CN113459243A - 一种具有长效寿命的扇形包的制作方法 - Google Patents

一种具有长效寿命的扇形包的制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种具有长效寿命的扇形包的制作方法，涉及扇形包制作技术领域。包括以下步骤：S1：制备扇形包模具；S2：将扇形包模具进行预处理后，放入扇形包外壳内，然后向扇形包外壳与扇形包模具的空隙之间浇注包衬料；S3:浇注完毕后使包衬料凝固，然后移除扇形包模具，再将拆除模具后的扇形包包衬在室温下固化，并在扇形包衬内刷涂水基石墨涂料；S4：将步骤S3中经过室温固化后的扇形包包衬进行烘干。本发明通过使用模型进行包衬料浇注，能保证扇形包浇注后的包底形状，实现扇形包等量铁水流出浇注，具有密实度高、强度高、孔隙率低和耐高温特点，同时，采用本发明方法制作的扇形包具有寿命长、出色的抗渣能力及容易清渣和抗侵蚀能力强特点。

Description

一种具有长效寿命的扇形包的制作方法
技术领域
本发明涉及一种扇形包，具体涉及一种具有长效寿命的扇形包的制作方法。
背景技术
扇形包在浇注过程中，如图1所示，以一定的角速度绕圆心旋转，单位时间内从扇形包流出的铁水量是一定的，故可以实现在浇注过程中铁水等量浇注，利于管壁壁厚均匀。由于在浇注过程中孕育剂在单位时间内的加入量也是一定的，所以等量浇注的实现也保证了单位重量的铁水中的孕育剂的量也是一定的，有利于产品质量的稳定性。
然而，在浇注过程中，扇形包不仅要承受液态铁水的机械冲击，还须经受满包铁水长时间的高温存放。目前，传统的铁水浇注扇形包工艺下，扇形包经过长时间工作，容易使高温铁水通过工作衬渗入到永久层后到达扇形包包壳，引起扇形包穿包或包壳发红事故，从而造成职工人身安全系数低、扇形包寿命低(使用一个班次12h报废，要重新修包)和耐材消耗大等不良影响，同时随着球墨铸铁管各规格产量的大幅提升，扇形包修复量大，报废率也有所增加。
为了对扇形包进行修补，实际生产中的扇形包并不像上述描述的那样，如图2所示，因为包衬的打结和修补是靠人工完成的，又因包容大的特点，打结包衬时工人必须进入包里工作，这样就很难打结成标准的扇形而是接近于梯形的结构，当扇形包以一定的角速度绕圆心旋转时，单位时间内从扇形包流出的铁水量不是一定的，就不能实现在浇注过程中铁水等量浇注，不利于管壁壁厚均匀，而且也不能保证单位重量的铁水中的孕育剂的量是一定的，不利于产品质量的稳定性。
因此，急需要针对扇形包浇注工艺进行改进，从而提升扇形包的质量和使用寿命，控制成本消耗，实现扇形包等量铁水流出浇注。
发明内容
本发明提供的一种具有长效寿命的扇形包的制作方法，旨在解决上述背景技术中存在的问题。
为了实现上述技术目的，本发明主要采用以下技术方案：
一种具有长效寿命的扇形包的制作方法，包括以下步骤：
S1：制备扇形包模具；
S2：将扇形包模具进行预处理后，放入扇形包外壳内，然后向扇形包外壳与扇形包模具的空隙之间浇注包衬料，浇注过程中使用振动棒进行振动；
S3:浇注完毕后使包衬料凝固，然后移除扇形包模具，再将拆除模具后的扇形包包衬在室温下固化，并在扇形包衬内刷涂水基石墨涂料；
S4：将步骤S3中经过室温固化后的扇形包包衬进行烘干。
其中，本发明中，所述扇形包模具采用8mm厚的铁板制作。
本发明中，所述扇形包模具的预处理包括先在扇形包模具外裹一层塑料膜后，再在塑料膜外面刷涂黄油。
优选的，本发明中，所述扇形包外壳为位于最外部的钢质的包壳层。
进一步的，所述扇形包外壳内壁还铺贴有陶瓷纤维纸。
优选的，所述包衬料为高氧化铝含碳化硅的浇注料与水混合搅拌而成，所述浇注料与水之间的比例为浇注料：水＝100:5-5.5。
更进一步的，所述浇注料中SiO2的含量为7％，Al2O3的含量为58％，CaO的含量为0.7％，SiC与C的总含量为32％，剩余为TiO2、MgO、Na2O和K2O的混合物，且浇注料中，粒度小于0.063mm平均占比为26％，浇注料粒度大于0.063mm平均占比为74％。
作为本发明的其中一个实施例，所述步骤S3中，凝固时间为12-15h，固化时间为12h。
优选的，所述步骤S3中，水基石墨涂料的波美度为46-50，悬浮性为96-99％，密度为1.25-1.35g/ml，条件粘度为6-8s，发气量≤16.7ml/g，涂层耐磨性1.0-2.0g；且由以下重量百分比的原料组成：SiO221-25％，Al2O38-10％，C≥60％，胶粘剂5-10％，其中，以上重量百分比之和为100％。
优选的，所述步骤S4中，使用烤包器烘干包衬，所述烤包器的升温速率不超过20℃/小时，烤包器烘干时的温度为400℃。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明通过使用模型进行包衬料浇注，能保证扇形包浇注后的包底形状，实现扇形包等量铁水流出浇注，具有密实度高、强度高、孔隙率低和耐高温特点，同时，采用本发明方法制作的扇形包具有寿命长、出色的抗渣能力及容易清渣和抗侵蚀能力强特点，在反复倾倒的工作中不会穿过无砖缝的永久层到达扇形包壳，实现长效寿命扇形包功能。
附图说明
图1为扇形包理论上的工作原理示意图；
图2为扇形包实际上的工作原理示意图。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步的详细说明，但实施例并不是对本发明技术方案的限定。
实施例1
扇形包的制作过程如下：
S1：用8mm厚的铁板制作扇形包模具；
S2：将扇形包模具外面裹一层塑料膜，外面刷涂黄油后，放入扇形包外壳内，其中，在扇形包外壳内壁事先铺贴有陶瓷纤维纸，方便脱模和消除浇注包衬收缩时扇形包模具产生的裂纹，然后向扇形包外壳与扇形包模具的空隙之间浇注包衬料，其中，该包衬料为高氧化铝含碳化硅的浇注料与水混合搅拌而成，且浇注料与水之间的比例为浇注料：水＝100:5，即使用100kg的浇注料时，需要使用5Kg的水进行混合搅拌，搅拌5min后，从而制得浇注料，同时，利用该浇注料进行浇注的过程中使用振动棒进行振动；其中，本发明中所使用的浇注料中SiO2的含量为7％，Al2O3的含量为58％，CaO的含量为0.7％，SiC与C的总含量为32％，剩余为TiO2、MgO、Na2O和K2O的混合物，且浇注料中，浇注料的粒度小于0.063mm平均占比26％，浇注料粒度大于0.063mm平均占比74％，采用该浇铸材料制备得到的包衬具有密实度高、强度高、孔隙率低和耐高温特点；
其中，该实施例中，扇形包外壳为位于最外部的钢质的包壳层。
S3:浇注完毕后使包衬料凝固12h，然后移除扇形包模具，再将拆除模具后的扇形包包衬在室温下固化12h，并在扇形包衬内刷涂水基石墨涂料；其中，该水基石墨涂料中，由以下重量百分比的原料组成：SiO221％，Al2O310％，C69％，胶粘剂10％，经检测，水基石墨涂料的波美度为46，悬浮性96％，密度为1.25g/ml，条件粘度为6-8s，发气量≤16.7ml/g，涂层耐磨性1.0g。
S4：将步骤S3中经过室温固化后的扇形包包衬使用烤包器烘干，其中，烤包器的升温速率为10℃/小时，烤包器烘干时的温度为400℃，避免火焰冲击局部加热，否则导致蒸汽爆裂。
同时，采用本发明方法制备得到的扇形包包衬，当预烧到不同温度时，进行相关性能检测，结果如表1所示。
预烧到(℃) 体积密度(Kg/m<sup>3</sup>) 耐压强度(N/mm<sup>2</sup>) 永久线性变化(％)
110 2780 35 -
1600 2650 40 +1.6％
实施例2
扇形包的制作过程如下：
S1：用8mm厚的铁板制作扇形包模具；
S2：将扇形包模具外面裹一层塑料膜，外面刷涂黄油后，放入扇形包外壳内，其中，在扇形包外壳内壁事先铺贴有陶瓷纤维纸，方便脱模和消除浇注包衬收缩时扇形包模具产生的裂纹，然后向扇形包外壳与扇形包模具的空隙之间浇注包衬料，其中，该包衬料为高氧化铝含碳化硅的浇注料与水混合搅拌而成，且浇注料与水之间的比例为浇注料：水＝100:5.2，即使用100kg的浇注料时，需要使用5.2Kg的水进行混合搅拌，搅拌5min后，从而制得浇注料，同时，利用该浇注料进行浇注的过程中使用振动棒进行振动；其中，本发明中所使用的浇注料中SiO2的含量为7％，Al2O3的含量为58％，CaO的含量为0.7％，SiC与C的总含量为32％，剩余为TiO2、MgO、Na2O和K2O的混合物，且浇注料中，浇注料的粒度小于0.063mm平均占比26％，浇注料粒度大于0.063mm平均占比74％，采用该浇铸材料制备得到的包衬具有密实度高、强度高、孔隙率低和耐高温特点；
其中，该实施例中，扇形包外壳为位于最外部的钢质的包壳层。
S3:浇注完毕后使包衬料凝固13h，然后移除扇形包模具，再将拆除模具后的扇形包包衬在室温下固化12h，并在扇形包衬内刷涂水基石墨涂料；其中，该水基石墨涂料中，由以下重量百分比的原料组成：SiO223％，Al2O39％，C60％，胶粘剂8％。经检测，水基石墨涂料的波美度48，悬浮性98％，密度1.3，条件粘度6-8s，发气量≤16.7ml/g，涂层耐磨性1.5g。
S4：将步骤S3中经过室温固化后的扇形包包衬使用烤包器烘干，其中，烤包器的升温速率为15℃/小时，烤包器烘干时的温度为400℃，避免火焰冲击局部加热，否则导致蒸汽爆裂。
同时，采用本发明方法制备得到的扇形包包衬，当预烧到不同温度时，进行相关性能检测，结果如表2所示。
预烧到(℃) 体积密度(Kg/m<sup>3</sup>) 耐压强度(N/mm<sup>2</sup>) 永久线性变化(％)
110 2756 34 -
1600 2651 41 +1.5％
实施例3
扇形包的制作过程如下：
S1：用8mm厚的铁板制作扇形包模具；
S2：将扇形包模具外面裹一层塑料膜，外面刷涂黄油后，放入扇形包外壳内，其中，在扇形包外壳内壁事先铺贴有陶瓷纤维纸，方便脱模和消除浇注包衬收缩时扇形包模具产生的裂纹，然后向扇形包外壳与扇形包模具的空隙之间浇注包衬料，其中，该包衬料为高氧化铝含碳化硅的浇注料与水混合搅拌而成，且浇注料与水之间的比例为浇注料：水＝100:5.5，即使用100kg的浇注料时，需要使用5.5Kg的水进行混合搅拌，搅拌5min后，从而制得浇注料，同时，利用该浇注料进行浇注的过程中使用振动棒进行振动；其中，本发明中所使用的浇注料中SiO2的含量为7％，Al2O3的含量为58％，CaO的含量为0.7％，SiC与C的总含量为32％，剩余为TiO2、MgO、Na2O和K2O的混合物，且浇注料中，浇注料的粒度小于0.063mm平均占比26％，浇注料粒度大于0.063mm平均占比74％，采用该浇铸材料制备得到的包衬具有密实度高、强度高、孔隙率低和耐高温特点；
其中，该实施例中，扇形包外壳包括位于最外部的钢质的包壳层。
S3:浇注完毕后使包衬料凝固15h，然后移除扇形包模具，再将拆除模具后的扇形包包衬在室温下固化12h，并在扇形包衬内刷涂水基石墨涂料；其中，该水基石墨涂料中，由以下重量份的原料组成：SiO225％，Al2O38％，C≥62％，胶粘剂5％。经检测，水基石墨涂料的波美度50，悬浮性99％，密度1.35，条件粘度6-8s，发气量≤16.7ml/g，涂层耐磨性2.0g.
S4：将步骤S3中经过室温固化后的扇形包包衬使用烤包器烘干，其中，烤包器的升温速率为20℃/小时，烤包器烘干时的温度为400℃，避免火焰冲击局部加热，否则导致蒸汽爆裂。
同时，采用本发明方法制备得到的扇形包包衬，当预烧到不同温度时，进行相关性能检测，结果如表3所示。
预烧到(℃) 体积密度(Kg/m<sup>3</sup>) 耐压强度(N/mm<sup>2</sup>) 永久线性变化(％)
110 2733 33 -
1600 2639 42 +1.7％
经检测，采用本发明实施例1-3的方法制备得到的扇形包包衬的最高工作温度为1700℃，最高体积密度为2900kg/m3。
采用本发明中提供的浇注料浇灌形成的扇形包的永久层无砖缝。改进后的扇形包在反复倾倒的工作中，如有铁水渗入工作衬也只是到永久层空隙之间的砂缝为止，不会穿过无砖缝的永久层到达扇形包壳，实现长效寿命扇形包功能。
制作好的扇形包先进行烫包，然后投入使用，每2h清理粘渣，使用寿命达到10个班次，120h后报废，再重新制作新的包衬。
以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种具有长效寿命的扇形包的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：制备扇形包模具；
S2：将扇形包模具进行预处理后，放入扇形包外壳内，然后向扇形包外壳与扇形包模具的空隙之间浇注包衬料，浇注过程中使用振动棒进行振动；
S3:浇注完毕后使包衬料凝固，然后移除扇形包模具，再将拆除模具后的扇形包包衬在室温下固化，并在扇形包衬内刷涂水基石墨涂料；
S4：将步骤S3中经过室温固化后的扇形包包衬进行烘干。
2.根据权利要求1所述的具有长效寿命的扇形包的制作方法，其特征在于：所述扇形包模具采用8mm厚的铁板制作。
3.根据权利要求1所述的具有长效寿命的扇形包的制作方法，其特征在于：所述扇形包模具的预处理包括先在扇形包模具外裹一层塑料膜后，再在塑料膜外面刷涂黄油。
4.根据权利要求1所述的具有长效寿命的扇形包的制作方法，其特征在于：所述扇形包外壳为位于最外部的钢质的包壳层。
5.根据权利要求1所述的具有长效寿命的扇形包的制作方法，其特征在于：所述扇形包外壳内壁还铺贴有陶瓷纤维纸。
6.根据权利要求1所述的具有长效寿命的扇形包的制作方法，其特征在于：所述包衬料为高氧化铝含碳化硅的浇注料与水混合搅拌而成，所述浇注料与水之间的比例为浇注料：水＝100:5-5.5。
7.根据权利要求6所述的具有长效寿命的扇形包的制作方法，其特征在于：所述浇注料中SiO2的含量为7％，Al2O3的含量为58％，CaO的含量为0.7％，SiC与C的总含量为32％，剩余为TiO2、MgO、Na2O和K2O的混合物，且浇注料中，粒度小于0.063mm平均占比为26％，浇注料粒度大于0.063mm平均占比为74％。
8.根据权利要求1所述的具有长效寿命的扇形包的制作方法，其特征在于：所述步骤S3中，凝固时间为12-15h，固化时间为12h。
9.根据权利要求1所述的具有长效寿命的扇形包的制作方法，其特征在于：所述步骤S3中，水基石墨涂料的波美度为46-50，悬浮性96-99％，密度为1.25-1.35g/ml，条件粘度为6-8s，发气量≤16.7ml/g，涂层耐磨性1.0-2.0g；且由以下重量百分比的原料组成：SiO2 21-25％，Al2O38-10％，C≥60％，胶粘剂5-10％，其中，以上重量百分比之和为100％。
10.根据权利要求1所述的具有长效寿命的扇形包的制作方法，其特征在于：所述步骤S4中，使用烤包器烘干包衬，所述烤包器的升温速率不超过20℃/小时，烤包器烘干时的温度为400℃。
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张研，苏柏林，杨万华: "砂型水基石墨涂料在离心铸管生产中的应用", 《铸造设备与工艺》 *
赵沛: "炉外精炼及铁水预处理实用技术手册", 《炉外精炼及铁水预处理实用技术手册》 *

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