渣线增强型连铸中间包的制作方法

1.本实用新型涉及连铸中间包技术领域，尤其涉及一种渣线增强型连铸中间包。


背景技术：

2.中间包是炼钢连铸中用到的一个耐火材料容器，首先接受从钢包浇下来的钢水，然后再由中间包水口分配到各个结晶器中去。中间包大部分空间盛装熔融钢水，钢水上部漂浮有一层熔渣400，中间包内表面与熔渣等高的可直接接触熔渣的一圈称为渣线部位101，如图1所示。该部位干式料受熔渣的侵蚀渗透极其严重，使用过程中该区域干式料厚度会不断变薄，导致中间包的使用寿命较短，因此，该部位材料厚度是判断中间包是否能够继续使用的关键。
3.目前中间包工作层干式料施工如图2所示，首先在中间包包底平铺一定厚度的干式料，然后放入胎膜500，胎膜500上有定位卡口，可确保胎模500四周与永久层200浇注料之间间距满足要求。然后再用干式料填满胎模500与永久层200之间的浇注空腔800。胎模500上部设置有若干振动电机，边填料边振动，以将填入的干式料振捣密实。填满干式料后即可点燃烘烤器在胎膜500内部进行加热，干式料中结合剂材料受热后发生固结反应，使干式料牢固结合成一个整体。烘烤完毕后抬起胎模500，干式料中间包即可上线备用。
4.然而，现有技术中的中间包的渣线部位101与其他部位一体成型，其厚度相同，中间包的渣线部位101受熔渣的侵蚀渗透较严重，导致中间包的使用寿命较短。
5.为了提高渣线部位101抗渣侵蚀性能，目前通常会采用抗渣性能更优的干式料用于渣线部位101，可以一定程度上延缓熔渣对渣线干式料的侵蚀速度。在此基础上，需要进步一提升中间包使用寿命，仅仅依靠材质的调整已不能满足需要。
6.基于此，现有技术中出现了对干式料中间包的渣线部位101进行加厚。目前增加干式料中间包渣线部位厚度的方式通常有两种，一是抬高模具，使得胎模500与永久层200之间的浇注空腔800统一变大。具体如图3所示。可以看出，抬高胎模500后中间包渣线部位101干式料厚度得到一定程度的增加，但侧壁其他区域也同样被加厚，尤其是包底区域厚度增加显著，这就导致不需要加厚部位被动加厚，材料被浪费严重。另一种方式就是重新制作新的胎模500。如图4所示，可以实现包底厚度不增加的情况下有效增加渣线区域干式料厚度。缺点是需要重新制作胎模500，增加设备投入，其次是包壁其他部位厚度也会有所增加，导致干式料不必要的浪费。
7.因此，现有技术中的连铸中间包难以满足炼钢的实际需求，为了延长中间包使用时间，降低制备成本，亟需对连铸中间包的结构作进一步的改进。


技术实现要素：

8.本实用新型提供一种渣线增强型连铸中间包，用以解决现有技术中连铸中间包的渣线部位结构单一，受熔渣侵蚀严重，使用寿命短，其制备方案成本高，材料浪费严重的缺陷，实现在不改变胎膜、不浪费材料的情况下提高中间包渣线部位的抗熔渣侵蚀性能，进而
提高中间包使用寿命。
9.本实用新型提供一种渣线增强型连铸中间包，包括：
10.干式料中间包本体，具有沿其内表面周向布置的渣线部位，所述渣线部位开设有沟槽，所述沟槽沿所述渣线部位绕设于所述干式料中间包本体的内周壁上；
11.渣线增强预制件，设于所述沟槽中，所述渣线增强预制件沿所述渣线部位绕设于所述干式料中间包本体的内周壁上。
12.根据本实用新型提供的一个实施例，所述渣线增强预制件包括多个预制块，所述预制块沿所述沟槽依次拼接并绕设于所述干式料中间包本体内表面一周。
13.根据本实用新型提供的一个实施例，所述预制块凸出于所述干式料中间包本体的内表面。
14.根据本实用新型提供的一个实施例，所述预制块为浇注件，所述预制块的材质为mgo-sio2质、mgo质、mgo-cao质、mgo-al2o3质、mgo-sp质或mgo-cr2o3质中的一种或多种，其耐火性高于所述干式料中间包本体的耐火性。
15.根据本实用新型提供的一个实施例，所述预制块相对的两端面设有波纹结构，相邻所述预制块之间通过所述波纹结构无缝拼接。
16.根据本实用新型提供的一个实施例，所述预制块与所述沟槽之间、相邻所述预制块之间通过粘结剂粘接。
17.根据本实用新型提供的一个实施例，所述预制块为平行四边形块状结构，其对立的两个面与干式料中间包本体内表面平行的。
18.根据本实用新型提供的一个实施例，所述预制块凸出于所述干式料中间包本体的表面为弧面。
19.根据本实用新型提供的一个实施例，所述干式料中间包本体内设有挡渣墙，所述预制块与所述挡渣墙通过粘结剂粘接。
20.根据本实用新型提供的一个实施例，所述沟槽相对于所述干式料中间包本体内表面的深度为10-30mm。
21.本实用新型提供的渣线增强型连铸中间包，通过在干式料中间包本体内表面周向布置的渣线部位开设沟槽，沟槽沿渣线部位绕设于干式料中间包本体的内周壁上；在沟槽中设置渣线增强预制件沿渣线部位绕设于干式料中间包本体的内周壁上。预制的渣线增强预制件改变了渣线部位与中间包其他部位一体成型的情况，避免了渣线部位侵蚀过快的缺陷，预制的渣线增强预制件可以通过改变材质而具有更好的防熔渣侵蚀性能，同时，预制的渣线增强预制件在不改变其他部位厚度情况下增加了渣线部位耐火性能，提高了渣线部位抗熔渣侵蚀性能，进而提高了中间包使用寿命，具有显著的社会经济效益。
附图说明
22.为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1是现有技术中干式料中间包使用状态图；
24.图2是现有技术中干式料中间包制备加工示意图；
25.图3是现有技术中抬高胎膜制备中式料中间包的示意图；
26.图4是现有技术中更换胎膜制备中式料中间包的示意图；
27.图5是本实用新型提供的渣线增强型连铸中间包的内部结构示意图；
28.图6是本实用新型提供的渣线增强型连铸中间包的解剖图；
29.图7是本实用新型提供的渣线增强型连铸中间包的预制块结构示意图；
30.图8是本实用新型提供的渣线增强型连铸中间包的制备过程加工示意图。
31.附图标记：
32.100：干式料中间包本体；101：渣线部位；102：沟槽；103：挡渣墙；200：永久层；300：钢水；400：熔渣；500：胎膜；600：预制块；601：波纹结构；700：泡沫板；800：浇注空腔。
具体实施方式
33.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
34.在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
35.在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。
36.在本实用新型实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
37.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，
本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
38.请参见图5-图8，本实用新型实施例提供一种渣线增强型连铸中间包，包括由干式料材质制成的干式料中间包本体100，干式料中间包本体100呈上部开口的容器形状，内部为盛装熔融钢水的内腔，由于干式料中间包本体100内腔大部分空间盛装熔融钢水，钢水上部漂浮有一层熔渣400，因此，在干式料中间包本体100内表面与熔渣400等高的可直接接触熔渣400的一圈为渣线部位101。
39.本实施例中，渣线部位101沿干式料中间包本体100内表面的周壁上布置一圈，在干式料中间包本体100内表面的渣线部位101处开设有沟槽102，沟槽102与渣线部位101位置对应一致，沿渣线部位101绕设于干式料中间包本体100的内周壁上。
40.在沟槽102中，还设有渣线增强预制件。如图5所示，该渣线增强预制件不是与干式料中间包本体100一体成型的，渣线增强预制件作为独立的模块，在干式料中间包本体100成型后，渣线增强预制件直接嵌入在干式料中间包本体100的沟槽102中，并沿渣线部位101绕设于干式料中间包本体100的内周壁上，渣线增强预制件与渣线部位101位置对应一致。
41.值得一提的是，本实施例中，渣线增强预制件凸出于干式料中间包本体100的内表面，也即，渣线增强预制件的厚度大于沟槽102的深度，以使渣线增强预制件能够凸出于干式料中间包本体100的内表面，从而增加了渣线部位101的厚度。同时，渣线增强预制件材质的耐火性能是优于干式料中间包本体100的干式料材质的，以保证渣线增强预制件的抗熔渣渗透、抗侵蚀性能优于干式料中间包本体100。
42.本实用新型实施例通过在干式料中间包本体100内表面周向布置的渣线部位101开设沟槽102，沟槽102沿渣线部位101绕设于干式料中间包本体100的内周壁上，在沟槽102中设置渣线增强预制件，渣线增强预制件凸出于中间包本100的内表面，并沿渣线部位101绕设于干式料中间包本体100的内周壁上。预制的渣线增强预制件改变了渣线部位101与中间包其他部位一体成型、用料一致的情况，避免了渣线部位101更容易侵蚀的缺陷，预制的渣线增强预制件可以通过改变材质而具有更好的防熔渣侵蚀性能，同时，预制的渣线增强预制件在不改变其他部位厚度情况下增加了渣线部位厚度，提高了渣线部位101防熔渣侵蚀性能，进而提高了中间包使用寿命。
43.如图6所示，作为进一步的改进，在一些实施例中，渣线增强预制件由多个独立的预制块600组成，预制块600沿沟槽102依次拼接并绕设于干式料中间包本体100内表面一周。
44.值得一提的是，预制块600沿干式料中间包本体100竖向的高度略小于所述沟槽102的宽度，以使预制块600能够嵌入沟槽102内，实现预制块600与干式料中间包本体100的连接。预制块600沿干式料中间包本体100横向的厚度大于所述沟槽102的深度，以使预制块600能够凸出于干式料中间包本体100的内表面，从而增加了渣线部位101的厚度，进而增强渣线部位101的防熔渣侵蚀性能。优选的，沟槽102相对于干式料中间包本体100内表面的深度为10-30mm，保证预制块600稳定嵌入沟槽102内。
45.本实施例中，预制块600为耐火性高于干式料中间包本体100的材质制成的浇注件。预制块600采用浇注料制作，在材料性能方面比振捣成型的干式料具有天然优势。相比于干式料，同材质的预制块600致密性可以提高20％以上，气孔率降低20％以上，耐压抗折
强度提高50％以上，这些性能的提高，使得预制块600具有更加优异的抗熔渣渗透、侵蚀性能以及抗冲刷性能，从而获得更长的使用寿命。
46.本实施例中，预制块600可以根据钢种要求及熔渣特性选择适宜的材质，在一个具体实施例中，预制块600可以是mgo-sio2质、mgo质、mgo-cao质、mgo-al2o3质、mgo-sp质或mgo-cr2o3质中的一种或多种。
47.可以理解的是，本实施例中的渣线增强预制件的设计，在材质及尺寸上改变了渣线部位101的结构，起到如上所述的效果。然而，渣线增强预制件的拼接也会受到高温熔渣400的影响，渣线增强预制件在温度波动情况下会膨胀或收缩，导致渣线增强预制件与沟槽102之间的连接受到影响，严重的话可能会导致渣线增强预制件开裂甚至脱落，影响中间包的正常使用，而且，渣线增强预制件的材质可能导致其重量较大，带来不易运输安装的问题。因此，本实施例采用多个预制块600拼接的设计。本实施例中，多个预制块600的拼接会使预制块600之间的缝隙增多，而增多的缝隙正是有利于预制块600的受热冲击，给与预制块600有效的形变空间，从而保证预制块600与沟槽102之间紧密的连接，进而提高中间包的结构稳定性。同时，多个预制块600的拼接也便于预制块600的运输及安装，降低工作强度。可见，多个预制块600拼接的设计解决了这一问题，值得推广。
48.如图6所示，中间包中部设有竖直布置的挡渣墙103，挡渣墙103与干式料中间包本体100内表面接触，将干式料中间包本体100内腔分别两部分，在渣线部位101位置处，预制块600的端部可以与挡渣墙103表面贴合，优选的，预制块600的端部采用高温粘接剂与挡渣墙103表面粘接，防止钢水渗透现象。在中间包的拐角处，可以适当对预制块600进行切合，使两个预制块600呈角度无缝拼接在中间包的拐角处。
49.如图7所示，在一个实施例中，预制块600相对的两端面设有波纹结构601，相邻预制块600之间通过波纹结构601无缝拼接。波纹结构601使相邻两预制块600之间的连接更加紧密，防止钢水沿相邻预制块600之间的缝隙渗透。因此，波纹结构601优选为水平的横向方向布置，防止钢水横向渗透预制块600。
50.在一个具体实施例中，预制块600优选为平行四边形块状结构，其对立的两个面与干式料中间包本体100内表面平行的，以使干式料中间包本体100内腔相应的平整，当然，预制块600凸出的表面也可以是圆弧面等形状。
51.在一个具体实施例中，预制块600与沟槽102之间是通过耐高温粘接剂粘接固定的，同样，相邻预制块600之间也可以通过耐高温粘接剂粘接固定，对于预制块600两端的波纹结构601，也可以涂一层耐高温粘接剂后进行拼接，保证预制块600之间的连接强度以及缝隙的紧密性，进一步防止钢水渗透。
52.基于此，本实施例将进一步说明该渣线增强型连铸中间包的制备方法。
53.如图8所示，本实施例提供的渣线增强型连铸中间包的制备方法包括如下步骤：
54.步骤1：制备在渣线部位101具有沟槽102的干式料中间包本体100；
55.在该步骤中，如图8所示，首先在胎膜500表面对应于渣线部位101处设置一圈凸出于胎膜500表面的牺牲层；优选的，牺牲层采用泡沫板700，将厚度为10-30mm的泡沫板700粘贴在胎模500上与渣线部位101等高区域一整圈。
56.随后，将胎膜500定位于永久层200中，在胎膜500与永久层200之间形成的缝隙为浇注空腔800。
57.然后向浇注空腔800内注入干式料，对干式料进行振捣，再进行加热成型步骤。在加热胎模500烘烤干式料过程中，泡沫板700受热后会熔化收缩，从而在干式料渣线部位101的相应部位形成沟槽102。
58.加热完成后抬起胎模500，得到渣线部位101处具有沟槽102的干式料中间包本体100。
59.步骤2：制备所沟槽102相匹配并凸出于干式料中间包本体100内表面的渣线增强预制件。
60.该步骤中，渣线增强预制件为多个预制块600。预制块600可以根据钢种要求及熔渣特性选择适宜的材质，具体的，预制块600可以是mgo-sio2质、mgo质、mgo-cao质、mgo-al2o3质、mgo-sp质或mgo-cr2o3质中的一种或多种。要求预制块600的材质耐火性能优于干式料中间包本体100，以保证预制块600相较于干式料中间包本体100具有更好的抗熔渣渗透、侵蚀性能以及抗冲刷性能，从而保证中间包具有更长的使用寿命。
61.值得一提的是，本实施例中，预制块600沿干式料中间包本体100竖向的高度略小于所述沟槽102的宽度，以使预制块600能够嵌入沟槽102内，实现预制块600与干式料中间包本体100的连接，同时也保证预制块600具有受热膨胀的空间。预制块600沿干式料中间包本体100横向的厚度大于所述沟槽102的深度，以使预制块600能够凸出于干式料中间包本体100的内表面，从而增加了渣线部位101的厚度，进而增强渣线部位101的防熔渣侵蚀性能。
62.步骤3：将渣线增强预制件与干式料中间包本体100组合，即将多个预制块600依次拼接与沟槽102内环绕于干式料中间包本体100内表面一周。以使预制块600沿渣线部位101凸出并环绕于干式料中间包本体100的内周壁上，进而实现从材质以及结构尺寸上优化了渣线部位101，增加了中间包的使用寿命。
63.在一个具体实施例中，可以采用耐高温粘接剂对预制块600与沟槽102之间进行粘接，同样相邻预制块600之间也采用耐高温粘接剂进行粘接。保证其之间的连接强度，还起到防止钢水渗透作用。
64.本实用新型实施例通过制备在渣线部位101具有沟槽102的干式料中间包本体100，制备与沟槽102相匹配并凸出于干式料中间包本体100内表面的预制块600，将预制块600与干式料中间包本体100组合，以使预制块600沿渣线部位101凸出环绕于干式料中间包本体100的内周壁上。该方法通过安装预制块600的方式，实现了在不改变中间包其他部位厚度情况下增加渣线部位101厚度的工艺要求，有效节省了干式料的用料成本以及设计成本，大大提高了中间包渣线抗熔渣渗透、侵蚀性能，进而延长了中间包使用寿命，具有显著的社会经济效益。
65.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。