一種低成本高壽命連鑄中間包湍流控制器及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種低成本高壽命連鑄中間包湍流控制器及其制備方法，屬連鑄耐火 材料工藝技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 在連鑄機(jī)中間包內(nèi)設(shè)置湍流控制器，可以改變中間包內(nèi)鋼水的運(yùn)行路線，延長(zhǎng)停 留時(shí)間，促進(jìn)夾雜物的上浮排除，對(duì)提高鑄坯質(zhì)量有重要作用。近年來，湍流控制器生產(chǎn)技 術(shù)向大型化、長(zhǎng)壽化發(fā)展，發(fā)明了復(fù)合式湍流控制器，但復(fù)合式湍流控制器的生產(chǎn)成本也大 幅提高，由此增加了連鑄生產(chǎn)成本，應(yīng)用推廣受到較大影響。
[0003] 中國(guó)專利文獻(xiàn)CN103658577A公開了一種連鑄中間包復(fù)合式湍流控制器的制備方 法，復(fù)合式湍流控制器包括外殼、底板、套芯、膨脹縫、抗氧化涂層，外殼采用鎂質(zhì)澆注料澆 注成型，底板采用機(jī)壓成型的鎂碳磚砌筑，套芯采用機(jī)壓成型的"扇形"鎂碳磚砌筑，在外殼 與底板、外殼與套芯之間設(shè)置膨脹縫，在套芯的外表面上涂抹抗氧化涂層。該發(fā)明的不足： 復(fù)合式湍流控制器的生產(chǎn)成本高，應(yīng)用推廣受到限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對(duì)現(xiàn)有復(fù)合式湍流控制器生產(chǎn)成本高的技術(shù)難題，本發(fā)明提供一種低成本高壽 命連鑄中間包湍流控制器及其制備方法，這種湍流控制器以廢鎂碳磚和除塵灰為主要原材 料制備直接利用的廢鎂碳磚和低成本鎂質(zhì)澆注料、再生干式料、再生涂抹料，用于湍流控制 器的不同部位，使得本發(fā)明的湍流控制器的生產(chǎn)成本同比降低45%以上，用于板坯連鑄中 間包的湍流控制器達(dá)到24~30小時(shí)，實(shí)現(xiàn)了低成本高壽命。
[0005] 術(shù)語(yǔ)說明
[0006] 廢鎂碳磚，本發(fā)明所述的廢鎂碳磚，是指用于精煉鋼包、煉鋼轉(zhuǎn)爐、電爐的工作襯 用后的廢鎂碳磚，MgO含量彡65wt%。
[0007] 除塵灰，本發(fā)明所述的除塵灰，是指在電熔鎂砂、高純鎂砂、中檔鎂砂、尖晶石等顆 粒料破碎、球磨生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)除塵器收集的除塵灰，粒度=0. 047mm，MgO含量彡70wt%。
[0008] 發(fā)明詳述：
[0009] -種低成本高壽命連鑄中間包湍流控制器，包括外殼（1)、內(nèi)芯（2)、底板（3)、涂 抹料層（4)，底板（3)定位于外殼（1)內(nèi)腔底的上面，內(nèi)芯（2)的底部定位于底板（3)之上、 內(nèi)芯⑵的縱向中心線與外殼⑴內(nèi)腔的縱向中心線重合，涂抹料層⑷位于內(nèi)芯⑵和 底板（3)的外表面上，湍流控制器的外殼（1)采用鎂質(zhì)澆注料澆注成型，內(nèi)芯（2)采用再生 干式料振動(dòng)成型，底板（3)采用廢鎂碳磚砌筑，底板周邊（5)采用再生干式料填平搗實(shí)，涂 抹料層（4)采用再生涂抹料。
[0010] 優(yōu)選的，所述湍流控制器外殼（1)，呈上大下小的棱臺(tái)形，上邊的長(zhǎng)度均比下邊的 長(zhǎng)度長(zhǎng)80~320mm(如圖2,圖2中的s所示的為上邊的長(zhǎng)度與下邊的長(zhǎng)度的差的一半，即s為40~160mm)。優(yōu)選的，所述的棱臺(tái)形為正棱臺(tái)，所述的棱臺(tái)的橫截面為正多邊形。更 優(yōu)選的，所述的棱臺(tái)的橫截面為正四邊形、正五邊形、正六邊形或正八邊形。
[0011] 優(yōu)選的，湍流控制器的內(nèi)芯⑵，中間空心呈圓柱形，直徑⑷為300~450mm，外 壁呈上大下小的圓錐臺(tái)形，上部壁厚（X)為90~120mm，下部壁厚（y)為60~90mm〇
[0012] 優(yōu)選的，湍流控制器的底板（3)厚度a為80~120mm。
[0013] 優(yōu)選的，涂抹料層（4)的厚度c為15~30mm。
[0014] 優(yōu)選的，湍流控制器外殼（1)采樣低成本鎂質(zhì)澆注料澆注成型，所述用于湍流控 制器外殼（1)的低成本鎂質(zhì)饒注料，按重量百分比由下述材料組成：5mmg粒度〈8_的燒 結(jié)鎂砂25~30 %，3mm蘭粒度<5mm的燒結(jié)鎂砂10~15 %，1mm蘭粒度<3mm的燒結(jié)鎂砂 16~20 %，0· 083mm蘭粒度〈1mm的燒結(jié)鎂砂13~18 %，除塵灰15~20 %，粒度蘭0· 047mm 的鋁鎂尖晶石微粉3. 0~5. 0 %，硅微粉0. 5~1. 5 %，純鋁酸鈣水泥3. 3~4. 2 %，三聚磷 酸鈉0. 15~0.2%，防爆纖維0.05~0. 1%。
[0015] 優(yōu)選的，所述用于砌筑湍流控制器底板（3)的廢鎂碳磚，采用下列的制備方法制 備：清理掉廢鎂碳磚表面殘留的殘鋼、鋼渣，再用切磚機(jī)把廢鎂碳磚與鋼水接觸的變質(zhì)層切 掉10~15mm，揀選出表觀質(zhì)量好、且殘厚多50mm的廢鎂碳磚，進(jìn)行噴淋水化處理，自然干 燥1~2天后，再裝入加熱爐內(nèi)烘烤：①?gòu)某亻_始以9~11°C/h升溫速度升溫至120~ 150°C;②在120~150°C保溫4~8h;③再?gòu)?20~150°C以9~11°C/h升溫速度升溫至 235~265°C;④在235~265°C保溫4~8h;⑤?；鹱匀焕鋮s，冷卻時(shí)間12~16h，將沒有 發(fā)生膨脹裂紋、粉化、表觀質(zhì)量好的廢鎂碳磚檢出，用于砌筑湍流控制器底板（3)。
[0016] 優(yōu)選的，所述用于湍流控制器的涂抹料層（4)的再生涂抹料，按重量百分比由下 述材料組成：1mm5粒度〈3_的廢鎂碳磚顆粒料31~35 %，粒度〈1_的廢鎂碳磚顆粒料 30~35 %，粒度蘭0.074mm的燒結(jié)鎂砂細(xì)粉10~13 %，粒度蘭0· 047mm的除塵灰15~ 19 %，軟質(zhì)黏土 2. 0~3. 0 %，硅微粉2. 0~3. 0 %，三聚磷酸鈉0. 5~0. 7 %，木質(zhì)素磺酸鈣 0. 3~0. 5%，均為重量百分比；
[0017] 優(yōu)選的，所述用于湍流控制器的內(nèi)芯（2)和底板四周（5)的再生干式料，按重量百 分比由下述材料組成：3mm蘭粒度<5mm的廢鎂碳磚顆粒料30~35%，1mm蘭粒度<3mm的 廢鎂碳磚顆粒料15~20 %，粒度〈1mm的廢鎂碳磚顆粒料13~18 %，粒度5 0. 074mm的燒 結(jié)鎂砂細(xì)粉14~20%，粒度蘭0. 047mm的鋁鎂尖晶石3~5%，粒度蘭0. 047mm的除塵灰 3~5 %，粒度芻0· 083mm的金屬娃2. 0~2. 5 %，粒度芻0· 083mm的碳化娃3. 0~4. 0 %， 粒度蘭0. 083mm的固體酚醛樹脂3. 5~4. 0%，均為重量百分比。
[0018] 優(yōu)選的，用于制備再生涂抹料、再生干式料的廢鎂碳磚顆粒料，采用以下步驟制 備：
[0019] ①水化處理：將揀選后、殘厚<50mm的廢鎂碳磚進(jìn)行噴淋水化處理、困料、自然風(fēng) 干，作用是：使廢鎂碳磚中骨料與基質(zhì)料在破碎中容易分離，減少假顆粒的數(shù)量，去除廢鎂 碳磚中A14C3;
[0020] ②把水化處理后的廢鎂碳磚采用顎式破機(jī)進(jìn)行粗破，粗破后的顆粒料通過輸送帶 輸送到對(duì)輯機(jī)進(jìn)行細(xì)破，在輸送帶的末端為磁輯，對(duì)廢鎂碳磚顆粒料進(jìn)行初次磁選；
[0021] ③對(duì)輥機(jī)細(xì)破、初次磁選后的廢鎂碳磚顆粒料，再通過輸送帶輸送到振動(dòng)篩進(jìn)行 篩分，同樣在輸送帶的末端有磁輥，對(duì)廢鎂碳磚顆粒料進(jìn)行第二次磁選；
[0022] ④振動(dòng)篩把廢鎂碳磚顆粒料篩分，得到三種顆粒級(jí)別的廢鎂碳磚顆粒料：3mm5 粒度〈5mm, 1mm3粒度〈3mm,粒度〈1mm，分類包裝；
[0023] ⑤>5mm的廢鎂碳磚顆粒料送回顎破機(jī)，重復(fù)上述步驟②、③、④進(jìn)行重新破碎、 磁選、篩分。
[0024] 根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述用于湍流控制器外殼（1)的低成本鎂質(zhì)澆注料，按重量 百分比由下述材料組成：5mm蘭粒度<8mm的燒結(jié)鎂砂30 %，3mm蘭粒度<5mm的燒結(jié)鎂砂 10 %，1mm蘭粒度<3mm的燒結(jié)鎂砂16%，0.083mm蘭粒度〈1mm的燒結(jié)鎂砂18%，除塵灰 15 %，粒度蘭0. 047mm的鋁鎂尖晶石微粉5. 0 %，硅微粉1. 5 %，純鋁酸鈣水泥4. 2 %，三聚磷 酸鈉0. 2 %，防爆纖維0. 1 %。
[0025] 根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述用于湍流控制器的涂抹料層（4)的再生涂抹料，按重量 百分比由下述材料組成：1mm5粒度〈3_的廢鎂碳磚顆粒料31 %，粒度〈1mm的廢鎂碳磚顆 粒料35 %，粒度=0. 074mm的燒結(jié)鎂砂細(xì)粉10 %，粒度=0. 047mm的除塵灰19 %，軟質(zhì)黏土 2. 0 %，硅微粉2. 0 %，三聚磷酸鈉0. 5 %，木質(zhì)素磺酸鈣0. 5 %，均為重量百分比。
[0026] 根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述用于湍流控制器的內(nèi)芯（2)和底板四周（5)的再生干 式料，按重量百分比由下述材料組成：3mm5粒度<5mm的廢鎂碳磚顆粒料35%，1mm蘭粒 度<3mm的廢鎂碳磚顆粒料15 %，粒度〈1mm的廢鎂碳磚顆粒料13 %，粒度5 0. 074mm的燒 結(jié)鎂砂細(xì)粉20 %，粒度寫0. 047mm的鋁鎂尖晶石3 %，粒度寫0. 047mm的除塵灰5 %，粒度 蘭0· 083mm的金屬硅2. 5%，粒度蘭0· 083mm的碳化硅3. 0%，粒度蘭0· 083mm的固體酚醛 樹脂3. 5%，均為重量百分比。
[0027] 所述燒結(jié)鎂砂，是以MgO含量為95wt%的輕燒氧化鎂為原料，經(jīng)壓球、高溫豎窯煅 燒等工藝生產(chǎn)而成，MgO含量百分比94~95wt%，顆粒體積密度彡3.lg/cm3。
[0028] 所述錯(cuò)鎂尖晶石為MgO含量百分比為41. 6wt%、A1203含量百分比為56. 5wt%的 燒結(jié)尖晶石。
[0029] 所述娃微粉，是生產(chǎn)金屬娃或娃鐵合金的副產(chǎn)品；娃灰中Si02含量彡92wt%，粒 度全部小于5μm，且粒度小于2μm的占80~85 %。
[0030] 所述純鋁酸鈣水泥牌號(hào)為CA-70。牌號(hào)為CA-70的純鋁酸鈣水泥的具體指標(biāo)如 下：Α120368·5-71·5%;CaO26.5-30.5 % ;Si02< 0.5%;Fe203彡 0.5%;比表面積（cm2/ g)彡5000 ;凝結(jié)時(shí)間初凝（min)彡150 ;終凝（h)彡6 ;24h養(yǎng)護(hù)強(qiáng)度（MPa)抗折強(qiáng)度 (MPa)彡5、抗壓強(qiáng)度（MPa)彡40、耐火度（°C) 1680。