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1、10申请公布号CN104117668A43申请公布日20141029CN104117668A21申请号201410377503022申请日20140801B22D43/0020060171申请人莱芜钢铁集团有限公司地址271104山东省莱芜市钢城区府前大街99号72发明人郭达张学民姜兴辰赵圣功李振梁景玥纪瑞东王尖锐贾卫东李俊李松刘志民张晓辉崔玉华王玉春孙翠华胡晓红74专利代理机构北京五洲洋和知识产权代理事务所普通合伙11387代理人刘春成荣红颖54发明名称一种大包浇注挡渣用挡渣塞及制备和挡渣方法57摘要本发明公开了一种大包浇注挡渣用挡渣塞及制备和挡渣方法，该挡渣塞由塞头部和塞体部组成，并由耐火。
2、材料、减水剂和结合剂混合后制成。在钢水精炼出站后浇注前将挡渣塞投入到大包内，由此利用大包浇注过程钢水液面下降产生的漩涡流动，使得所述挡渣塞运行至大包水口碗上方并与大包水口碗表面进行点接触，从而完成挡渣操作。本发明制备的挡渣塞内外均质，密度均匀，在钢液中定位准确，解决了连铸生产中大包下渣人工判断不准确进入中间包这一难题，挡渣效果显著，大大减少了钢水在大包浇注过程中的下渣量，提高了钢水的纯净度，提升了铸坯质量，改善了轧材成品性能。51INTCL权利要求书1页说明书6页附图1页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书6页附图1页10申请公布号CN104117668ACN1。
3、04117668A1/1页21一种大包浇注挡渣用挡渣塞，其特征在于，由塞头部和塞体部组成，其中所述塞体部，位于所述塞头部正下方，与所述塞头部一体成型；在所述挡渣塞落入大包水口处时，所述塞体部的外表面与所述大包水口碗的表面进行点接触，而且所述塞头部与所述大包底面之间留有一定空隙，以便于钢水流出而挡住钢渣；所述挡渣塞的密度控制为46G/CM3，而且所述塞头部的重量轻于所述塞体部的重量。2根据权利要求1所述的挡渣塞，其特征在于，所述塞头部为正六棱柱形。3根据权利要求2所述的挡渣塞，其特征在于，所述正六棱柱上下底面的正六边形的边长为100140MM，所述上下底面之间的高度为5080MM。4根据权利要求。
4、1所述的挡渣塞，其特征在于，所述塞体部为半椭圆体形，所述半椭圆体的尖端远离所述塞头部，所述半椭圆体的另一端与所述塞头部的下底面连接。5根据权利要求4所述的挡渣塞，其特征在于，所述半椭圆体的长半轴为75100MM，短半轴为4560MM。6根据权利要求1所述的挡渣塞，其特征在于，所述挡渣塞由耐火材料、减水剂和结合剂混合后制成。7根据权利要求6所述的挡渣塞，其特征在于，所述耐火材料为硫钢、粒钢、钢精粉和高铝细粉中的一种或多种，所述减水剂为柠檬酸钠和/或三聚磷酸钠，所述结合剂为铝酸钙水泥。8根据权利要求7所述的挡渣塞，其特征在于，所述挡渣塞按重量百分比由以下原料制成粒度为1030MM的硫钢或粒钢202。
5、6；粒度为510MM的硫钢或粒钢2228；粒度为35MM的硫钢或粒钢1014；粒度小于3MM的硫钢或粒钢814；高铝细粉或钢精粉1014；结合剂710；减水剂0105。9权利要求68任一所述的挡渣塞的制备方法，其特征在于，首先，按照配比将各原料依次进行干混和湿混；然后，将混合后的原料装入相应的模具中进行振动压实成型；振动压实成型后的挡渣塞自然放置68个小时凝固，然后脱模再自然放置68天以便排除游离水分，从而完成挡渣塞的制备；优选地，所述湿混时加入的水量为所述原料总重量的6575WT。10一种采用权利要求18任一所述的挡渣塞在大包浇注过程中挡渣的方法，其特征在于，在钢水精炼出站后浇注前将挡渣塞投。
6、入到大包内，由此利用大包浇注过程钢水液面下降产生的漩涡流动，使得所述挡渣塞运行至大包水口碗上方并与大包水口碗表面进行点接触，从而完成挡渣操作。权利要求书CN104117668A1/6页3一种大包浇注挡渣用挡渣塞及制备和挡渣方法技术领域0001本发明涉及一种大包浇注下渣控制的装置，具体涉及一种大包浇注挡渣用挡渣塞及制备和挡渣方法，属于冶金生产连铸技术领域。背景技术0002目前，连铸生产过程中，大包钢水浇注操作必须进行挡渣操作，以减少、避免大包浇注过程大包渣进入中间包，污染钢水，从而减少钢中夹杂物，提高铸坯质量，改善轧材性能。目前大包浇注下渣控制方法主要分为两大类，一是人工进行经验判断，人工经验判。
7、断稳定性差，大包浇注关闭过早，致使大包留钢较多，造成浪费，大包浇注关闭过晚，大包渣进入中间包内；二是采用自动下渣检测，设备成本高、维护难度大，且反应灵敏易造成大包浇注提前关闭，致使大包留钢较多，造成浪费。0003迄今为止，尚未有大包浇注下渣控制的装置及方法的公开报道。发明内容0004针对现有连铸大包浇注下渣不易控制的问题，本发明的目的在于提供一种大包浇注挡渣用挡渣塞及制备和挡渣方法。0005为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案0006一种大包浇注挡渣用挡渣塞，由塞头部和塞体部组成，其中0007所述塞体部，位于所述塞头部正下方，与所述塞头部一体成型；0008在所述挡渣塞落入大包水口处时，所。
8、述塞体部的外表面与所述大包水口碗的表面进行点接触，而且所述塞头部与所述大包底面之间留有一定空隙，以便于钢水流出而挡住钢渣；0009所述挡渣塞的密度控制为46G/CM3，而且所述塞头部的重量轻于所述塞体部的重量。0010在上述挡渣塞中，作为一种优选实施方式，所述塞头部为正六棱柱形；更优选地，所述正六棱柱上下底面的正六边形的边长为100140MM，所述上下底面之间的高度为5080MM。0011在上述挡渣塞中，作为一种优选实施方式，所述塞体部为半椭圆体形，所述半椭圆体的尖端远离所述塞头部，所述半椭圆体的另一端与所述塞头部的下底面连接；更优选地，所述半椭圆体的长半轴为75100MM，短半轴为4560M。
9、M。0012在上述挡渣塞中，作为一种优选实施方式，所述挡渣塞由耐火材料、减水剂和结合剂混合后制成。更优选地，所述耐火材料为硫钢、粒钢、钢精粉和高铝细粉中的一种或多种，所述减水剂为柠檬酸钠和/或三聚磷酸钠，所述结合剂为铝酸钙水泥。0013其中，所述耐火材料硫钢、粒钢属于转炉废弃物再利用，二者是转炉喷溅渣经过磁选制备而来，可以使用市售的的钢精粉替代，而钢精粉和高铝细粉为市售。0014在上述挡渣塞中，作为一种优选实施方式，所述挡渣塞按重量百分比由以下原料说明书CN104117668A2/6页4制成粒度为1030MM的硫钢或粒钢2026；粒度为510MM的硫钢或粒钢2228；粒度为35MM的硫钢或粒钢。
10、1014；粒度小于3MM的硫钢或粒钢814；高铝细粉或钢精粉1014；结合剂710；减水剂0105。0015上述挡渣塞的制备方法，首先，按照上述配比将各原料依次进行干混和湿混；然后，将混合后的原料装入相应的模具中进行振动压实成型；振动压实成型后的挡渣塞自然放置68个小时凝固，然后脱模再自然放置68天以便排除游离水分，从而完成挡渣塞的制备。优选地，所述湿混时加入的水量为所述原料总重量的6575WT。0016一种采用上述挡渣塞在大包浇注过程中挡渣的方法，在钢水精炼出站后浇注前将挡渣塞投入到大包内，由此利用大包浇注过程钢水液面下降产生的漩涡流动，使得所述挡渣塞运行至大包水口碗上方并与大包水口碗表面进。
11、行点接触，从而完成挡渣操作。0017本发明制备的挡渣塞内外均质，密度均匀，在钢液中定位准确，解决了连铸生产中大包下渣人工判断不准确进入中间包这一难题，挡渣效果显著，大大减少了钢水在大包浇注过程中的下渣量，提高了钢水的纯净度，提升了铸坯质量，改善了轧材成品性能，与现代技术相比价格便宜，资源相对丰富，有利于钢厂进一步优化生产，提高综合效益。简单地说，本发明的挡渣塞具有以下优点1操作简单，实用性强；2制作简单、成本低；3挡渣效果好，可靠性高。附图说明0018图1为本发明实施例的挡渣塞的正视图。0019图2为本发明实施例的挡渣塞的俯视图。0020图3为本发明实施例的挡渣塞使用时的示意图。0021其中，。
12、附图标记说明如下1、塞体部；2、塞头部；3、大包；4、钢渣；5、钢水；6、大包水口碗具体实施方式0022为了使本发明的技术特征、优点得到更好地体现，通过以下具体实施方式对本发明进行详细说明。0023本发明提供的大包浇注挡渣用挡渣塞，由塞头部2和设置于塞头部2下方的塞体部1组成，该挡渣塞由耐火材料、减水剂和结合剂混合后而一体成型，该挡渣塞的整体密度控制为46G/CM3，下面本发明将对挡渣塞的各部件一一进行说明。0024塞体部1，位于塞头部2正下方，其与塞头部2一体成型；塞体部1的形状是任何可以与大包水口碗表面一般情况下大包水口碗为圆锥形实现点接触的形状，也就是说，在挡渣塞落入大包水口处时，塞体部。
13、1的外表面与大包水口碗的表面进行点接触，这样塞体部1的外表面与大包水口碗的表面之间就会存有供钢水流过而钢渣无法通过的空隙，从而实现挡渣的作用，例如，塞体部1可以是半椭圆体形、多棱锥形比如四棱锥形、五棱锥形、六棱锥形、七棱锥形等。0025在本发明的实施例中，塞体部1采用半椭圆体形，参见图1，该半椭圆体的尖端远离塞头部2并位于塞头部2的正下方，而该半椭圆体的另一端则与塞头部2的下底面连接，长短半轴的大小可根据大包水口碗的尺寸进行调整，该尺寸需要保证在挡渣塞落入大包水说明书CN104117668A3/6页5口处时，塞头部2与大包底面之间留有一定空隙，以便于钢水流出而挡住钢渣。塞体部1采用半椭圆体形，。
14、相比于多棱锥形而言，可以更好的控制钢流，防止挡渣后大包余钢量过大。0026塞头部2的形状可以是任何具有左右对称结构的柱体状，比如圆柱体形、正方体形、正六棱柱形或正八棱柱形等，在本发明的实施例中优选为正六棱柱形，其可以更好地保证堵塞成功率，参见图1和图2，该正六棱柱的尺寸可根据大包水口碗的尺寸进行调整，并保证塞头部2的重量轻于塞体部1的重量。本实施例中优选塞头部2的正六棱柱上下底面的正六边形的边长为100140MM，上下底面之间的高度为5080MM，塞体部1的半椭圆体的长半轴可以为75100MM，短半轴可以为4560MM，发明人通过大量试验得出如下结论上述形状和尺寸的挡渣塞在钢包液面下降过程中受。
15、到漩涡流动的影响大，容易运动至大包水口上方，可以很好地保证堵塞成功率达到100。0027从挡渣塞能够准确定位于大包水口碗的角度来说，本发明挡渣塞更优选是塞头部2为正六棱柱形，上下底面的正六边形的边长为110130MM，上下底面之间的高度为6070MM；塞体部1为半椭圆体形，该半椭圆体的长半轴为8090MM，短半轴为5055MM，挡渣塞的整体密度为4G/CM3左右。0028该挡渣塞的原材料中的耐火材料可以为硫钢、粒钢、钢精粉和高铝细粉中的一种或多种，减水剂为柠檬酸钠和/或三聚磷酸钠，结合剂为铝酸钙水泥。优选地，挡渣塞按重量百分比由以下原料制成粒度为1030MM的硫钢或粒钢2026；粒度为510M。
16、M的硫钢或粒钢2228；粒度为35MM的硫钢或粒钢1014；粒度小于3MM的硫钢或粒钢814；高铝细粉或钢精粉1014；结合剂710；减水剂0105。0029挡渣塞原材料的选择00301耐火材料的选择0031钢水的密度一般在70G/CM3左右，钢渣的密度一般在30G/CM3左右，为保证挡渣塞在使用中处于钢水和钢渣的界面上，选用转炉喷溅渣经过磁选之后的硫钢、粒钢、以及钢精粉等体积密度较高且价格比较便宜的原材料，将挡渣塞密度控制在40G/CM3左右。0032各材料的主要化验指标如下表003300342耐火结合剂的选择0035挡渣塞的使用量比较高，考虑批量生产，生产周期越短越好，所以在生产组织中考虑。
17、具有较高强度的结合剂，同时考虑半成品的堆积存放，必须要求早期强度较高，由此优选铝酸钙水泥作为结合剂。0036结合剂的主要理化指标如下表说明书CN104117668A4/6页6003700383减水剂的选择0039减水剂对挡渣塞的密度和强度都有很大影响，所以发明人对减水剂进行了全面分析，得出两种减水剂比较适合，并分别对两种减水剂A柠檬酸钠和B三聚磷酸钠进行比较，发现在相同加入量时减水剂B三聚磷酸钠的增强效果较好，经进一步试验，更优选减水剂B三聚磷酸钠的加入量为挡渣塞原料总量的020WT。00404挡渣塞原料配方的确定0041根据原材料的实际情况，选则临界粒度为30MM，颗粒4级级配。0042根据。
18、颗粒最紧密堆积的ANDREASEN公式CPFT100D/DQ确定各粒级比例。0043其中CPFT为该粒级累计百分数，0044D为该粒级最大颗粒直径，0045D为临界粒度，0046Q为粒度系数，此处取037。0047然后在不同的颗粒范围内取不同的Q值进行试验，并通过实验室的数据进行比较，选择在适用范围内最佳的Q值，最后确定最合理的工艺配方，见下表。0048粒度级配配比硫钢或粒钢3010MM2026WT硫钢或粒钢510MM2228WT硫钢或粒钢35MM1014WT硫钢或粒钢03MM814WT高铝细粉或钢精粉1014WT结合剂710WT减水剂0105WT00495挡渣塞的生产工艺流程如下0050配料。
19、混碾即混合装入模具并振动成型第一次养护脱模脱模后入库养护挥发水分，具体为首先，按照上述配比将各原料依次进行干混和湿混；然后，将混合后的原料装入相应的模具中进行振动压实成型；振动压实成型后的挡渣塞自然放置68个小时凝固即第一次养护，然后脱模再自然放置68天以便排除游离水分即入库养护，从而完成挡渣塞的制备。说明书CN104117668A5/6页70051采用以上配方和工艺得到的挡渣塞的理化指标见下表00520053下面具体列举几种挡渣塞的生产方法，具体如下0054实施例10055原料配比1030MM的粒钢251、510MM的粒钢252、35MM的粒钢138、03MM的粒钢128、高铝细粉135、铝。
20、酸钙水泥92、三聚磷酸钠04。0056制备方法如下0057将不同颗粒级别的粒钢、钢精粉和高铝细粉按照配比放入搅拌机中，同时添加耐火结合剂和减水剂进行干料混合，该干料混合时间控制在58分钟，然后加水进行湿料混合，加水量控制为原料总重量的6575WT之间，一般夏季和冬季由于原料的吸水量影响，加水量稍有变化，湿料混合时间为810分钟，混合好后，将湿料放进专用模具中，在振动平台上进行振动成型，同时边振动边成型，成型后自然放置68个小时，进行脱模，脱模后进行外观和重量检测，然后入库，放置7天左右自然养护，排除游离水分就可以使用了，根据环境温度的不同，放置时间可以进行必要的调整。0058采用本实施例工艺和。
21、原料配比得到的挡渣塞的性能指标见下表00590060实施例20061原料配比1030MM的粒钢247、510MM的粒钢256、35MM的粒钢135、03MM的粒钢137、高铝细粉126、铝酸钙水泥94、三聚磷酸钠05。0062制备方法同实施例1。0063采用本实施例工艺和原料配比得到的挡渣塞的性能指标见下表00640065说明书CN104117668A6/6页80066实施例30067原料配比1030MM的粒钢237；粒度为510MM的粒钢273；粒度为35MM的粒钢131；粒度小于3MM的粒钢132；钢精粉134；结合剂89；减水剂04。0068制备方法同实施例1。0069采用本实施例工艺和。
22、原料配比得到的挡渣塞的性能指标见下表00700071下面介绍一下本发明挡渣塞的使用方法0072钢水精炼出站后浇注前，将挡渣塞投入大包内大包水口碗上方，由于挡渣塞内外均质，体积密度为40G/CM3，受重力作用挡渣塞降至钢水、渣界面，大包浇注过程随着钢水液面下降产生漩涡流动，挡渣塞顺利漂移到大包水口腕位置，大包液面降至一定高度后，挡渣塞椭圆体与大包水口碗点接触，堵塞大包内渣向下流动，避免了大包渣进入中间包污染钢水，提高了钢水纯净度。0073应当理解，上述实施例仅用于说明本发明而非意欲限制本发明的保护范围。此外，也应理解，在阅读了本发明的技术内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动、修改和/或变型，所有的这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的保护范围之内。说明书CN104117668A1/1页9图1图2图3说明书附图CN104117668A。