一種大包澆注擋渣用擋渣塞的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種大包澆注擋渣用擋渣塞，該擋渣塞由塞頭部和塞體部組成，塞頭部為正六棱柱形；塞體部，位于塞頭部正下方，與塞頭部一體成型，塞體部為半橢圓體形；在擋渣塞落入大包水口處時(shí)，塞體部的外表面與大包水口碗的表面進(jìn)行點(diǎn)接觸，而且塞頭部與大包底面之間留有一定空隙，以便于鋼水流出而擋住鋼渣；擋渣塞的密度控制為4-6g/cm3，而且塞頭部的重量輕于塞體部的重量。本實(shí)用新型的擋渣塞內(nèi)外均質(zhì)，密度均勻，在鋼液中定位準(zhǔn)確，解決了連鑄生產(chǎn)中大包下渣人工判斷不準(zhǔn)確進(jìn)入中間包這一難題，擋渣效果顯著，大大減少了鋼水在大包澆注過(guò)程中的下渣量。
【專利說(shuō)明】一種大包澆注擋渣用擋渣塞

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種大包澆注下渣控制的裝置，具體涉及一種大包澆注擋渣用擋渣塞，屬于冶金生產(chǎn)連鑄【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，連鑄生產(chǎn)過(guò)程中，大包鋼水澆注操作必須進(jìn)行擋渣操作，以減少、避免大包澆注過(guò)程大包渣進(jìn)入中間包，污染鋼水，從而減少鋼中夾雜物，提高鑄坯質(zhì)量，改善軋材性能。目前大包澆注下渣控制方法主要分為兩大類，一是人工進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)判斷，人工經(jīng)驗(yàn)判斷穩(wěn)定性差，大包澆注關(guān)閉過(guò)早，致使大包留鋼較多，造成浪費(fèi)，大包澆注關(guān)閉過(guò)晚，大包渣進(jìn)入中間包內(nèi)；二是采用自動(dòng)下渣檢測(cè)，設(shè)備成本高、維護(hù)難度大，且反應(yīng)靈敏易造成大包澆注提前關(guān)閉，致使大包留鋼較多，造成浪費(fèi)。
[0003]迄今為止，尚未有大包澆注下渣控制的裝置的公開報(bào)道。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有連鑄大包澆注下渣不易控制的問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種大包澆注擋渣用擋渣塞。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用了以下技術(shù)方案:
[0006]一種大包澆注擋渣用擋渣塞，由塞頭部和塞體部組成，其中:
[0007]所述塞體部，位于所述塞頭部正下方，與所述塞頭部一體成型；
[0008]在所述擋渣塞落入大包水口處時(shí),所述塞體部的外表面與所述大包水口碗的表面進(jìn)行點(diǎn)接觸，而且所述塞頭部與所述大包底面之間留有一定空隙，以便于鋼水流出而擋住鋼渣；
[0009]所述擋渣塞的密度控制為4-6g/cm3，而且所述塞頭部的重量輕于所述塞體部的重量。
[0010]在上述擋渣塞中，作為一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述塞頭部為正六棱柱形；更優(yōu)選地，所述正六棱柱上下底面的正六邊形的邊長(zhǎng)為100-140mm，所述上下底面之間的高度為50-80mmo
[0011]在上述擋渣塞中，作為一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述塞體部為半橢圓體形，所述半橢圓體的尖端遠(yuǎn)離所述塞頭部，所述半橢圓體的另一端與所述塞頭部的下底面連接；更優(yōu)選地，所述半橢圓體的長(zhǎng)半軸為75-100mm,短半軸為45_60mm。
[0012]在上述擋渣塞中，作為一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述擋渣塞由耐火材料、減水劑和結(jié)合劑混合后制成。更優(yōu)選地，所述耐火材料為硫鋼、粒鋼、鋼精粉和高鋁細(xì)粉中的一種或多種，所述減水劑為檸檬酸鈉和/或三聚磷酸鈉，所述結(jié)合劑為鋁酸鈣水泥。
[0013]其中，所述耐火材料硫鋼、粒鋼屬于轉(zhuǎn)爐廢棄物再利用，二者是轉(zhuǎn)爐噴濺渣經(jīng)過(guò)磁選制備而來(lái)，可以使用市售的的鋼精粉替代，而鋼精粉和高鋁細(xì)粉為市售。
[0014]在上述擋渣塞中，作為一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述擋渣塞按重量百分比由以下原料制成:粒度為10-30mm的硫鋼或粒鋼20-26% ;粒度為5_10mm的硫鋼或粒鋼22-28% ;粒度為3-5mm的硫鋼或粒鋼10-14% ;粒度小于3mm的硫鋼或粒鋼8-14% ;高招細(xì)粉或鋼精粉10-14% ;結(jié)合劑 7-10% ;減水劑 0.1-0.5%。
[0015]上述擋渣塞的制備方法，首先，按照上述配比將各原料依次進(jìn)行干混和濕混；然后，將混合后的原料裝入相應(yīng)的模具中進(jìn)行振動(dòng)壓實(shí)成型；振動(dòng)壓實(shí)成型后的擋渣塞自然放置6?8個(gè)小時(shí)凝固，然后脫模再自然放置6-8天以便排除游離水分，從而完成擋渣塞的制備。優(yōu)選地，所述濕混時(shí)加入的水量為所述原料總重量的6.5-7.5wt%。
[0016]一種采用上述擋渣塞在大包澆注過(guò)程中擋渣的方法，在鋼水精煉出站后澆注前將擋渣塞投入到大包內(nèi)，由此利用大包澆注過(guò)程鋼水液面下降產(chǎn)生的漩渦流動(dòng)，使得所述擋渣塞運(yùn)行至大包水口碗上方并與大包水口碗表面進(jìn)行點(diǎn)接觸，從而完成擋渣操作。
[0017]本實(shí)用新型制備的擋渣塞內(nèi)外均質(zhì)，密度均勻，在鋼液中定位準(zhǔn)確，解決了連鑄生產(chǎn)中大包下渣人工判斷不準(zhǔn)確進(jìn)入中間包這一難題，擋渣效果顯著，大大減少了鋼水在大包澆注過(guò)程中的下渣量，提高了鋼水的純凈度，提升了鑄坯質(zhì)量，改善了軋材成品性能，與現(xiàn)代技術(shù)相比價(jià)格便宜，資源相對(duì)豐富，有利于鋼廠進(jìn)一步優(yōu)化生產(chǎn)，提高綜合效益。簡(jiǎn)單地說(shuō)，本實(shí)用新型的擋渣塞具有以下優(yōu)點(diǎn):1)操作簡(jiǎn)單，實(shí)用性強(qiáng)；2)制作簡(jiǎn)單、成本低；3)擋渣效果好，可靠性高。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的擋渣塞的正視圖。
[0019]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的擋渣塞的俯視圖。
[0020]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例的擋渣塞使用時(shí)的示意圖。
[0021]其中，附圖標(biāo)記說(shuō)明如下:1、塞體部；2、塞頭部；3、大包；4、鋼渣；5、鋼水；6、大包水口碗

【具體實(shí)施方式】
[0022]為了使本實(shí)用新型的技術(shù)特征、優(yōu)點(diǎn)得到更好地體現(xiàn)，通過(guò)以下【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0023]本實(shí)用新型提供的大包澆注擋渣用擋渣塞，由塞頭部2和設(shè)置于塞頭部2下方的塞體部I組成，該擋渣塞由耐火材料、減水劑和結(jié)合劑混合后而一體成型，該擋渣塞的整體密度控制為4-6g/cm3，下面本實(shí)用新型將對(duì)擋渣塞的各部件一一進(jìn)行說(shuō)明。
[0024]塞體部I，位于塞頭部2正下方，其與塞頭部2 —體成型；塞體部I的形狀是任何可以與大包水口碗表面(一般情況下大包水口碗為圓錐形)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)接觸的形狀，也就是說(shuō)，在擋渣塞落入大包水口處時(shí)，塞體部I的外表面與大包水口碗的表面進(jìn)行點(diǎn)接觸，這樣塞體部I的外表面與大包水口碗的表面之間就會(huì)存有供鋼水流過(guò)而鋼渣無(wú)法通過(guò)的空隙，從而實(shí)現(xiàn)擋渣的作用，例如，塞體部I可以是半橢圓體形、多棱錐形(比如四棱錐形、五棱錐形、六棱錐形、七棱錐形)等。
[0025]在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，塞體部I采用半橢圓體形，參見圖1，該半橢圓體的尖端遠(yuǎn)離塞頭部2并位于塞頭部2的正下方，而該半橢圓體的另一端則與塞頭部2的下底面連接，長(zhǎng)短半軸的大小可根據(jù)大包水口碗的尺寸進(jìn)行調(diào)整，該尺寸需要保證在擋渣塞落入大包水口處時(shí)，塞頭部2與大包底面之間留有一定空隙，以便于鋼水流出而擋住鋼渣。塞體部I采用半橢圓體形，相比于多棱錐形而言，可以更好的控制鋼流，防止擋渣后大包余鋼量過(guò)大。
[0026]塞頭部2的形狀可以是任何具有左右對(duì)稱結(jié)構(gòu)的柱體狀，比如圓柱體形、正方體形、正六棱柱形或正八棱柱形等，在本實(shí)用新型的實(shí)施例中優(yōu)選為正六棱柱形，其可以更好地保證堵塞成功率，參見圖1和圖2，該正六棱柱的尺寸可根據(jù)大包水口碗的尺寸進(jìn)行調(diào)整，并保證塞頭部2的重量輕于塞體部I的重量。本實(shí)施例中優(yōu)選塞頭部2的正六棱柱上下底面的正六邊形的邊長(zhǎng)為100-140mm，上下底面之間的高度為50_80mm，塞體部I的半橢圓體的長(zhǎng)半軸可以為75-100mm,短半軸可以為45_60mm,發(fā)明人通過(guò)大量試驗(yàn)得出如下結(jié)論:上述形狀和尺寸的擋渣塞在鋼包液面下降過(guò)程中受到漩渦流動(dòng)的影響大，容易運(yùn)動(dòng)至大包水口上方，可以很好地保證堵塞成功率達(dá)到100 %。
[0027]從擋渣塞能夠準(zhǔn)確定位于大包水口碗的角度來(lái)說(shuō)，本實(shí)用新型擋渣塞更優(yōu)選是:塞頭部2為正六棱柱形，上下底面的正六邊形的邊長(zhǎng)為110-130mm，上下底面之間的高度為60-70mm ;塞體部I為半橢圓體形，該半橢圓體的長(zhǎng)半軸為80-90mm,短半軸為50_55mm,擋洛塞的整體密度為4g/cm3左右。
[0028]該擋渣塞的原材料中的耐火材料可以為硫鋼、粒鋼、鋼精粉和高鋁細(xì)粉中的一種或多種，減水劑為檸檬酸鈉和/或三聚磷酸鈉，結(jié)合劑為鋁酸鈣水泥。優(yōu)選地，擋渣塞按重量百分比由以下原料制成:粒度為10-30mm的硫鋼或粒鋼20-26%;粒度為5_10mm的硫鋼或粒鋼22-28% ;粒度為3-5mm的硫鋼或粒鋼10-14% ;粒度小于3mm的硫鋼或粒鋼8-14% ；高鋁細(xì)粉或鋼精粉10-14% ;結(jié)合劑7-10% ;減水劑0.1-0.5%。
[0029]擋渣塞原材料的選擇:
[0030]I)耐火材料的選擇
[0031]鋼水的密度一般在7.0g/cm3左右，鋼渣的密度一般在3.0g/cm3左右，為保證擋渣塞在使用中處于鋼水和鋼渣的界面上，選用轉(zhuǎn)爐噴濺渣經(jīng)過(guò)磁選之后的硫鋼、粒鋼、以及鋼精粉等體積密度較高且價(jià)格比較便宜的原材料，將擋渣塞密度控制在4.0g/cm3左右。
[0032]各材料的主要化驗(yàn)指標(biāo)如下表:
[0033]
~指標(biāo)化學(xué)成分(wt%)體積密度
____吸水率(％)
項(xiàng)目FeFe2O3Al2O3(g/cm3)
硫鋼4530=>4.5=
粒鋼8510—多6.8—
鋼精粉585=多3.6^4
商招細(xì)粉——85Ss3.0—
[0034]2)耐火結(jié)合劑的選擇
[0035]擋渣塞的使用量比較高，考慮批量生產(chǎn)，生產(chǎn)周期越短越好，所以在生產(chǎn)組織中考慮具有較高強(qiáng)度的結(jié)合劑，同時(shí)考慮半成品的堆積存放，必須要求早期強(qiáng)度較高，由此優(yōu)選鋁酸鈣水泥作為結(jié)合劑。
[0036]結(jié)合劑的主要理化指標(biāo)如下表:
[0037]
類主要成分(％)凝結(jié)時(shí)間，h: minΙ45μηι篩余，
項(xiàng)目^\^ Al2O3Fe3O3麗終凝%
鋁酸鈣水泥^60《1.0 多1: 00 <18:00=
[0038]3)減水劑的選擇
[0039]減水劑對(duì)擋渣塞的密度和強(qiáng)度都有很大影響，所以發(fā)明人對(duì)減水劑進(jìn)行了全面分析，得出兩種減水劑比較適合，并分別對(duì)兩種減水劑A(檸檬酸鈉)和B(三聚磷酸鈉)進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)在相同加入量時(shí)減水劑B (三聚磷酸鈉)的增強(qiáng)效果較好，經(jīng)進(jìn)一步試驗(yàn)，更優(yōu)選減水劑B (三聚磷酸鈉)的加入量為擋渣塞原料總量的0.20wt%。
[0040]4)擋渣塞原料配方的確定
[0041]根據(jù)原材料的實(shí)際情況，選則臨界粒度為30_，顆粒4級(jí)級(jí)配。
[0042]根據(jù)顆粒最緊密堆積的Andreasen公式:CPFT = 100 (d/D)q確定各粒級(jí)比例。
[0043]其中:CPFT為該粒級(jí)累計(jì)百分?jǐn)?shù)，
[0044]d為該粒級(jí)最大顆粒直徑，
[0045]D為臨界粒度，
[0046]q為粒度系數(shù)，此處取0.37。
[0047]然后在不同的顆粒范圍內(nèi)取不同的q值進(jìn)行試驗(yàn)，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)室的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，選擇在適用范圍內(nèi)最佳的q值，最后確定最合理的工藝配方，見下表。
[0048]
粒度級(jí)配I配比

硫鋼或粒鋼 30-1 Omni 20~26wt%

硫鋼或粒鋼5-10mm 22~28wt%

硫鋼或粒鋼3-5mm 10-14wt%

硫鋼或粒鋼0-3mm 8-14wt%
高鋁細(xì)粉或鋼精粉 10-14wt%
結(jié)合齊IJ7-10wt%
減水齊IJ0.1-0.5wt%
[0049]5)擋渣塞的生產(chǎn)工藝流程如下:
[0050]配料一混碾(即混合)一裝入模具并振動(dòng)成型一第一次養(yǎng)護(hù)一脫模一脫模后入庫(kù)養(yǎng)護(hù)揮發(fā)水分，具體為:首先，按照上述配比將各原料依次進(jìn)行干混和濕混；然后，將混合后的原料裝入相應(yīng)的模具中進(jìn)行振動(dòng)壓實(shí)成型；振動(dòng)壓實(shí)成型后的擋渣塞自然放置6?8個(gè)小時(shí)凝固(即第一次養(yǎng)護(hù))，然后脫模再自然放置6-8天以便排除游離水分(即入庫(kù)養(yǎng)護(hù))，從而完成擋渣塞的制備。
[0051]采用以上配方和工藝得到的擋渣塞的理化指標(biāo)見下表:
[0052]

理化指標(biāo)
AU>03+Si02^45
主要成份(wt%)__
Fe^40
密度g/cm3多,1.0
[0053]下面具體列舉幾種擋渣塞的生產(chǎn)方法，具體如下:
[0054]實(shí)施例1
[0055]原料配比:10-30mm的粒鋼 25.1%,5-lOmm 的粒鋼 25.2%,3-5mm 的粒鋼 13.8%,0-3mm的粒鋼12.8%、高鋁細(xì)粉13.5%、鋁酸鈣水泥9.2%、三聚磷酸鈉0.4%。
[0056]制備方法如下:
[0057]將不同顆粒級(jí)別的粒鋼、鋼精粉和高鋁細(xì)粉按照配比放入攪拌機(jī)中，同時(shí)添加耐火結(jié)合劑和減水劑進(jìn)行干料混合，該干料混合時(shí)間控制在5?8分鐘，然后加水進(jìn)行濕料混合，加水量控制為原料總重量的6.5?7.5wt%之間，
[0058]一般夏季和冬季由于原料的吸水量影響，加水量稍有變化，濕料混合時(shí)間為8?10分鐘，混合好后，將濕料放進(jìn)專用模具中，在振動(dòng)平臺(tái)上進(jìn)行振動(dòng)成型，同時(shí)邊振動(dòng)邊成型，成型后自然放置6?8個(gè)小時(shí)，進(jìn)行脫模，脫模后進(jìn)行外觀和重量檢測(cè)，然后入庫(kù)，放置7天左右自然養(yǎng)護(hù)，排除游離水分就可以使用了，根據(jù)環(huán)境溫度的不同，放置時(shí)間可以進(jìn)行必要的調(diào)整。
[0059]采用本實(shí)施例工藝和原料配比得到的擋渣塞的性能指標(biāo)見下表:
[0060]
體積密度4.02 g/cm3
IlO0C56MPa
而f壓強(qiáng)度__

1500 0C87MPa
燒后線變化率1500 0C0707
[0061]實(shí)施例2
[0062]原料配比:10-30mm的粒鋼 24.7%,5-lOmm 的粒鋼 25.6%,3-5mm 的粒鋼 13.5%,0-3mm的粒鋼13.7%、高鋁細(xì)粉12.6%、鋁酸鈣水泥9.4%、三聚磷酸鈉0.5%。
[0063]制備方法同實(shí)施例1。
[0064]采用本實(shí)施例工藝和原料配比得到的擋渣塞的性能指標(biāo)見下表:
[0065]項(xiàng)目指標(biāo)體積密度4.02 g/cm3
[0066]
110?58MPa
耐壓強(qiáng)度__

1500 0C89MPa
燒后線變化率1500 0C0706
[0067]實(shí)施例3
[0068]原料配比:10-30_的粒鋼23.7% ;粒度為5-10_的粒鋼27.3% ;粒度為3-5_的粒鋼13.1% ;粒度小于3mm的粒鋼13.2% ;鋼精粉13.4% ;結(jié)合劑8.9% ;減水劑0.4% 0
[0069]制備方法同實(shí)施例1。
[0070]采用本實(shí)施例工藝和原料配比得到的擋渣塞的性能指標(biāo)見下表:
[0071]
項(xiàng)目指標(biāo)體積密度4.02 g/cm3
IlO0C6 IMPa
耐Bi強(qiáng)度__
ISOO0C93MPa
燒后線變化率1500°C006
[0072]下面介紹一下本實(shí)用新型擋渣塞的使用方法:
[0073]鋼水精煉出站后澆注前，將擋渣塞投入大包內(nèi)大包水口碗上方，由于擋渣塞內(nèi)外均質(zhì)，體積密度為4.0g/cm3,受重力作用擋渣塞降至鋼水、渣界面，大包澆注過(guò)程隨著鋼水液面下降產(chǎn)生漩渦流動(dòng)，擋渣塞順利漂移到大包水口腕位置，大包液面降至一定高度后，擋渣塞橢圓體與大包水口碗點(diǎn)接觸，堵塞大包內(nèi)渣向下流動(dòng)，避免了大包渣進(jìn)入中間包污染鋼水，提高了鋼水純凈度。
[0074]應(yīng)當(dāng)理解，上述實(shí)施例僅用于說(shuō)明本實(shí)用新型而非意欲限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。此外，也應(yīng)理解，在閱讀了本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型作各種改動(dòng)、修改和/或變型，所有的這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種大包澆注擋渣用擋渣塞，其特征在于，由塞頭部和塞體部組成，其中: 所述塞頭部為正六棱柱形； 所述塞體部，位于所述塞頭部正下方，與所述塞頭部一體成型，所述塞體部為半橢圓體形，所述半橢圓體的尖端遠(yuǎn)離所述塞頭部，所述半橢圓體的另一端與所述塞頭部的下底面連接； 在所述擋渣塞落入大包水口處時(shí)，所述塞體部的外表面與所述大包水口碗的表面進(jìn)行點(diǎn)接觸，而且所述塞頭部與所述大包底面之間留有一定空隙，以便于鋼水流出而擋住鋼渣； 所述擋渣塞的密度控制為4-6g/cm3，而且所述塞頭部的重量輕于所述塞體部的重量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擋渣塞，其特征在于，所述正六棱柱上下底面的正六邊形的邊長(zhǎng)為100-140mm，所述上下底面之間的高度為50_80mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擋渣塞，其特征在于，所述半橢圓體的長(zhǎng)半軸為75-100mm，短半軸為45_60mm。
【文檔編號(hào)】B22D43/00GK203956077SQ201420433988
【公開日】2014年11月26日 申請(qǐng)日期:2014年8月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月1日
【發(fā)明者】郭達(dá), 張學(xué)民, 賈從杰, 姜興辰, 趙圣功, 李振, 梁景玥, 紀(jì)瑞東, 王尖銳, 賈衛(wèi)東, 李俊, 李松, 劉志民, 張曉輝, 崔玉華, 王玉春, 孫翠華 申請(qǐng)人:萊蕪鋼鐵集團(tuán)有限公司