一种轻薄型连铸中间包用摆槽及其制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种轻薄型连铸中间包用摆槽及其制作方法，所述方法包括以下步骤：在半圆筒形外壳的一端设置用于密封所述一端的端面挡板；在所述半圆筒形外壳的底部打结第一层耐火材料，在靠近所述端面挡板处的耐火材料上铺设防裂金属网片后再打结第二层耐火材料；再从半圆筒形外壳的边缘部位开始涂抹耐火材料，直至形成具有由边缘部位向中心部位逐渐增大的渐变厚度的耐火材料内层；最后干燥得到成品。所述轻薄型连铸中间包用摆槽则由上述方法制作得到。本发明制作获得的轻薄型连铸中间包用摆槽结构简单，使用材料消耗量低，既能有效节约材料成本、减轻摆槽重量，又能较好地延长使用寿命，取得了良好技术效果。
【专利说明】一种轻薄型连铸中间包用摆槽及其制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于炼钢【技术领域】，更具体地讲，涉及连铸定径水口浇注工艺中的连铸中间包用摆槽及其制作方法。
【背景技术】
[0002]小方坯连铸一般采用定径水口浇注工艺，由于定径水口不能有效控制钢液注流，通常使用摆槽装置来控制结晶器内的钢液量。在连铸开浇起步时，一般采用摆槽多次引流的方式减少结晶器内的钢水流入量，以确保结晶器内铸坯的充分凝固，并与引锭头牢固结合。若在连铸过程中发生漏钢、溢钢等事故时，可将摆槽摆至钢流下方，让钢水经摆槽装置流至渣盆内，避免钢水浇到结晶器盖板导致设备损坏或操作人员的伤害。
[0003]传统的摆槽装置采用钢板焊接成槽状框架，再在其内腔浇注成一定厚度的浇注料或砌筑摆槽砖，在生产使用过程中摆槽装置通常使用一次或几次就被损坏，其损坏形式主要是内部耐火材料损坏而被迫下线。由于连铸摆槽是易损耗备件，很多企业都采用了不同的方法来降低材料消耗，如采用钢厂废弃耐火材料制作摆槽，虽然该方法能够较好地降低摆槽生产成本，但摆槽的消耗数量却未能有效降低，即每个摆槽的使用寿命仍很低；又如采用组合式摆槽，即通过更换损坏的部份装置来达到提高摆槽使用寿命的目的，但实际生产中的摆槽间隙地受到钢水的冲击，温度变化很大，摆槽的外壳变形较大，分段更换的摆槽连接处存在缝隙，因而存在较大的安全隐患。
【发明内容】
[0004]针对现有技术中的不足，本发明的目的在于解决上述技术问题中的一个或多个。
[0005]本发明的目的在于提供一种既能节约材料成本、减轻摆槽重量，又能延长使用寿命的轻薄型连铸中间包用摆槽及其制作方法。
[0006]为了实现上述目的，本发明的一方面提供了一种轻薄型连铸中间包用摆槽的制作方法，所述方法包括以下步骤:在半圆筒形外壳的一端设置用于密封所述一端的端面挡板；在所述半圆筒形外壳的底部打结第一层耐火材料，在靠近所述端面挡板处的耐火材料上铺设防裂金属网片后再打结第二层耐火材料；再从半圆筒形外壳的边缘部位开始涂抹耐火材料，直至形成具有由边缘部位向中心部位逐渐增大的渐变厚度的耐火材料内层；最后干燥得到成品。
[0007]根据本发明的轻薄型连铸中间包用摆槽的制作方法的一个实施例，所述耐火材料由铝质浇注料和镁砂混合而成，以重量百分比计，所述耐火材料中Al2O3的配比为25?45%,MgO的配比为55?75%。
[0008]根据本发明的轻薄型连铸中间包用摆槽的制作方法的一个实施例，所述干燥的步骤包括在常温下自然干燥24?48h后再在150?200°C的烘箱中烘烤24?36h。
[0009]根据本发明的轻薄型连铸中间包用摆槽的制作方法的一个实施例，所述第一层耐火材料的厚度为8?10mm。[0010]本发明的另一方面提供了一种轻薄型连铸中间包用摆槽，所述摆槽由上述制作方法制得。
[0011]根据本发明的轻薄型连铸中间包用摆槽的一个实施例，所述摆槽包括半圆筒形外壳、端面挡板、耐火材料内层和防裂金属网片，所述端面挡板固定地设置在所述半圆筒形外壳的一端并封闭所述半圆筒形外壳的一端，所述耐火材料内层设置在所述半圆筒形外壳的整个内壁面上，所述耐火材料内层具有由边缘部位向中心部位逐渐增大的渐变厚度，所述防裂金属网片设置于所述耐火材料内层的中心部位并且靠近所述端面挡板。
[0012]根据本发明的轻薄型连铸中间包用摆槽的一个实施例，所述半圆筒形外壳的外径为250?325_、壁厚为3?6_、长度为2?2.5m。
[0013]根据本发明的轻薄型连铸中间包用摆槽的一个实施例，所述耐火材料内层的边缘部位厚度为I?3mm,所述耐火材料内层的中心部位厚度为16?20mm。
[0014]根据本发明的轻薄型连铸中间包用摆槽的一个实施例，所述防裂金属网片的长度为 300 ?500mm。
[0015]本发明制作得的轻薄型连铸中间包用摆槽结构简单，使用材料消耗量低，既能有效节约材料成本、减轻摆槽重量，又能较好地延长使用寿命，取得了良好技术效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本发明示例性实施例的轻薄型连铸中间包用摆槽的主视结构示意图。
[0017]图2是本发明示例性实施例的轻薄型连铸中间包用摆槽的俯视结构示意图。
[0018]附图标记说明:
[0019]1-半圆筒形外壳、2-端面挡板、3-耐火材料内层、4-防裂金属网片。
【具体实施方式】
[0020]在下文中，将参照附图来详细说明本发明的轻薄型连铸中间包用摆槽的制作方法。
[0021]根据本实施例的轻薄型连铸中间包用摆槽的制作方法包括以下步骤:
[0022]首先，在半圆筒形外壳I的一端设置用于密封所述一端的端面挡板2，并保持另一端的敞口状态。
[0023]其中，摆槽外壳作为承接和转移钢水的主要部件，其应该具有足够的强度和容量，则其宽度和长度均须满足连铸工艺要求，并且其壁厚则应确保强度。现有的摆槽外壳大都采用矩形或梯形槽，由于圆弧形槽与矩形或梯形槽相比具有较小的截面积，故可节省钢材、减轻重量，因此本发明选用半圆筒形外壳I作为摆槽外壳。优选地，选择外径为250?325mm、壁厚为3?6mm、长度为2?25m的普通碳素焊接钢管或无缝钢管对剖后所得的半圆筒形钢管作为本发明的半圆筒形外壳1，以降低摆槽的重量及生产成本，但本发明不限于此。
[0024]由于摆槽须限制摆槽内的钢水朝一个方向流动，故摆槽的一端应封闭并阻止钢水流出，则本发明设置了用于密封半圆筒形外壳I的一端的端面挡板2，并且该端面挡板2应该固定地设置在半圆筒形外壳I的一端并封闭该半圆筒形外壳I的一端。具体地，本发明选用厚度为3?6mm的钢板切割成半圆形并焊接在半圆筒形外壳I的一个端面上，但本发明不限于此。
[0025]然后，在半圆筒形外壳I的底部打结第一层耐火材料，并在靠近端面挡板2处的耐火材料上铺设防裂金属网片4后再打结第二层耐火材料。之后，再从半圆筒形外壳的边缘部位开始涂抹耐火材料，直至形成具有由边缘部位向中心部位逐渐增大的渐变厚度的耐火材料内层3。当然，在涂抹过程中应确保涂抹平滑。
[0026]优选地，所述耐火材料由铝质浇注料和镁砂混合而成。其中，以重量百分比计，所述耐火材料中Al2O3的配比为25?45%、MgO的配比为55?75%。本发明选用铝质浇注料和镁砂制备耐火材料是因为镁砂具有良好的耐高温性能，而铝质浇注料则有良好的粘结性，将这两种材料结合在一起就能够充分利用二者的优点，来达到既提高摆槽寿命，又确保安全的目的。其中，由于所使用的耐火材料必须具有良好的粘结性，所涂抹的耐火材料表面必须光洁，并且应尽可能减少使用过程中的局部损坏，故将该耐火材料中的Al2O3配比设置为25?45%、MgO配比设置为55?75%。根据实践经验来看，若Al2O3的配比小于25%或MgO的配比大于75%时，所述耐火材料的粘结性较差，甚至出现涂抹或烘烤过程中耐火材料内层剥落的现象；但若Al2O3的配比大于45%或MgO的配比小于55%时，所述耐火材料的高温性能又较差，使用过程中耐火材料内层的表面容易产生凹坑或孔洞缺陷，钢水会在该缺陷部位形成凝钢，导致清理时易损坏耐火材料内层。所以，耐火材料中Al2O3的配比为25?45%、MgO的配比为55?75%是能避免前述缺点的最佳配比。
[0027]根据本发明，所形成的耐火材料内层3设置在半圆筒形外壳I的整个内壁面上，并且耐火材料内层3具有由边缘部位向中心部位逐渐增大的渐变厚度。为了延长摆槽的使用寿命，通常需要在摆槽内设置耐火组件，现有技术中通常采用浇注料或砌筑摆槽砖，但钢水和浇注料或砌筑摆槽砖发生粘结是摆槽寿命偏低的原因之一，若使用耐火砖材料，则在清理耐火砖上粘结的残钢时很容易损伤砖体，且损坏部位不好修补。因此，本发明采用由铝质浇注料和镁砂混和并打结成形形成耐火材料内层3，即使钢水粘结损坏局部打结层，也只须在损伤部位局部涂抹所形成的混合料后即可正常使用，使摆槽的使用寿命大幅度提高。
[0028]从经济的角度出发，宜尽量减薄耐火材料内层3的厚度，但从安全的角度出发，耐火材料内层3的厚度则应适当增厚。由于除引导钢水流动的摆槽中心部位(即摆槽底部)须承受钢水的高温外，摆槽边缘部位(即摆槽顶部)则主要承受钢水的辐射热，因此本发明将摆槽中的耐火材料内层3的厚度设计成由边缘部位向中心部位逐渐增大的渐变厚度，即耐火材料内层3的厚度从摆槽的顶部向摆槽的底部逐渐增厚，既节约了材料成本，又减轻了摆槽重量，同时还能够保证摆槽的使用寿命。根据本发明的一个实施例，耐火材料内层3的边缘部位厚度为I?3mm,耐火材料内层3的中心部位厚度为16?20mm,但本发明不限于此。
[0029]此外，本发明还在摆槽的耐火材料内层3中并且在靠近端面挡板2处设置了防裂金属网片4。这是由于在采用本发明的耐火材料内层3后，发明人发现导致摆槽损坏的另一个原因是摆槽内的局部耐火材料内层剥落并产生裂口，并且该耐火材料剥落、产生裂口的现象主要发生在钢水冲刷区，即靠近端面挡板2的部位处。因此，为了防止该区域的剥落和裂口产生等，本发明采用了在靠近端面挡板2的钢水冲刷区局部设置金属网片进行局部增厚的方式来缓解钢水的冲刷，不仅取得了较好的效果，而且对摆槽的重量和成本影响非常小。具体地，本发明选用的防裂金属网片4的长度为300?500mm，宽度以能够放入摆槽中为准，并且该防裂金属网片可以为防裂铁丝网片、防裂钢丝网片等，但本发明不限于此。
[0030]由于刚制作好的摆槽中的耐火材料内层3湿润且强度不高，因此需要进行干燥才能得到合格成品。根据本发明的一个实施例，该干燥的步骤包括在常温下自然干燥24?48h后再在150?200°C的烘箱中烘烤24?36h，但本发明不限于此。此外，干燥之后的摆槽存放必须防雨、防潮，以备使用。
[0031]下面列出了本发明的一个示例性实施例的具体步骤。
[0032]1、将外径为250?325mm、壁厚为3?6mm、长度为2?25m的普通碳素焊接钢管或无缝钢管剖开成2个半圆槽,其中任意一个半圆槽即为制作摆槽的半圆筒形外壳。
[0033]2、将半圆筒形外壳的一端用钢板焊接密封，另一端则为敞口。
[0034]3、在半圆筒形外壳的内壁底部整体打结一层耐火材料，并在全长范围内进行浇筑，底部耐火材料层的厚度约为8?10mm。
[0035]4、在摆槽的钢水冲刷区(即靠近密封钢板处)的耐火材料上铺一层防裂金属网片，该防裂金属网片的宽度以能放入摆槽为宜，该防裂金属网片的长度为300?500mm，并且该防裂金属网片的金属丝的直径为0.2?0.5mm。
[0036]5、然后再在其上整体打结一层耐火材料，并在全长范围内浇筑,此时底部耐火材料层的总厚度约为16?20mm (包括第一次的打结厚度)。
[0037]6、最后从半圆筒形外壳的边缘部位开始涂抹耐火材料，并且使耐火材料层厚度从边缘部位至中心部位逐渐增厚，其中，边缘部位(摆槽顶部)的耐火材料层厚度为I?3mm，中心部位(摆槽底部)的耐火材料层的厚度为16?20mm，由此则形成了耐火材料内层。其中，耐火材料层全部要求涂抹平滑。此时完成了摆槽的初期制作。
[0038]7、将制作好的摆槽在常温下自然干燥24?48h，然后在150?200°C的烘箱中烘干，烘烤时间为24?36h，即得到摆槽成品。
[0039]以上所述的耐火材料由铝质浇注料和镁砂混和而成，其中Al2O3的配比为25?45%,MgO的配比为55?75%。
[0040]本发明的轻薄型连铸中间包用摆槽则由以上所述方法制作获得。
[0041]具体地，图1是本发明示例性实施例的轻薄型连铸中间包用摆槽的主视结构示意图，图2是本发明示例性实施例的轻薄型连铸中间包用摆槽的俯视结构示意图。如图1和图2所示，根据本发明的示例性实施例，所述轻薄型连铸中间包用摆槽包括半圆筒形外壳
1、端面挡板2、耐火材料内层3和防裂金属网片4，端面挡板2固定地设置在半圆筒形外壳I的一端并封闭半圆筒形外壳I的一端，耐火材料内层3设置在半圆筒形外壳I的整个内壁面上，耐火材料内层3具有由边缘部位向中心部位逐渐增大的渐变厚度，防裂金属网片4设置于耐火材料内层3的中心部位并且靠近端面挡板2。
[0042]最后结合具体示例进一步说明本发明。
[0043]示例 I:
[0044]将外径为273mm、壁厚为3.5mm、长度为2m的普通碳素焊接钢管剖开成2个半圆槽，其中任意一个半圆槽即为制作摆槽的半圆筒形外壳。
[0045]将半圆筒形外壳的一端用钢板焊接密封，另一端则为敞口。
[0046]在半圆筒形外壳的内壁底部整体打结一层耐火材料，并在全长范围内进行浇筑，底部耐火材料层的厚度约为8.2mm。[0047]在摆槽的钢水冲刷区(即靠近密封钢板处)的耐火材料上铺一层防裂铁丝网片，该防裂铁丝网片的宽度以能放入摆槽为宜，该防裂铁丝网片的长度为300mm，并且该防裂铁丝网片的铁丝的直径为0.3mm。
[0048]然后再在其上整体打结一层耐火材料，并在全长范围内浇筑，此时底部耐火材料层的总厚度约为17mm (包括第一次的打结厚度)。
[0049]最后从半圆筒形外壳的边缘部位开始涂抹耐火材料，并且使耐火材料层厚度从边缘部位至中心部位逐渐增厚，其中，边缘部位(摆槽顶部)的耐火材料层厚度为1mm，中心部位(摆槽底部)的耐火材料层的厚度为17mm，由此则形成了耐火材料内层。其中，耐火材料层全部要求涂抹平滑。
[0050]将制作好的摆槽在常温下自然干燥27h，然后在160°C的烘箱中烘干，烘烤时间为30h，即得到摆槽成品。
[0051]将本示例得到的连铸摆槽成品投入现场使用，共使用了 10个浇次，使用寿命较以前提高了 8倍。
[0052]示例 2:
[0053]将外径为325mm、壁厚为5mm、长度为2.1m的无缝钢管剖开成2个半圆槽,其中任意一个半圆槽即为制作摆槽的半圆筒形外壳。
[0054]将半圆筒形外壳的一端用钢板焊接密封，另一端则为敞口。
[0055]在半圆筒形外壳的内壁底部整体打结一层耐火材料，并在全长范围内进行烧筑，底部耐火材料层的厚度约为9.4mm。
[0056]在摆槽的钢水冲刷区(即靠近密封钢板处)的耐火材料上铺一层防裂钢丝网片，该防裂钢丝网片的宽度以能放入摆槽为宜，该防裂钢丝网片的长度为450mm，并且该防裂钢丝网片的钢丝的直径为0.3mm。
[0057]然后再在其上整体打结一层耐火材料，并在全长范围内浇筑，此时底部耐火材料层的总厚度约为19mm (包括第一次的打结厚度)。
[0058]最后从半圆筒形外壳的边缘部位开始涂抹耐火材料，并且使耐火材料层厚度从边缘部位至中心部位逐渐增厚，其中，边缘部位(摆槽顶部)的耐火材料层厚度为1.5mm,中心部位(摆槽底部)的耐火材料层的厚度为19mm，由此则形成了耐火材料内层。其中，耐火材料层全部要求涂抹平滑。
[0059]将制作好的摆槽在常温下自然干燥42h，然后在180°C的烘箱中烘干，烘烤时间为36h，即得到摆槽成品。
[0060]将本示例得到的连铸摆槽成品投入现场使用，共使用了 9个浇次，使用寿命较以前提高了 7.2倍。
[0061]综上所述，采用本发明的轻薄型连铸中间包用摆槽与现有摆槽相比，重量减轻约20%,使用寿命提高5?10倍，吨钢使用成本降低30?40%，并且减轻了现场的劳动强度。
[0062]本发明不限于上述实施例，在不脱离本发明范围的情况下，可以进行各种变形和修改。
【权利要求】
1.一种轻薄型连铸中间包用摆槽的制作方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤: 在半圆筒形外壳的一端设置用于密封所述一端的端面挡板； 在所述半圆筒形外壳的底部打结第一层耐火材料，在靠近所述端面挡板处的耐火材料上铺设防裂金属网片后再打结第二层耐火材料； 再从半圆筒形外壳的边缘部位开始涂抹耐火材料，直至形成具有由边缘部位向中心部位逐渐增大的渐变厚度的耐火材料内层； 最后干燥得到成品。
2.根据权利要求1所述的轻薄型连铸中间包用摆槽的制作方法，其特征在于，所述耐火材料由铝质浇注料和镁砂混合而成，以重量百分比计，所述耐火材料中Al2O3的配比为25?45%、MgO的配比为55?75%。
3.根据权利要求1所述的轻薄型连铸中间包用摆槽的制作方法，其特征在于，所述干燥的步骤包括在常温下自然干燥24?48h后再在150?200°C的烘箱中烘烤24?36h。
4.根据权利要求1所述的轻薄型连铸中间包用摆槽的制作方法，其特征在于，所述第一层耐火材料的厚度为8?10mm。
5.一种轻薄型连铸中间包用摆槽，其特征在于，所述摆槽由权利要求1至4中任一项所述的制作方法制得。
6.根据权利要求5所述的轻薄型连铸中间包用摆槽，其特征在于，所述摆槽包括半圆筒形外壳、端面挡板、耐火材料内层和防裂金属网片，所述端面挡板固定地设置在所述半圆筒形外壳的一端并封闭所述半圆筒形外壳的一端，所述耐火材料内层设置在所述半圆筒形外壳的整个内壁面上,所述耐火材料内层具有由边缘部位向中心部位逐渐增大的渐变厚度，所述防裂金属网片设置于所述耐火材料内层的中心部位并且靠近所述端面挡板。
7.根据权利要求6所述的轻薄型连铸中间包用摆槽，其特征在于，所述半圆筒形外壳的外径为250?325臟、壁厚为3?6mm、长度为2?2.5m。
8.根据权利要求6所述的轻薄型连铸中间包用摆槽，其特征在于，所述耐火材料内层的边缘部位厚度为I?3mm,所述耐火材料内层的中心部位厚度为16?20mm。
9.根据权利要求6所述的轻薄型连铸中间包用摆槽，其特征在于，所述防裂金属网片的长度为300?500_。
【文档编号】B22D11/10GK103785803SQ201410060255
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2014年2月21日 优先权日:2014年2月21日
【发明者】刘志军, 万朝明, 黄生权, 易良刚, 吕学辉 申请人:攀钢集团成都钢钒有限公司