CN103755360B - 一种转炉出钢挡渣用挡渣塞的引导棒浇注料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种转炉出钢挡渣用挡渣塞的引导棒浇注料，属于浇注料技术领域。本发明包括浇注料基料和结合剂，浇注料基料的各组分按如下质量份组成：铝矾土60~64份、镁砂33~36份、废旧高铝砖5~7份、高炉瓦斯灰6~8份、无钙铬渣4~6份；结合剂的各组分按如下质量份组成：酚醛树脂30~35份、糠醇树脂8~12份、二苯基甲烷二异氰酸酯5~9份、脲醛树脂10~14份、二氧化钛1份、硼砂2~3份、碳化硅4~6份、氧化钕0.5~1份、氧化钇0.3份和氧化锆1~1.5份；上述的浇注料基料与结合剂的质量比为100：1.5~2.0。本发明浇注料生产的引导棒脱模养护时间大大缩短，且废弃物得到资源化循环利用，大大地降低了引导棒浇注料的生产成本。

Description

一种转炉出钢挡渣用挡渣塞的引导棒浇注料

技术领域

本发明涉及浇注料技术领域，更具体地说，涉及一种转炉出钢挡渣用挡渣塞的引导棒浇注料。

背景技术

在转炉冶炼终结时，全部熔渣均浮在钢水表面，在转炉出钢过程中，尤其是在大部分钢水排出后，在出钢口处钢水会形成较强的涡流，熔渣不可避免地随钢水流出。由于熔渣中含有大量的对钢水有害的成分，并且这些有害成分将随时重新返回或溶解到钢水中，影响钢水的纯净度和最终的钢材产品质量，同时，大量的熔渣还将以不同的形式消耗合金，降低了钢水精炼过程的合金收得率。为此，国内外钢铁企业均采用转炉出钢挡渣技术来控制下渣量。

为了提高转炉挡渣效果，国内外在挡渣技术方面进行了广泛的研究，自1970年日本发明挡渣球出钢挡渣方法以来，先后发明了几十种挡渣方式，其中，挡渣塞以其挡渣成功率高、下渣量少、定位准确的特点得到广泛的应用。现有的挡渣塞一般包括挡渣塞本体部分和引导棒部分，挡渣塞本体部分和引导棒部分装配在一起使用，如中国专利号ZL201220126908.3，发明创造名称为：一种转炉出钢用的挡渣塞公开的技术方案。引导棒包括芯材和耐火层，耐火层包裹在芯材的外周沿，且芯材的两端均伸出耐火层，芯材一般选用螺纹钢。

目前，引导棒部分的常用制作方法是：（1）采用钢管锯开成两片制成上下模具，上下模具组合成中空的管状结构，其底部安装有圆套环，其上部采用圆环卡，再用螺丝固定成柱，其直径为40~50mm；（2）用铝矾土、镁砂细粉和结合剂等制作成自流浇注料，用人工加入浇注料装置，在振动台上，边加料边振动，直至浇注料加满管状结构的模具；（3）脱模并养护，脱模的养护期为：在15℃以上养护24小时，2~10℃以内养护36小时，5℃以下不能正常生产，原因是结合剂不起作用，养护后脱模，脱模之后还要养护7~10天，进行高温烘烤方可使用。

现有技术中引导棒生产存在如下技术问题：（1）引导棒的脱模养护时间长，导致生产效率低，且生产成本高，其关键在于引导棒的耐火层中的结合剂和浇注料基料需进一步改进，以减少脱模养护时间；（2）引导棒的耐火层的强度不够，在搬运、安装过程中容易损坏，影响引导棒的正常使用，尤其是引导棒的耐火层耐高温强度不够，在转炉内挡渣使用时影响挡渣效果。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有技术中引导棒的脱模养护时间长、耐高温强度不足的问题，提供了一种转炉出钢挡渣用挡渣塞的引导棒浇注料，采用本发明的引导棒浇注料，能够极大缩短引导棒的脱模养护时间长，且引导棒在搬运、安装、使用过程中耐火层不容易损坏。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种转炉出钢挡渣用挡渣塞的引导棒浇注料，包括浇注料基料和结合剂，浇注料基料，其各组分按如下质量份组成：

铝矾土                  60~64份

镁砂                    33~36份

废旧高铝砖              5~7份

高炉瓦斯灰              6~8份

无钙铬渣                4~6份；

结合剂，其各组分按如下质量份组成：

酚醛树脂                   30~35份

糠醇树脂                   8~12份

二苯基甲烷二异氰酸酯       5~9份

脲醛树脂                   10~14份

二氧化钛                   1份

硼砂                       2~3份

碳化硅                     4~6份

氧化钕                     0.5~1份

氧化钇                     0.3份

氧化锆                     1~1.5份；

上述的浇注料基料与结合剂的质量比为100：1.5~2.0。

优选地，浇注料基料的各组分按如下质量份组成：

铝矾土                  62份

镁砂                    35份

废旧高铝砖              6份

高炉瓦斯灰              7份

无钙铬渣                5份。

优选地，结合剂的各组分按如下质量份组成：

酚醛树脂                   33份

糠醇树脂                   10份

二苯基甲烷二异氰酸酯       7份

脲醛树脂                   12份

二氧化钛                   1份

硼砂                       2.5份

碳化硅                     5份

氧化钕                     0.8份

氧化钇                     0.3份

氧化锆                     1.2份。

优选地，所述的浇注料基料与结合剂的质量比为100：1.8。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：

（1）本发明的一种转炉出钢挡渣用挡渣塞的引导棒浇注料，其结合剂采用酚醛树脂、糠醇树脂、二苯基甲烷二异氰酸酯和脲醛树脂配合使用，且配入二氧化钛、硼砂、碳化硅作为外加剂使用，使得采用本发明浇注料生产的引导棒脱模养护时间大大缩短，脱模的养护期为20~40分钟，且脱模后养护10~12小时即可，提高了生产效率；

（2）本发明的一种转炉出钢挡渣用挡渣塞的引导棒浇注料，其结合剂中加入了氧化钕、氧化钇、氧化锆进行改性，且本发明通过理论和实践确定了特定的比例控制，使得采用本发明浇注料生产的引导棒耐高温强度高，且在搬运、安装、使用过程中耐火层不容易损坏，提高了挡渣效率；

（3）本发明的一种转炉出钢挡渣用挡渣塞的引导棒浇注料，将废旧高铝砖、高炉瓦斯灰和无钙铬渣作为浇注料基料使用，使得这些废弃物得到资源化循环利用，大大地降低了引导棒浇注料的生产成本。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，下面结合实施例对本发明作进一步的描述。

实施例1

本实施例的一种转炉出钢挡渣用挡渣塞的引导棒浇注料，包括浇注料基料和结合剂，浇注料基料的各组分按如下质量份组成：铝矾土62kg、镁砂35 kg、废旧高铝砖6 kg、高炉瓦斯灰7 kg、无钙铬渣5 kg；结合剂的各组分按如下质量份组成：酚醛树脂33kg、糠醇树脂10kg、二苯基甲烷二异氰酸酯7kg、脲醛树脂12kg、二氧化钛1kg、硼砂2.5kg、碳化硅5kg、氧化钕0.8kg、氧化钇0.3kg、氧化锆1.2kg；所述的浇注料基料与结合剂的质量比为100：1.8。

本实施例的一种转炉出钢挡渣用挡渣塞的引导棒浇注料的制备方法，其具体步骤为：

步骤一、浇注料基料的制备

按质量份数称取铝矾土62kg、镁砂35 kg、废旧高铝砖6 kg、高炉瓦斯灰7 kg、无钙铬渣5 kg，其中：所述的铝矾土由粒径为≤1mm、3~1mm、5~3mm、8~5mm粉料组成，其中粒径≤1mm的粉料占铝矾土总质量的25%，粒径3~1mm的粉料占铝矾土总质量的56%，粒径5~3mm的粉料占铝矾土总质量的15%，粒径8~5mm的粉料占铝矾土总质量的4%，将上述的铝矾土、镁砂、废旧高铝砖、高炉瓦斯灰和无钙铬渣搅拌混合20分钟得浇注料基料。本实施例中的镁砂、废旧高铝砖、高炉瓦斯灰、无钙铬渣的平均粒径破碎为1~1.5mm。

步骤二、结合剂的制备

结合剂的制备过程包括如下步骤：

（A）、按质量份数称取二氧化钛1kg、硼砂2.5kg、碳化硅5kg，依次向搅拌罐中加入二氧化钛、硼砂和碳化硅，在常温下搅拌混合20分钟得混合物A，其中：硼砂的平均粒径为1~3mm均可；

（B）、按质量份数称取酚醛树脂33kg、糠醇树脂10kg、二苯基甲烷二异氰酸酯7kg、脲醛树脂12kg，依次向搅拌罐中加入酚醛树脂、糠醇树脂、二苯基甲烷二异氰酸酯、脲醛树脂，在35~40℃温度下搅拌混合50分钟得混合物B；

（C）、按质量份数称取氧化钕0.8kg、氧化钇0.3kg、氧化锆1.2kg，将步骤（A）的混合物A加入步骤（B）的混合物B中，并同时加入氧化钕、氧化钇和氧化锆，在35~40℃温度下搅拌混合20分钟，静置30分钟后，在常温下继续搅拌40分钟即得结合剂。

步骤三、引导棒浇注料的制备

将步骤二制备的结合剂加入到步骤一制备的浇注料基料，其中：浇注料基料与结合剂的质量比为100：1.8，混合搅拌40分钟后即得引导棒浇注料。

实施例2

本实施例的一种转炉出钢挡渣用挡渣塞的引导棒浇注料，包括浇注料基料和结合剂，浇注料基料的各组分按如下质量份组成：铝矾土64kg、镁砂33 kg、废旧高铝砖7 kg、高炉瓦斯灰6 kg、无钙铬渣6 kg；结合剂的各组分按如下质量份组成：酚醛树脂30kg、糠醇树脂12kg、二苯基甲烷二异氰酸酯5kg、脲醛树脂14kg、二氧化钛1kg、硼砂2kg、碳化硅6kg、氧化钕0.5kg、氧化钇0.3kg、氧化锆1.5kg；所述的浇注料基料与结合剂的质量比为100：1.5。

本实施例的一种转炉出钢挡渣用挡渣塞的引导棒浇注料的制备方法，其具体步骤为：

步骤一、浇注料基料的制备

按质量份数称取铝矾土64kg、镁砂33 kg、废旧高铝砖7 kg、高炉瓦斯灰6 kg、无钙铬渣6 kg，其中：所述的铝矾土由粒径为≤1mm、3~1mm、5~3mm、8~5mm粉料组成，其中粒径≤1mm的粉料占铝矾土总质量的25%，粒径3~1mm的粉料占铝矾土总质量的56%，粒径5~3mm的粉料占铝矾土总质量的15%，粒径8~5mm的粉料占铝矾土总质量的4%，将上述的铝矾土、镁砂、废旧高铝砖、高炉瓦斯灰和无钙铬渣搅拌混合20分钟得浇注料基料。

步骤二、结合剂的制备

结合剂的制备过程包括如下步骤：

（A）、按质量份数称取二氧化钛1kg、硼砂2kg、碳化硅6kg，依次向搅拌罐中加入二氧化钛、硼砂和碳化硅，在常温下搅拌混合20分钟得混合物A，其中：硼砂的平均粒径为1~3mm均可；

（B）、按质量份数称取酚醛树脂30kg、糠醇树脂12kg、二苯基甲烷二异氰酸酯5kg、脲醛树脂14kg，依次向搅拌罐中加入酚醛树脂、糠醇树脂、二苯基甲烷二异氰酸酯、脲醛树脂，在35~40℃温度下搅拌混合50分钟得混合物B；

（C）、按质量份数称取氧化钕0.5kg、氧化钇0.3kg、氧化锆1.5kg，将步骤（A）的混合物A加入步骤（B）的混合物B中，并同时加入氧化钕、氧化钇和氧化锆，在35~40℃温度下搅拌混合20分钟，静置30分钟后，在常温下继续搅拌40分钟即得结合剂。

步骤三、引导棒浇注料的制备

将步骤二制备的结合剂加入到步骤一制备的浇注料基料，其中：浇注料基料与结合剂的质量比为100：1.5，混合搅拌40分钟后即得引导棒浇注料。

实施例3

本实施例的一种转炉出钢挡渣用挡渣塞的引导棒浇注料，包括浇注料基料和结合剂，浇注料基料的各组分按如下质量份组成：铝矾土60kg、镁砂36 kg、废旧高铝砖5 kg、高炉瓦斯灰8 kg、无钙铬渣4 kg；结合剂的各组分按如下质量份组成：酚醛树脂35kg、糠醇树脂8kg、二苯基甲烷二异氰酸酯9kg、脲醛树脂10kg、二氧化钛1kg、硼砂3kg、碳化硅4kg、氧化钕1kg、氧化钇0.3kg、氧化锆1kg；所述的浇注料基料与结合剂的质量比为100：2.0。

本实施例的一种转炉出钢挡渣用挡渣塞的引导棒浇注料的制备方法，其具体步骤为：

步骤一、浇注料基料的制备

按质量份数称取铝矾土60kg、镁砂36 kg、废旧高铝砖5 kg、高炉瓦斯灰8 kg、无钙铬渣4 kg，其中：所述的铝矾土由粒径为≤1mm、3~1mm、5~3mm、8~5mm粉料组成，其中粒径≤1mm的粉料占铝矾土总质量的25%，粒径3~1mm的粉料占铝矾土总质量的56%，粒径5~3mm的粉料占铝矾土总质量的15%，粒径8~5mm的粉料占铝矾土总质量的4%，将上述的铝矾土、镁砂、废旧高铝砖、高炉瓦斯灰和无钙铬渣搅拌混合20分钟得浇注料基料；

步骤二、结合剂的制备

结合剂的制备过程包括如下步骤：

（A）、按质量份数称取二氧化钛1kg、硼砂3kg、碳化硅4kg，依次向搅拌罐中加入二氧化钛、硼砂和碳化硅，在常温下搅拌混合20分钟得混合物A，其中：硼砂的平均粒径为1~3mm均可；

（B）、按质量份数称取酚醛树脂35kg、糠醇树脂8kg、二苯基甲烷二异氰酸酯9kg、脲醛树脂10kg，依次向搅拌罐中加入酚醛树脂、糠醇树脂、二苯基甲烷二异氰酸酯、脲醛树脂，在35~40℃温度下搅拌混合50分钟得混合物B；

（C）、按质量份数称取氧化钕1kg、氧化钇0.3kg、氧化锆1kg，将步骤（A）的混合物A加入步骤（B）的混合物B中，并同时加入氧化钕、氧化钇和氧化锆，在35~40℃温度下搅拌混合20分钟，静置30分钟后，在常温下继续搅拌40分钟即得结合剂。

步骤三、引导棒浇注料的制备

将步骤二制备的结合剂加入到步骤一制备的浇注料基料，其中：浇注料基料与结合剂的质量比为100：2.0，混合搅拌40分钟后即得引导棒浇注料。

本发明的浇注料与芯材浇筑成型后即为挡渣塞的引导棒，引导棒与挡渣塞本体组装即为挡渣塞，可作为转炉出钢挡渣装置使用。现有技术中，脱模的养护期为：在15℃以上养护24小时，2~10℃以内养护36小时，5℃以下不能正常生产，原因是结合剂不起作用，养护后脱模，脱模之后还要养护7~10天，进行高温烘烤方可使用。采用本实施例1-3的浇注料用于生产引导棒时的脱模养护时间大大缩短，脱模的养护期为20~40分钟，且脱模后养护10~12小时并简单烘烤即可，提高了生产效率。此外，引导棒耐高温强度大大提高，在搬运、安装、使用过程中耐火层损坏率为0%，提高了挡渣效率。本发明巧妙地将废旧高铝砖、高炉瓦斯灰和无钙铬渣作为浇注料基料使用，使得这些废弃物得到资源化循环利用，大大地降低了引导棒浇注料的生产成本。

Claims (4)

1.一种转炉出钢挡渣用挡渣塞的引导棒浇注料，包括浇注料基料和结合剂，其特征在于：浇注料基料，其各组分按如下质量份组成：

结合剂，其各组分按如下质量份组成：

上述的浇注料基料与结合剂的质量比为100：1.5～2.0。

2.根据权利要求1所述的一种转炉出钢挡渣用挡渣塞的引导棒浇注料，其特征在于：浇注料基料的各组分按如下质量份组成：

3.根据权利要求1或2所述的一种转炉出钢挡渣用挡渣塞的引导棒浇注料，其特征在于：结合剂的各组分按如下质量份组成：

4.根据权利要求3所述的一种转炉出钢挡渣用挡渣塞的引导棒浇注料，其特征在于：所述的浇注料基料与结合剂的质量比为100：1.8。