，耐熱鋼纖維0.05~0.08%，均為重量百分比。
[0018]所述電熔白剛玉顆粒體積密度≥3.41g.cm_3，耐火度> 1850°C，Al2O3含量百分比≥98.0% (重量比)，其余為Si02、Fe203、Ti02、K20、Na20雜質(zhì)含量。
[0019]所述板狀剛玉顆粒體積密度≥3.76g/cm3，耐火度> 1850°C，Al2O3含量百分比≥99.30% (重量比)，其余為Si02、Fe203、Ti02、Na20雜質(zhì)含量。
[0020]所述高純鎂砂選用高純鎂砂97，顆粒體積密度> 3.0g/cm3, MgO含量百分比≥ 97.6%，其余為 CaO、Si02 、Fe203、Al2O3 雜質(zhì)含量。
[0021]所述的純鋁酸鈣水泥牌號為CA-70。牌號為CA-70的純鋁酸鈣水泥的具體指標如下(以下成分均按重量百分比計):A120368.5-71.5% ；Ca026.5-30.5% ；Si02 ( 0.5% ；Fe2O3 ( 0.5% ;比表面積(cm2/g)≥5000 ;凝結(jié)時間初凝(min)≥150 ;終凝(h) ( 6 ；24h養(yǎng)護強度(MPa)抗折強度(MPa)≥5、抗壓強度(MPa)≥40、耐火度(°C ) 1680。檢測標準為GB201-2000。
[0022]所述a -Al2O3超微粉，其Al2O3含量百分比≥99.2%，其余為SiO2、Fe2O3、NaO2雜質(zhì)含量。
[0023]所述SiO2超微粉，其中SiO2含量百分比≥92%，粒度小于5μπι，且粒度小于2μπι的占80~85%。
[0024]所述耐熱鋼纖維是用含鉻鎳合金元素的耐熱鋼生產(chǎn)的，截面為0.2mmX 1.0mm，長度有20mm、25mm、30mm和35mm四種規(guī)格，牌號為330、310、304、446和430，本發(fā)明選用其中的一種，各牌號的耐熱鋼纖維理化性能指標見下表1:
[0025]表1耐熱鋼纖維理化性能指標
[0026]
【權(quán)利要求】
1.一種用于連鑄中間包的精煉罩，其特征在于，包括外弧板(12)、內(nèi)弧板(13)和浸潰罩(14)，所述的內(nèi)弧板套裝在浸潰罩上，在內(nèi)弧板(13)的內(nèi)壁上設(shè)置有錨固釘，內(nèi)弧板通過錨固釘與浸潰罩固定連接，外弧板套裝在內(nèi)弧板的上方，在內(nèi)弧板的外壁上固定有連接球，所述的外弧板通過連接球與內(nèi)弧板連接在一起，在外弧板與內(nèi)弧板之間設(shè)置有縫隙，該縫隙為環(huán)流縫，所述的環(huán)流縫與中間包包蓋和中間包內(nèi)鋼渣層之間的空隙連通，在浸潰罩上設(shè)置有貫穿浸潰罩的排氣孔，在內(nèi)弧板上設(shè)置有與排氣孔相對的通孔，所述的排氣孔通過通孔與環(huán)流縫連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于連鑄中間包的精煉罩，其特征在于，所述內(nèi)弧板上的通孔(16)與浸潰罩上的排氣孔(17)的數(shù)量相同，且排氣孔的縱向中心線與通孔的縱向中心線重合。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于連鑄中間包的精煉罩，其特征在于，所述浸潰罩上排氣孔的數(shù)量為 6~9個，排氣孔(17)的內(nèi)徑d為10~15mm，通孔(16)的內(nèi)徑D為15~25mm，環(huán)流縫(18)的高度e為10~20mm，所述外弧板(12)、內(nèi)弧板(13)的厚度b為20~25mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于連鑄中間包的精煉罩，其特征在于，所述的浸潰罩(14)為剛玉一尖晶石質(zhì)澆注料預制件，浸潰罩的橫截面呈梯形，梯形內(nèi)部設(shè)有底端開口的內(nèi)腔，所述的內(nèi)腔為上窄下寬的梯形，內(nèi)腔的上端寬度m為200~250mm,底端寬度η為250~350mm,浸潰罩(14)的壁厚c為60~100mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于連鑄中間包的精煉罩，其特征在于，所述的外弧板(12)和內(nèi)弧板(13)的厚度相同，均包括橫板和側(cè)板，橫板呈水平設(shè)置并與鋼渣層平行，側(cè)板連接在橫板的兩端并向下傾斜，所述的側(cè)板與橫板的連接處呈圓弧過渡，側(cè)板所在的平面與橫板所在的平面之間的夾角為110~140°，所述的浸潰罩的形狀與內(nèi)弧板的形狀相配合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于連鑄中間包的精煉罩，其特征在于，在外弧板在外側(cè)還設(shè)置有筋板，所述筋板的形狀與外弧板的形狀相配合，所述筋板(15)寬度k為15~20_，數(shù)量為7~9個，均勻分布在外弧板(12)的外壁上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于連鑄中間包的精煉罩，其特征在于，所述用于浸潰罩(14)的剛玉一尖晶石質(zhì)澆注料，按重量百分比由下述材料組成:8~5mm粒度的電熔白剛玉.28~32%, 3mm =粒度〈5_的電熔白剛玉10~12%, Imm =粒度〈3_的電熔白剛玉16~.20%, 0.083mm<粒度〈1_的板狀剛玉13~16%，180目的板狀剛玉細粉4.0~6.0%, 325目的板狀剛玉微粉4.0~6.0%，325目的鋁鎂尖晶石微粉2.0~4.0%，325目的a -Al2O3微粉.1.5~2.0%，625目的的a -Al2O3超微粉2.0~2.5%，SiO2超微粉1.0~1.3%，純鋁酸鈣水泥4.0~4.3%，200目的高純鎂砂細粉4.5~5.5%，三聚磷酸鈉0.1~0.15%，耐熱鋼纖維.0.05~0.08%，均為重量百分比。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于連鑄中間包的精煉罩，其特征在于，所述用于浸潰罩(14)的剛玉一尖晶石質(zhì)澆注料，按重量百分比由下述材料組成:8~5mm粒度的電熔白剛玉28%, 3mm =粒度<5mm的電熔白剛玉10%, Imm =粒度<3mm的電熔白剛玉20%, 0.083mm<粒度〈1mm的板狀剛玉13%，180目的板狀剛玉細粉6.0%，325目的板狀剛玉微粉4.0%，325目的鋁鎂尖晶石微粉4.0%，325目的的a -Al2O3微粉2.0%，625目的a -Al2O3超微粉2.0%，SiO2超微粉1.3%，牌號為CA70的純鋁酸鈣水泥4.0%，200目的高純鎂砂細粉5.5%，三聚磷酸鈉.0.12%，耐熱鋼纖維0.08%，均為重量百分比。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于連鑄中間包的精煉罩的制備方法，包括以下步驟: O分別加工制作外弧板、內(nèi)弧板、筋板，并在內(nèi)弧板內(nèi)腔壁上焊接錨固釘； 2)將內(nèi)弧板置于預制件振動臺上，支設(shè)浸潰罩澆注胎模，并在浸潰罩澆注胎模內(nèi)壁上涂抹潤滑油； 3)將所述用于浸潰罩(14)的剛玉一尖晶石質(zhì)澆注料的組成物料稱量后，加入混料機內(nèi)干混2~3分鐘，加物料總重量5.0~6.0%的水，濕混4~6分鐘，混勻； 4)將混勻后的澆注料放入胎模內(nèi)，邊加料邊用振動棒振動,直至表面泛漿、完全排氣后停止振動，抹平、修整，浸潰罩預制件的生坯澆注完成，然后于15~30°C的環(huán)境溫度下養(yǎng)護I~2天； 5)養(yǎng)護后進行烘烤，烘烤工藝如下:①先從O~120°C以10°C/h升溫速度升溫，升溫至120~150°C;②在120~150°C保溫，保溫時間12~16h ;③再從120~150°C以10°C /h升溫速度升溫，升溫至250~300°C ;④再從250~300°C以15°C /h升溫速度升溫，升溫至400~450°C，⑤?；鹱匀焕鋮s，冷卻時間12~24h，浸潰罩預制件烘烤完成， 6)調(diào)整外弧板與內(nèi)弧板之間的縫隙至10~20mm，將外弧板與內(nèi)弧板通過連接球焊接在一起，在外弧板的外壁上均勻焊接上筋板，精煉罩制作完成。
10.一種利用權(quán)利要求1所述的連鑄中間包的精煉罩去除中間包內(nèi)鋼液中夾雜物的方法，包括以下步驟: 精煉罩使用時，與氣幕透氣磚組合使用，位于氣幕透氣磚正上方并與氣幕透氣磚相對，精煉罩的兩側(cè)端固定于中間包包壁永久襯上，精煉罩的浸潰罩的下端浸入中間包內(nèi)鋼渣層以下的鋼液中，內(nèi)弧板、`外弧板位于中間包包蓋與中間包內(nèi)鋼渣層之間的空隙內(nèi)，通過氣幕透氣磚吹入IS氣，IS氣在氣幕透氣磚與浸潰罩之間形成連續(xù)密集度大的氣幕屏障，捕獲鋼液中的夾雜物，帶動夾雜物上浮，被鋼渣層吸附，氬氣沖破浸潰罩下面的鋼渣層繼續(xù)上行，經(jīng)排氣孔、通孔進入環(huán)流縫，氬氣經(jīng)環(huán)流縫進入中間包鋼渣層上面，呈水平鋪展，在中間包內(nèi)鋼渣層與中間包包蓋之間的空間形成氬氣密封。
【文檔編號】B22D11/117GK103862013SQ201410113939
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年3月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月25日
【發(fā)明者】武光君, 毛魯波 申請人:萊蕪鋼鐵集團有限公司