CN101524749B

CN101524749B - 一种用于板坯中间包的圆台形围堰及其制备方法

Info

Publication number: CN101524749B
Application number: CN2009100200609A
Authority: CN
Inventors: 武光君; 李洪建; 王玉春
Original assignee: Laiwu Iron and Steel Group Co Ltd
Current assignee: Laiwu Iron and Steel Group Co Ltd
Priority date: 2009-03-27
Filing date: 2009-03-27
Publication date: 2010-12-29
Anticipated expiration: 2029-03-27
Also published as: CN101524749A

Abstract

本发明涉及一种用于板坯中间包的圆台形围堰及其制备方法，属于钢铁冶金板坯连铸中间包技术领域。圆台形围堰由镁质涂抹料涂抹而成，纵剖面结构为梯形，横剖面形状为圆形或椭圆形，下台定位于中间包上水口座砖的上表面壁厚的1/3～1/2处，内涂抹面的斜度α为60～70°上台涂抹料厚度a为30～50mm，外涂抹面的斜度β为60～70°，围堰高度h为200～250mm。待中间包工作衬施工完毕后，把围堰施工胎膜下部的定位管***中间包上水口眼内，用泥抹子在胎膜外部用涂抹料抹成圆台形围堰。本发明可解决中间包包盖、包衬上脱落的耐材、熔渣堵塞上水口而导致的开浇下流、失控事故，适用于塞棒控制的各类连铸中间包。

Description

一种用于板坯中间包的圆台形围堰及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种用于板坯中间包的圆台形围堰及其制备方法，属于钢铁冶金板坯连铸中间包技术领域。

背景技术

塞棒控制的板坯连铸中间包上水口，传统的工艺设计是，上水口的接钢口与水口座砖平齐。近年来，为解决中间包包衬和包盖内衬的耐火材料及粘附的熔渣脱落、进入上水口内而造成的连铸机开浇下流、失控事故，采取的工艺技术措施是，上水口的接钢口设计高于水口座砖20～30mm。在生产实践中存在的主要缺陷是：(1)上水口接钢口高出水口座砖，由此使上水口的接钢口直接暴露在钢水内，受钢水的侵蚀、冲刷加重，导致上水口的使用寿命大幅降低，由此影响了中间包的使用寿命，单包连浇时间一般控制在12～16小时，由此增加了连铸中间包的耐材消耗和中间包注余；(2)因中间包包衬和包盖内衬的耐火材料及熔渣脱落到中间包包底，会随着大包开浇前期的钢流，流入中间包上水口内，由此不能完全杜绝上水口开浇下流、失控事故。(3)中间包浇注时间超过12～16小时，在上水口座砖与周围工作衬之间易发生渗钢、穿钢事故。即防止板坯中间包开浇下流的现有技术有较大缺陷，影响了上水口和中间包的使用寿命，目前国内板坯连铸连铸机中间包的使用寿命一般控制在12～16小时。

CN1431067公开了一种连铸中间包透气上水口。包括透气空心截头圆锥体上水口砖、上钢套、下钢套，上水口砖不透气区外侧刷浆料，上水口砖外侧有上钢套、下钢套，上水口砖外侧和上钢套、下钢套内侧之间留有间隙，由胶泥将上水口砖外侧和上钢套、下钢套内侧粘结，上钢套和下钢套焊接连接。水口砖的原料重量比为：锆英砂25～30％、致密刚玉35～40％、莫来石粉30～35％。该发明从上水口结构上进行了改进，存在的不足是：(1)使用寿命较低，为“连浇次数不小于13次”，按每炉连铸机浇注时间35分钟计算，共计455分钟，使用寿命不足8小时；(2)该发明没有解决上水口开浇下流问题。

CN2231585涉及的是一种连铸中间包用复合式上水口，属于炼钢连铸用功能耐火材料，它与下水口配合使用，主要用于中间包浇注。其特征是在水口本体上镶嵌有与之材质不同的接钢口及出钢口构成复合体，接钢口是碗形漏斗或半球形漏斗之一，流钢道是上大下小的平截圆锥形，出钢口是等径直管，上下贯通形成腔体。该发明从内腔形状及材质进行了改进，但存在以下不足：(1)上水口与水口座砖的配合尺设计也是影响其使用寿命的一个重要因素。如上水口接钢口高出水口座砖，由此使上水口的接钢口直接暴露在钢水内，受钢水的侵蚀、冲刷加重，导致上水口的使用寿命大幅降低，一般为12～16小时；(2)该发明没有解决上水口开浇下流问题。

发明内容

为解决防止板坯连铸中间包开浇下流的现有技术缺陷，本发明提供一种上水口的接钢口设计不高于水口座砖，而采取一种防止中间包脱落到包底的耐材、熔渣进入中间包上水口的方法。同时该方法有效防止因中间包浇注时间长(大于16小时)导致的水口座砖与与周围工作衬之间的渗钢、穿钢问题，并可提高中间包使用寿命，由12～16小时提高到22～25小时。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

所述的圆台形围堰，纵剖面结构为梯形，横剖面形状为圆形或椭圆形；内腔尺寸：下台尺寸的内径为d为上水口接钢口外径+20～30mm，下台定位于中间包上水口座砖的上表面壁厚的1/3～1/2处，内涂抹面的斜度α为60～70°；外形尺寸设计：围堰上台涂抹料厚度a为30～50mm，外涂抹面的斜度β为60～70°，围堰高度h为200～250mm。

优选的，内涂抹面的斜度为65°，外涂抹面的斜度为60°，围堰上台涂抹料厚度a为40mm，围堰高度h为200mm。

所述的用于板坯中间包的圆台形围堰，按重量百分比由下述材料组成：

3～1mm粒度的电熔镁砂：30～40％；

＜1～0.076mm粒度的电熔镁砂20～25％；

小于0.076mm粒度的电熔镁砂细粉25～35％；

防爆纤维：0.5～1.0％，

三聚磷酸钠：2.5～4.0％，

六偏磷酸钠：0.5～1.0％，

SiO₂超微粉：2～3％，

软质黏土：4～5％。

所述电熔镁砂为MgO含量百分比97％的一级电熔镁砂。电熔镁砂细粉为粒度＜0.076mm的电熔镁砂细粉。所述SiO₂超微粉，俗称硅灰，是生产金属硅或硅铁合金的副产品；硅灰中SiO₂含量≥92％，粒度全部小于5μm，且粒度小于2μm的占80～85％。

防爆纤维由聚丙烯纤维经改性制成，其具有分散性好、无烧结、无并丝、残留少、使用效果佳等特点，是各种不定型耐火材料上佳的防爆裂添加剂，特别是高强快干不定型耐火材料。长度L＝6mm相量直径D＝0.048mm熔点165～175℃。

优选的，一种用于板坯中间包的圆台形围堰，按重量百分比由下述材料组成：

3～1mm粒度的电熔镁砂(MgO97％)：35％，＜1～0.076mm粒度的电熔镁砂25％，小于0.076mm粒度的电熔镁砂细粉30％；防爆纤维0.5％，三聚磷酸钠3.0％，六偏磷酸钠0.5％，SiO₂超微粉1.5％，软质黏土4.5％，均为重量百分比。

在试验中，我们意外地发现，电熔镁砂的粒度以及各种粒度的比例对预制件的耐高温性能、耐侵蚀性和抗热震性都有很大影响，经过大量的试验，我们找到了各种粒度的电熔镁砂的最佳比例，以及其他成分的最佳配比，以本发明所述成分制造的圆台形围堰能承受高温钢水(1550～1650℃)的高温冲刷，有良好的耐侵蚀性和抗热震性，在中间包烘烤及钢水浇注过程中不会出现脱落问题。

本发明还提供所述的圆台形围堰的制备方法，将上述物料按所述的配比称量后，加入混料机内搅匀，干搅2～3分钟后，加入物料总重12～15％的水，搅拌4～6分钟，搅拌均匀。待中间包工作衬施工完毕后，把围堰胎膜下部的定位管***中间包上水口眼内，用泥抹子在胎膜外部用涂抹料抹成圆台形围堰。

本发明适用于塞棒控制的各类连铸中间包，可解决中间包包盖、包衬上脱落的耐材、熔渣堵塞上水口而导致的开浇下流、失控事故。在同等工艺条件下，可使上水口和中间包的使用寿命由8～16小时提高到20～25小时，由此降低了连铸中间包的耐材消耗和中间包注余。

本发明所述的圆台形围堰，具有以下优点：

1)圆台形围堰，解决了中间包包衬和包盖内衬上脱落到包底的耐材、熔渣进入中间包上水口，由此解决了板坯中间包开浇下流问题；

2)圆台形围堰能承受高温钢水(1550～1650℃)的高温冲刷，有良好的耐侵蚀性和抗热震性，在中间包烘烤及钢水浇注过程中不会出现脱落问题；

3)圆台形围堰定位于中间包上水口座砖的上表面壁厚的1/3～1/2处，可有效防止因中间包浇注时间长(大于16小时)导致的水口座砖与周围工作衬之间的渗钢、穿钢问题；

4)上水口接钢口设计与水口座砖平齐，避免了上水口的接钢口直接暴露在钢水内，由此减轻了钢水的侵蚀、冲刷，可使上水口和中间包的使用寿命由8～16小时提高到20～25小时，由此降低了连铸中间包的耐材消耗和中间包注余。

5)圆台形围堰施工方便、快捷、经济。

附图说明

图1为上水口围堰修砌示意图。

图2为上水口围堰结构示意图。

图3为上水口围堰施工胎膜结构示意图。

1、塞棒安装孔预制件，2、中间包烘烤器烧嘴，3、烘烤器烧嘴安装孔预制件，4包盖内衬浇注料，5、中间包包盖，6、塞棒，7、中间包上水口围堰，8、中间包上水口，9、中间包上水口座砖，10、包壳，11、永久衬，12、工作衬，13、上水口围堰胎膜施工抓手，14、上水口围堰胎膜本体，15、上水口围堰施工定位管。

其中上水口围堰施工用胎膜本体14，根据设计围堰的内腔尺寸用2～3mm铁皮焊接而成；抓手13，用￠8～12mm圆钢弯成；定位管15采用￠20～30mm钢管。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但不限于此。

实施例1：

一种用于板坯中间包的圆台形围堰，纵剖面结构为梯形，横剖面形状为圆形或椭圆形；内腔尺寸：下台尺寸的内径d为￠105mm，下台定位于中间包上水口座砖的上表面壁厚的1/3～1/2处，内涂抹面的斜度α为65°；外形尺寸设计：围堰上台涂抹料厚度a为30mm，外涂抹面的斜度β为60°，围堰高度h为200mm。

所述的圆台形围堰，按重量百分比由下述材料组成：

3～1mm粒度的电熔镁砂(MgO97％)：35％，＜1～0.076mm粒度的电熔镁砂25％，电熔镁砂细粉(＜0.076mm)30％；防爆纤维0.5％，三聚磷酸钠3.0％，六偏磷酸钠0.5％，SiO₂超微粉1.5％，软质黏土4.5％，均为重量百分比。

将上述物料按所述的配比称量后，加入混料机内搅匀，干搅2～3分钟后，加入物料总重12～15％的水，搅拌4～6分钟，搅拌均匀。待中间包工作衬施工完毕后，把围堰胎膜下部的定位管***中间包上水口眼内，用泥抹子在胎膜外部用涂抹料抹成圆台形围堰。

本发明在莱芜钢铁集团银山型钢有限公司炼钢厂2#、3#板坯连铸机中间包上成功试用。2#、3#板坯连铸机中间包原设计上水口的上口与水口座砖平齐，因中间包包盖、包衬上脱落的耐材、熔渣进入上水口内而时常发生开浇下流、失控事故。2006年2月利用现有技术在2#板坯连铸机中间包上进行应用试验，即改上水口的上口高度高出水口座砖20mm，但在生产实践中暴露出以下问题：(1)上水口高出水口座砖，上水口的上口受钢水的侵蚀、冲刷加重，因上水口侵蚀加重导致中间包使用寿命由20～22小时降低到12～16小时；(2)中间包包衬和包盖内衬的耐火材料及熔渣脱落到中间包包底，会随着大包开浇前期的钢流，冲入中间包上水口内，不能完全杜绝上水口开浇下流、失控事故。为此采用本发明，首先在2#板坯连铸机中间包上进行应用试验，然后在2#、3#板坯连铸机中间包上推广应用。使用至今未发生因中间包包盖、包衬上脱落的耐材、熔渣堵塞进入上水口内而导致的开浇下流、失控事故。采用本发明，使中间包连浇时间达到22～25小时。

结合附图说明，对具体实施方法作进一步说明：

根据中间包水口座砖9的尺寸，设计、制作圆台形围堰7的施工胎膜，见图3，其中内腔尺寸见图2：下台尺寸的内径d，定位于中间包上水口座砖9的上表面壁厚的1/3～1/2处，内涂抹面的斜度为70°；外形尺寸设计：围堰7的上台涂抹料厚度a为40mm，外涂抹面的斜度为60°，围堰7的高度h为200mm。按照涂抹料生产工艺备好涂抹料，待中间包工作衬12施工完毕后，把胎膜下部的定位管12，***中间包上水口眼8，用泥抹子在胎膜外部用涂抹料抹成圆台形围堰。

实施例2：

一种用于板坯中间包的圆台形围堰，纵剖面结构为梯形，横剖面形状为圆形或椭圆形；内腔尺寸：下台尺寸的内径d为115mm，下台定位于中间包上水口座砖的上表面壁厚的1/3～1/2处，内涂抹面的斜度α为70°；外形尺寸设计：围堰上台涂抹料厚度a为50mm，外涂抹面的斜度β为70°，围堰高度h为250mm。

所述的圆台形围堰，按重量百分比由下述材料组成：

3～1mm粒度的电熔镁砂(MgO97％)：40％，＜1～0.076mm粒度的电熔镁砂23％，电熔镁砂细粉(＜0.076mm)27％；防爆纤维0.7％，三聚磷酸钠3.2％，六偏磷酸钠0.8％，SiO₂超微粉1.3％，软质黏土4.0％，均为重量百分比。

结合附图说明，对具体实施方法作进一步说明：

根据中间包水口座砖9的尺寸，设计、制作圆台形围堰7的施工胎膜，见图3，其中内腔尺寸见图2：下台尺寸的内径d，定位于中间包上水口座砖9的上表面壁厚的1/3～1/2处，内涂抹面的斜度为70°；外形尺寸设计：围堰7的上台涂抹料厚度a为50mm，外涂抹面的斜度为70°，围堰7的高度h为250mm。按照涂抹料生产工艺备好涂抹料，待中间包工作衬12施工完毕后，把胎膜下部的定位管12，***中间包上水口眼8，用泥抹子在胎膜外部用涂抹料抹成圆台形围堰。

Claims

1.一种用于板坯中间包的圆台形围堰，其特征是，

所述的圆台形围堰，纵剖面结构为梯形，横剖面形状为圆形；内腔尺寸：下台尺寸的内径d为上水口接钢口外径+20～30mm，下台定位于中间包上水口座砖的上表面壁厚的1/3～1/2处，内涂抹面的斜度α为60～70°；外形尺寸设计：围堰上台涂抹料厚度a为30～50mm，外涂抹面的斜度β为60～70°，围堰高度h为200～250mm。

2.如权利要求1所述的用于板坯中间包的圆台形围堰，其特征是，内涂抹面的斜度α为65°，外涂抹面的斜度β为60°，围堰上台涂抹料厚度a为40mm，围堰高度h为200mm。

3.如权利要求1或2所述的用于板坯中间包的圆台形围堰，按重量百分比由下述材料组成：

3～1mm粒度的电熔镁砂：30～40％；

0.076mm≤粒度＜1mm的电熔镁砂20～25％；

小于0.076mm粒度的电熔镁砂细粉25～35％；

防爆纤维：0.5～1.0％，

三聚磷酸钠：2.5～4.0％，

六偏磷酸钠：0.5～1.0％，

SiO₂超微粉：2～3％，

软质黏土：4～5％。

4.如权利要求3所述的用于板坯中间包的圆台形围堰，其特征是，所述电熔镁砂为MgO含量百分比97％的一级电熔镁砂；所述SiO₂超微粉，其中SiO₂含量≥92％，粒度全部小于5μm，且粒度小于2μm的占80～85％。

5.如权利要求1或2所述的用于板坯中间包的圆台形围堰，按重量百分比由下述材料组成：

3～1mm粒度的含MgO97％的电熔镁砂35％，0.076mm≤粒度＜1mm的电熔镁砂25％，小于0.076mm粒度的电熔镁砂细粉30％；防爆纤维0.5％，三聚磷酸钠3.0％，六偏磷酸钠0.5％，SiO₂超微粉1.5％，软质黏土4.5％。

6.如权利要求3所述的圆台形围堰的制备方法，将物料按所述的配比称量后，加入混料机内搅匀，干搅2～3分钟后，加入物料总重12～15％的水，搅拌4～6分钟，搅拌均匀；待中间包工作衬施工完毕后，把围堰胎膜下部的定位管***中间包上水口眼内，用泥抹子在胎膜外部用涂抹料抹成圆台形围堰。

7.如权利要求1所述的圆台形围堰的应用，适用于塞棒控制的各类连铸中间包。