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钢包出钢嘴对刚玉质浇注料的要求

添加时间:2018年4月26日  浏览次数:

  目前,电炉钢包出钢嘴主要采用铝镁浇注料或铝镁尖晶石浇注料,使用寿命较低,一般出钢40次左右。有些厂家曾试用过镁铝尖晶石浇注料,效果都不太理想。为此,研制了出钢嘴用刚玉质浇注料,研制目标是使出钢嘴使用寿命达到70次。

  1.出钢嘴使用条件分析

  某铸造有限公司的电炉钢包盛钢温度高达1700℃左右,出钢嘴频繁冷却,急冷急热严重,使用条件十分苛刻。浇注料在使用过程中主要受以下破坏因素的影响:(1)气流急冷急热的作用;(2)高温钢水和熔渣的冲刷;(3)高温熔渣的化学侵蚀以及钢水的渗透。因此,要求所研制的浇注料必须满足以下性能:(1)良好的热震稳定性;(2)高温强度高,耐钢水冲刷;(3)能够快速烘烤而不炸裂;(4)抗熔渣侵蚀性好;(5)可施工性强。

  2 研制

  以w(A1203)>96%的棕刚玉为主要原料,同时添加w(Al2O3)≥78%的纯铝酸钙水泥、w( Si02)≥92%的SiO2微粉、复合添加剂(氧化铬和氧化锆)、外加剂等制成刚玉质浇注料。试样在40mmx40mmx160mm的钢模中振动成型,24h后脱模,养护24h后于(110±5)℃烘干。按国家标准测定其常温杭折强度、体枳密度、显气孔率和线变化率。

  3 结果与讨论

  3.1 Si02微粉对浇注料性能的影响

  在固定棕刚玉5~1mm占50% (质量分数,下同),1〜0mm占15%,纯铝酸钙水泥占4%,≤0.074mm白刚玉粉和Si02微粉合量为31%,复合添加剂(氧化铬和氧化锆)、 减水剂、防爆剂等外加剂适量的条件下,SiO2微粉添加量对浇注料性能的影响如表1所示。可见,随着Si02微粉加入量的增加,浇注料的烘干强度随之增加。综合考虑1500 ℃ 2h烧后的性能,以2%的Si02微粉添加量为最佳。

  表1 SiO2微粉添加置对浇注料性能的影响

  3.2 复合添加剂加入量对材料性能的影响

  固定棕刚玉5~1mm占50% ,1~0mm占20% ,固定细粉(<0.088mm)总量为30%,其中纯铝酸钙水泥适量,Si02微粉为2% ,改变复合添加剂(氧化铬和氧化锆)的加入量,制成的浇注料于1500℃ 3h烧后的性能见表2。从表2可以看出:随着复合添加剂加入量的增加,浇注料的高温抗折强度得到明显的改善,但加入至5%时强度又下降;加入量为1%时的体积稳定性最好。综合考虑,工业试验用浇注料中的添加剂加入量选择2%和3%。

  表2 复合添加剂对1500℃ 3h烧后浇注料性能的影响

  4应用

  研制的出钢嘴刚玉质浇注料于某铸造有限公司电炉钢包出钢嘴上使用。该出钢嘴分为5节,其中从下至上第二、三节的蚀损较严重,采用加入3%复合添加剂的浇注料,而其他3节使用加入2%复合添加剂的浇注料。为了提高出钢嘴浇注料的施工性能,选用两种以上的外加剂复合使用, 结果浇注料的流动性增大,强度增高,线变化率变小。这主要是由于复合外加剂具有解胶、分敌、润湿、排气等功能,可显著地改变物料的表面性能,达到减水增强的效果。实际使用中,浇注料在振动棒振动下流动性好,容易脱气和密实,确保施工体均匀,且施工劳动强度低,效率高。

  第一次工收试验试用了2个包,使用寿命为65次和70次。其中9包共使用65次,按常规使用一个星期,实际使用了16天,期间因机械故障停炉冷却至室温3次,拆包时观察还有较厚的残余厚度,用户比较满意。此后,又进行了十几个出钢嘴刚玉质浇注料的批量供货,取得了使用寿命超过 70次的使用效果,达到了预期目标。

关键词:刚玉质浇注料      
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