专利名称：一种异型坯连铸机中间包工作衬、其施工胎膜、及其制备方法
技术领域：
本发明属于钢铁冶金连铸中间包工艺技术领域，涉及一种异型坯连铸机中间包工作衬、其施工胎膜、及其制备方法，尤其涉及一种异型坯连铸机中间包冲击区工作衬、其施工胎膜、及其制备方法。
背景技术：
异型坯连铸机因其断面的特殊性，它是集圆坯、方坯、板坯于一体的新型连铸工艺，中间包具有和其他传统连铸连铸中间包不同的工艺特点，中间包设计狭长，每个铸流采用2个定径水口浇注，且不同铸坯断面的每个铸流的2个定径水口的间距不同。在中间包方面存在的主要是，中间包冲击区采用现有技术生产的镁质板作为工作衬护板，侵蚀、冲刷严重，与中间包工作衬其它部位的使用寿命不同步，成为提高中间包使用寿命的瓶颈问题,而中间包使用寿命低又导致异型坯连铸中间包耐材成本高,并增加了中间包注余,进而降低了异型坯合格率。
发明内容
本发明的发明目的是，针对现有异型坯连铸中间包工作衬技术存在的问题，提供一种异型坯连铸机中间包工作衬及其制备方法，这种中间包工作衬根据中间包冲击区工作衬的抗侵蚀、抗冲刷性能要求，采用复合结构材料及圆弧角结构，实现了中间包冲击区工作衬与其它部位工作衬的使用寿命同步，单包连浇时间达到36小时以上，同比提高12小时， 同比降低连铸中间包耐材成本30%以上。一种异型坯连铸机中间包工作衬，其特征在于，冲击区工作衬采用含碳耐火砖(2) 砌筑，并在含碳耐火砖(2)外表面涂抹一层涂抹料(3)，且冲击区工作衬的拐角(5)均为圆弧角，而冲击区以外的包壁工作衬(8)和包底工作衬(10)均采用干式料。冲击区工作衬的拐角(5)由传统设计的直角改为圆弧角，其作用在于减小了中间包内钢水流经工作衬拐角时的阻力，由此减轻了钢水对拐角的冲刷，使拐角局部侵蚀重的技术问题得到解决。优选的，冲击区工作衬含碳耐火砖(2)厚度a为50 70mm，涂抹料(3)厚度b为 10 30mmo优选的，冲击区以外的包壁工作衬(8)厚度X为60 80mm，包底工作衬(10)厚度 y 为 50 70mm。所述含碳耐火砖，是指用于炼钢转炉、电炉、精炼炉的树脂结合的镁碳砖、铝镁碳砖及其用后的废续碳砖或废招续碳砖中的一种。优选的，所述镁碳砖，其MgO含量为69 85%，C含量为5 18%，显气孔率为3. O 7. 0%，体积密度为2. 87 3. 15g/cm3,常温耐压强度为30 50MPa。优选的，所述铝镁碳砖，其MgCHAl2O3含量为72 76%，MgO含量为10 14%，C含量为7 8%，显气孔率为8 10%，体积密度为2. 80 2. 90g/cm3,常温耐压强度为40 、55MPa，0. 2MPa荷重软化温度为1600 1670°C。优选的，所述废镁碳砖或废铝镁碳砖，是指上述的镁碳砖、铝镁碳砖在炼钢转炉、 电炉、精炼炉上使用以后的废镁碳砖或废铝镁碳砖，并经拣选、清理、砌砖机定长切割而成， 其定尺长度与冲击区工作衬含碳耐火砖(2)的厚度相等，都是a为50 70mm。所述涂抹料(3)，是指现有技术生产的用于连铸机中间包工作衬的镁质涂抹料或续碳质涂抹料。所述干式料，是指现有技术生产的用于连铸机中间包工作衬的镁尖晶石质干式料或镁质干式料。本发明还提供一种异型坯连铸机中间包干式料工作衬的施工胎膜，其特征在于， 在干式料工作衬施工胎膜(12)的含碳耐火砖(2)的左右两个端面(7)处，各焊接一个挡板
(11)，挡板(11)的长度为冲击区工作衬的长度L，挡板(11)的宽度m为冲击区工作衬含碳耐火砖(2)厚度a与涂抹料(3)厚度b之和。优选的，挡板(11)选用耐热铸钢，挡板(11)厚度一般为20 30mm。挡板(11)的作用是在使用工作衬干式料施工胎模(12)进行中间包包壁工作衬(8)的干式料施工时， 成为干式料的左右挡板，左右挡板(11)之间不填料，从而在工作衬冲击区砌筑含碳耐火砖
(2)的部位预留空间。本发明还提供一种异型坯连铸机中间包工作衬的制备方法，包括以下步骤I)工作衬干式料施工胎模(12)准备施工前对工作衬干式料施工胎模(12)表面清理干净后，均匀刷油备用；2)中间包包底工作衬(10)的干式料施工，将现有技术生产的干式料放到中间包包底、摊平，然后充分捣实，并将表面压平压光。包底工作衬(10)厚度y为50 70mm ；3)将工作衬干式料施工胎模(12)放置到中间包包底工作衬(10)上面，使两个挡板(11)与中间包永久衬(I)靠紧，保证无缝；4)中间包包壁工作衬(8)的干式料施工，工作衬干式料施工胎模(12)的左右两个挡板(11)之间不填料，即在工作衬冲击区砌筑含碳耐火砖(2)的部位预留空间，而在预留空间之外，将现有技术生产的干式料放到工作衬干式料施工胎模(12)的侧壁与中间包永久衬(I)之间的预留空间之外的间隙内，填料后应首先将松散的料层处理均匀，一次填料厚度不允许超过150mm，采用风镐，按照一定顺序均匀捣打；5)工作衬干式料成型烘烤①由常温均匀、连续升温到150°C，烘烤5(Γ60分钟，火焰长度在40(T450mm ;②由150°C均匀、连续升温到20(T24(TC，烘烤60 70分钟，火焰长度在60(T650mm ;③停火后冷却4 8小时，把工作衬干式料施工胎模(12)从中间包内提出；6)中间包稳流器(4)安装，其中心与大包长水口(13)中心线重合，稳流器(4)与永久衬(I)之间，采用涂抹料(3)填实；7)冲击区工作衬含碳耐火砖(2)施工，采用涂抹料(3)将含碳耐火砖(2)湿法砌筑，冲击区工作衬含碳耐火砖(2)的厚度a为50 70mm ；
8)冲击区工作衬涂抹料(3)的涂抹施工，将涂抹料加入混料机内，干搅2 3分钟后，加入涂抹料总重12 15%的水，搅拌4飞分钟，搅拌均匀，采用抹子均匀涂抹在含碳耐火砖(2)的外表面，涂抹料(3)厚度(b)为10 30mm，自然养生4 8小时，异型坯连铸机中间包工作衬的制备完成。
本发明的有益效果是I)本发明的异型坯连铸机中间包冲击区工作衬，采用含碳耐火砖砌筑，并在含碳耐火砖外表面涂抹一层涂抹料，提高了对高温钢水、钢渣的抗侵蚀、抗冲刷性能，实现了中间包冲击区工作衬与其它部位工作衬的使用寿命同步，单包连浇时间达到36小时以上，同比提高12小时，同比降低连铸中间包耐材成本30%以上。2)本发明对LF或RH精炼钢包工作衬用后的废镁碳砖或废铝镁碳砖进行直接循环再利用技术，符合国家循环经济、节能减排的产业政策，具有较好的经济和社会效益。本发明在莱芜钢铁集团银山型钢有限公司炼钢厂大H型钢异型坯连铸中间包上成功应用，应用效果好(I)异型坯连铸机中间包冲击区工作衬侵蚀、冲刷重的技术难题得到解决，提高了异型坯连铸机中间包的单包连浇时间，平均由24小时提高到36小时以上， 同比提高12小时，同比降低连铸中间包耐材成本30%以上；(2)对130tLF、RH精炼钢包工作衬用后的废镁碳砖进行直接循环再利用技术，减少了废旧耐火材料的排放，进一步降低了中间包耐材成本。
图I为本发明异型坯连铸机中间包工作衬结构俯视图； 图2为本发明异型坯连铸机中间包工作衬冲击区A-A剖面图；图3为本发明异型坯连铸机中间包工作衬施工胎膜及安装示意图。其中，I-中间包永久衬稳流器,2-冲击区工作衬含碳耐火砖，3-涂抹料，4-稳流器；5_冲击区工作衬拐角，6-中间包包壳，7-冲击区工作衬含碳耐火砖两端面与干式料的结合界面，8-包壁工作衬，9-定径水口，10-包底工作衬，11-挡板；12-工作衬干式料施工胎模，13-大包长水口。
具体实施例方式以下实施例是对发明的安装方法进一步说明，但本发明并不局限于此。实施例I :图I、图2所示，一种异型坯连铸机中间包工作衬，其特征在于，冲击区工作衬采用含碳耐火砖2砌筑，并在含碳耐火砖(2)外表面涂抹一层涂抹料3，且冲击区工作衬的拐角 5均为圆弧角，而冲击区以外的包壁工作衬8和包底工作衬10均采用干式料。冲击区工作衬的拐角5由传统设计的直角改为圆弧角，其作用在于减小了中间包内钢水流经工作衬拐角时的阻力，由此减轻了钢水对拐角的冲刷，使拐角局部侵蚀重的技术问题得到解决。所述冲击区工作衬含碳耐火砖2厚度a为70mm,涂抹料3厚度b为10mm。所述冲击区以外的包壁工作衬8厚度X为80mm，包底工作衬10厚度y为70mm。所述含碳耐火砖2，是指牌号为MT-14A的镁碳砖在LF精炼炉上使用以后拆下的废镁碳砖，并经拣选、清理、砌砖机定长切割而成，其定尺长度与冲击区工作衬含碳耐火砖2 的厚度相等，都是a为70mm。所述MT-14A的镁碳砖，其MgO含量为76%，C含量为14%，显气孔率为3. 5%，体积密度为2. 95g/cm3，常温耐压强度为40MPa。所述涂抹料3，是指现有技术生产的用于连铸机中间包工作衬的镁碳质涂抹料。
所述干式料，是指现有技术生产的用于连铸机中间包工作衬的镁尖晶石质干式料。如图2、图3所示，一种异型坯连铸机中间包干式料工作衬的施工胎膜12，其特征在于，在干式料工作衬施工胎膜12的含碳耐火砖2的左右两个端面7处，各焊接一个挡板 11，挡板11的长度为冲击区工作衬的长度L，挡板11的宽度m为冲击区工作衬含碳耐火砖 2厚度a与涂抹料3厚度b之和。所述挡板11选用耐热铸钢，挡板11厚度为20mm。一种异型坯连铸机中间包工作衬的制备方法，包括以下步骤I)工作衬干式料施工胎模12准备施工前对工作衬干式料施工胎模12表面清理干净后，均勻刷油备用。2)中间包包底工作衬10的干式料施工，将现有技术生产的镁尖晶石质干式料放到中间包包底、摊平，然后充分捣实，并将表面压平压光。包底工作衬10厚度y为70mm。
3)将工作衬干式料施工胎模12放置到中间包包底工作衬10上面，使两个挡板11 与中间包永久衬I靠紧，保证无缝。4)中间包包壁工作衬8的干式料施工，工作衬干式料施工胎模12的左右两个挡板 11之间不填料，即在工作衬冲击区砌筑含碳耐火砖2的部位预留空间，而在预留空间之外， 将现有技术生产的干式料放到工作衬干式料施工胎模12的侧壁与中间包永久衬I之间的预留空间之外的间隙内，填料后应首先将松散的料层处理均匀，一次填料厚度不允许超过 150mm,采用风镐,按照一定顺序均勻捣打；5)工作衬干式料成型烘烤①由常温均匀、连续升温到150°C，烘烤5(Γ60分钟，火焰长度在40(T450mm ;②由150°C均匀、连续升温到20(T24(TC，烘烤60 70分钟，火焰长度在60(T650mm ;③停火后冷却8小时，把工作衬干式料施工胎模12从中间包内提出。6)中间包稳流器4安装，其中心与大包长水口 13中心线重合，稳流器4与永久衬 I之间用涂抹料3填实。7)冲击区工作衬含碳耐火砖2施工，采用涂抹料3将含碳耐火砖2湿法砌筑，冲击区工作衬含碳耐火砖2的厚度a为70_。8)冲击区工作衬涂抹料3的涂抹施工，将涂抹料加入混料机内，干搅3分钟后，力口入涂抹料总重15%的水，搅拌4分钟，搅拌均匀，采用抹子均匀涂抹在含碳耐火砖2的外表面，涂抹料3厚度b为IOmm,自然养生4小时,异型还连铸机中间包工作衬的制备完成。实施例2其他同实施例1，不同之处在于所述冲击区工作衬2的厚度a为50mm,涂抹料3厚度b为30mm。所述冲击区以外的包壁工作衬8厚度X为60mm，包底工作衬10厚度y为50mm。所述含碳耐火砖，选用牌号为LMT-72的铝镁碳砖，其MgCHAl2O3含量为72%，MgO 含量为10%，C含量为7%，显气孔率为10%，体积密度为2. 80g/cm3，常温耐压强度为40MPa， O. 2MPa荷重软化温度为1600°C。所述涂抹料3，是指现有技术生产的用于连铸机中间包工作衬的镁质涂抹料。所述挡板11选用耐热铸钢，挡板11厚度为30mm。一种异型坯连铸机中间包工作衬的制备方法，包括以下步骤
I)工作衬干式料施工胎模12准备施工前对工作衬干式料施工胎模12表面清理干净后，均勻刷油备用。2)中间包包底工作衬10的干式料施工，将现有技术生产的镁尖晶石质干式料放到中间包包底、摊平，然后充分捣实，并将表面压平压光。包底工作衬10厚度y为50mm。3)将工作衬干式料施工胎模12放置到中间包包底工作衬10上面，使两个挡板11 与中间包永久衬I靠紧，保证无缝。4)中间包包壁工作衬8的干式料施工，工作衬干式料施工胎模12的左右两个挡板 11之间不填料，即在工作衬冲击区砌筑含碳耐火砖2的部位预留空间，而在预留空间之外， 将现有技术生产的干式料放到工作衬干式料施工胎模12的侧壁与中间包永久衬I之间的预留空间之外的间隙内，填料后应首先将松散的料层处理均匀，一次填料厚度不允许超过 150mm,采用风镐,按照一定顺序均勻捣打；5)工作衬干式料成型烘烤①由常温均匀、连续升温到150°C，烘烤5(Γ60分钟，火焰长度在40(T450mm ;②由150°C均匀、连续升温到20(T24(TC，烘烤60 70分钟，火焰长度在60(T650mm ;③停火后冷却4小时，把工作衬干式料施工胎模12从中间包内提出。6)中间包稳流器4安装，其中心与大包长水口 13中心线重合，稳流器4与永久衬 I之间用涂抹料3填实。 7)冲击区工作衬含碳耐火砖2施工，采用涂抹料3将含碳耐火砖2湿法砌筑，冲击区工作衬含碳耐火砖2的厚度a为50mm。8)冲击区工作衬涂抹料3的涂抹施工，将涂抹料加入混料机内，干搅2分钟后，力口入涂抹料总重12%的水，搅拌6分钟，搅拌均匀，采用抹子均匀涂抹在含碳耐火砖2的外表面，涂抹料3厚度b为30mm，自然养生8小时，异型坯连铸机中间包工作衬的制备完成。实施例3其他同实施例I,不同之处在于所述冲击区工作衬2的厚度a为60mm,涂抹料3厚度b为20mm。所述冲击区以外的包壁工作衬8厚度X为70mm，包底工作衬10厚度y为60mm。所述含碳耐火砖，选用牌号为MT-18C镁碳砖，其MgO含量为69%，C含量为18%，显气孔率为4. 0%，体积密度为2. 87g/cm3，常温耐压强度为30MPa。所述挡板11选用耐热铸钢，挡板11厚度为25mm。一种异型坯连铸机中间包工作衬的制备方法，包括以下步骤I)工作衬干式料施工胎模12准备施工前对工作衬干式料施工胎模12表面清理干净后，均勻刷油备用。2)中间包包底工作衬10的干式料施工，将现有技术生产的镁尖晶石质干式料放到中间包包底、摊平，然后充分捣实，并将表面压平压光。包底工作衬10厚度y为60mm。3)将工作衬干式料施工胎模12放置到中间包包底工作衬10上面，使两个挡板11 与中间包永久衬I靠紧，保证无缝。4)中间包包壁工作衬8的干式料施工，工作衬干式料施工胎模12的左右两个挡板 11之间不填料，即在工作衬冲击区砌筑含碳耐火砖2的部位预留空间，而在预留空间之外， 将现有技术生产的干式料放到工作衬干式料施工胎模12的侧壁与中间包永久衬I之间的预留空间之外的间隙内，填料后应首先将松散的料层处理均匀，一次填料厚度不允许超过150mm,采用风镐,按照一定顺序均勻捣打；5)工作衬干式料成型烘烤①由常温均匀、连续升温到150°C，烘烤5(Γ60分钟，火焰长度在40(T450mm ;②由150°C均匀、连续升温到20(T24(TC，烘烤60 70分钟，火焰长度在60(T650mm ;③停火后冷却8小时，把工作衬干式料施工胎模12从中间包内提出。6)中间包稳流器4安装，其中心与大包长水口 13中心线重合，稳流器4与永久衬 I之间用涂抹料3填实。7)冲击区工作衬含碳耐火砖2施工，采用涂抹料3将含碳耐火砖2湿法砌筑，冲击区工作衬含碳耐火砖2的厚度a为60_。
8)冲击区工作衬涂抹料3的涂抹施工，将涂抹料加入混料机内，干搅3分钟后，力口入涂抹料总重13. 5%的水，搅拌4分钟，搅拌均匀，采用抹子均匀涂抹在含碳耐火砖2的外表面，涂抹料3厚度b为20mm，自然养生5小时，异型坯连铸机中间包工作衬的制备完成。
权利要求
1.一种异型坯连铸机中间包工作衬，其特征在于，冲击区工作衬采用含碳耐火砖(2)砌筑，并在含碳耐火砖(2)外表面涂抹一层涂抹料(3)，且冲击区工作衬的拐角(5)均为圆弧角，而冲击区以外的包壁工作衬(8)和包底工作衬(10)均采用干式料。
2.根据权利要求I所述的异型坯连铸机中间包工作衬，其特征在于，所述冲击区工作衬含碳耐火砖(2)厚度a为50 70mm,涂抹料(3)厚度b为10 30mm。
3.根据权利要求I所述的异型坯连铸机中间包工作衬，其特征在于，所述冲击区以外的包壁工作衬(8)厚度X为60 80mm,包底工作衬(10)厚度y为50 70mm。
4.根据权利要求I所述的异型坯连铸机中间包工作衬，其特征在于，所述含碳耐火砖，是指用于炼钢转炉、电炉、精炼炉上的树脂结合的镁碳砖、铝镁碳砖及其在炼钢转炉、电炉、精炼炉上使用以后的废续碳砖或废招续碳砖中的一种。
5.根据权利要求4所述的异型坯连铸机中间包工作衬，其特征在于，所述镁碳砖，其MgO含量为69 85%，C含量为5 18%，显气孔率为3. O 7. 0%，体积密度为2. 87 — 3. 15g/cm3，常温耐压强度为30 50MPa。
6.根据权利要求4所述的异型坯连铸机中间包工作衬，其特征在于，所述铝镁碳砖，其MgCHAl2O3含量为72 76%，MgO含量为10 14%，C含量为7 8%，显气孔率为8 10%，体积密度为2. 80 2. 90g/cm3,常温耐压强度为40 55MPa，O. 2MPa荷重软化温度为1600 1670 O。
7.根据权利要求4所述的异型坯连铸机中间包工作衬，其特征在于，所述废镁碳砖是其MgO含量为69 85%，C含量为5 18%，显气孔率为3. O 7. 0%，体积密度为2. 87 3.15g/cm3，常温耐压强度为30 50MPa的镁碳砖在炼钢转炉、电炉、精炼炉上使用以后，经拣选、清理、砌砖机定长切割而成，其定尺长度与冲击区工作衬含碳耐火砖(2)的厚度相等。
8.根据权利要求4所述的异型坯连铸机中间包工作衬，其特征在于，所述废铝镁碳砖是其MgCHAl2O3含量为72 76%，MgO含量为10 14%，C含量为7 8%，显气孔率为8 10%,体积密度为2. 80 2. 90g/cm3,常温耐压强度为40 55MPa，O. 2MPa荷重软化温度为1600 1670°C的铝镁碳砖在炼钢转炉、电炉、精炼炉上使用以后，经拣选、清理、砌砖机定长切割而成，其定尺长度与冲击区工作衬含碳耐火砖(2)的厚度相等。
9.一种用于权利要求I所述的异型坯连铸机中间包工作衬的施工胎膜，其特征在于，在干式料工作衬施工胎膜(12)的含碳耐火砖(2)的左右两个端面(7)处，各焊接一个挡板(11)，挡板(11)的长度为冲击区工作衬的长度L，挡板(11)的宽度m为冲击区工作衬含碳耐火砖(2)厚度a与涂抹料(3)厚度b之和。
10.根据权利要求9所述的异型坯连铸机中间包工作衬的施工胎膜，其特征在于，所述挡板(11)选用耐热铸钢，挡板(11)厚度为20 30mm。
11.一种使用权利要求9所述的异型坯连铸机中间包工作衬的施工胎膜制备异型坯连铸机中间包工作衬的方法，其特征在于，包括以下步骤 O工作衬干式料施工胎模(12)准备施工前对工作衬干式料施工胎模(12)表面清理干净后，均勻刷油备用； 2)中间包包底工作衬(10)的干式料施工，将现有技术生产的干式料放到中间包包底、摊平，然后充分捣实，并将表面压平压光。包底工作衬(10)厚度y为50 70mm ； 3)将工作衬干式料施工胎模(12)放置到中间包包底工作衬(10)上面，使两个挡板(11)与中间包永久衬(I)靠紧，保证无缝； 4)中间包包壁工作衬(8)的干式料施工，工作衬干式料施工胎模(12)的左右两个挡板(11)之间不填料，即在工作衬冲击区砌筑含碳耐火砖(2)的部位预留空间，而在预留空间之外，将现有技术生产的干式料放到工作衬干式料施工胎模(12 )的侧壁与中间包永久衬(I)之间的预留空间之外的间隙内，填料后应首先将松散的料层处理均匀，一次填料厚度不允许超过150mm,采用风镐,按照一定顺序均勻捣打； 5)工作衬干式料成型烘烤①由常温均匀、连续升温到150°C，烘烤5(Γ60分钟，火焰长度在40(T450mm ;②由150°C均匀、连续升温到20(T240°C，烘烤60 70分钟，火焰长度在60(T650mm ;③停火后冷却4 8小时，把工作衬干式料施工胎模(12)从中间包内提出； 6)中间包稳流器(4)安装，其中心与大包长水口(13)中心线重合，稳流器(4)与永久衬(I)之间，采用涂抹料(3)填实； 7)冲击区工作衬含碳耐火砖(2)施工，采用涂抹料(3)将含碳耐火砖(2)湿法砌筑，冲击区工作衬含碳耐火砖(2)的厚度a为50 70_ ； 8)冲击区工作衬涂抹料(3)的涂抹施工，将涂抹料加入混料机内，干搅2 3分钟后，力口入涂抹料总重12 15%的水，搅拌4飞分钟，搅拌均匀，采用抹子均匀涂抹在含碳耐火砖(2)的外表面，涂抹料(3)厚度(b)为10 30mm，自然养生4 8小时，异型坯连铸机中间包工作衬的制备完成。
全文摘要
本发明属于钢铁冶金连铸中间包工艺技术领域，涉及一种异型坯连铸机中间包工作衬、其施工胎膜、及其制备方法，尤其涉及一种异型坯连铸机中间包冲击区工作衬、其施工胎膜、及其制备方法。其特征在于，冲击区工作衬采用含碳耐火砖(2)砌筑，并在含碳耐火砖(2)外表面涂抹一层涂抹料(3)，且冲击区工作衬的拐角(5)均为圆弧角，而冲击区以外的包壁工作衬(8)和包底工作衬(10)均采用干式料。采用本发明实现了中间包冲击区工作衬与其它部位工作衬的使用寿命同步，单包连浇时间达到36小时以上，同比提高12小时，同比降低连铸中间包耐材成本30%以上。
文档编号B22D41/02GK102699316SQ20121014399
公开日2012年10月3日 申请日期2012年5月10日 优先权日2012年5月10日
发明者张继军, 武光君 申请人:莱芜钢铁集团有限公司