[发明专利]一种连铸钢包用均质挡渣球用耐火材料及其制作挡渣球方法

说明书

一种连铸钢包用均质挡渣球用耐火材料，其组份按重量百分比计包括ZrO₂ 62~80wt%、Al₂O₃ 14~32wt%、SiO₂ 2~6wt%、SiC 2~4wt%，外加硅溶胶3.0~6.5wt%，余量为不可避免的杂质。可有效阻止钢包中炉渣进入中间包，抗热震稳定性好，防止侵蚀或熔化，有效防止开裂或炸裂。

技术领域

本发明涉及冶金领域，尤其涉及连铸钢包用均质挡渣球。

背景技术

在冶金过程中，避免冶金炉渣进入钢水是公知的技术要求。目前，转炉出钢过程中，挡渣技术比较成熟，公布了较多的关于转炉挡渣塞或挡渣球的发明专利和实用新型专利，如：ZL201620229498.3，ZL201620123722.0，ZL201220656139.8，ZL201420812925.1，ZL201220340602.8，ZL201620001804.8，通过耐火材料外体内部加适当的金属或金属氧化物配重，并在外形上进行了各种设计以增强挡渣效果。因转炉出钢时间只有3分钟左右，且挡渣塞或挡渣球可通过机械在出钢末期加入到转炉内，这种技术不能应用到连铸钢包内挡渣。

在连铸过程中，目前控制钢包中的炉渣进入中间包的技术有：[1]钢包中加塞棒的办法。在钢包中加一支贯通钢包上下的耐火材料塞棒。由于安全原因，此方法现在很少使用；[2]滑板控制法。钢包中的钢水都是通过钢包底部水口外安装的滑动水口流向连铸中间包的，操作工根据测重和经验，通过关闭滑动水口来控制炉渣进入中间包，难以保证控制下渣的准确性；[3]下渣检测法。在钢包水口外安装一套下渣检测系统，根据红外原理或钢水和熔渣电阻率不同的原理，开发了一系列钢包下渣检测方法，如：中国专利ZL201420022246.4，ZL201010510263.9，ZL201010249403.1，ZL01126918.9，等。由于是间接检测下渣的方法，一旦检测到有炉渣流到水口内，钢包内的涡流早就发生了，已经有炉渣随涡流流到中间包里了，此技术无法从根本上阻止钢包内炉渣流到中间包内。[4]在连铸钢包内用挡渣球或挡渣锥进行挡渣。如中国专利：ZL 201420433988.6公开了一种大包浇注挡渣用挡渣塞，该挡渣塞由塞头部和塞体部组成，塞头部为正六棱柱形；塞体部，位于塞头部正下方，与塞头部一体成型，塞体部为半椭圆体形；其主要原料用的是硫钢、粒钢和钢精粉，并在钢水精炼出站后浇注前投入钢包，连铸时大包钢水温度一般在1530~1680℃，投入钢包后，十分钟以内，上述挡渣塞即与大包内钢水温度同步，高于上述主要原料的熔化温度，在正常浇注周期40~90min内，挡渣塞发生熔化而无法使用。再如中国专利ZL 201520770781.2公开了一种用于防止大包旋涡卷渣的挡渣球，挡渣球由实心球体和包覆在实心球体外的耐火材料层构成，其实心球体为铁球或钢球，使用时因连铸钢包内的高温而熔化，导致无法实际应用。冶金工作者对用均质耐火材料作为挡渣球原料作了一些探索，如：ZL201210304453.4，其所用原料是耐火材料细粉除铁粉，即是棕刚玉细粉或高铝细粉和铁的混合物；ZL200310119481.X原料主要是镁砂和铁矿石粉；美国专利US4725045公开了一种锥形钢包内挡渣塞，其采用把钢珠（steel shot)浇注在铝质耐火材料中形成比重为0.176lbs/in³（4.872kg/cm³)的挡渣塞。这些技术因原料中含铁或铁矿石粉，无法在高温的连铸钢包内长时间使用。如果试图在钢包浇注快结束时提前几分钟放入挡渣球或挡渣塞，因连铸时钢包处于连铸回转台上，钢包上还有保温盖，无法实现安全准确地放入挡渣球或挡渣塞。

随着冶金技术的发展，对连铸坯中的夹杂物要求越来越严，而现有技术又无法实现真正意义上的阻止钢包渣进入中间包，冶炼特殊钢时，钢厂只有把浇注开始和结束处的几支连铸坯降级或报废，这既增高了成本，又增加了生产的组织难度。