一種鑄鋼冷卻壁澆鑄用的固體填料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及固體填料技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種鑄鋼冷卻壁澆鑄用的固體填料的制備方法，固體填料用于澆鑄過(guò)程中裝填在高爐用鑄鋼冷卻壁的冷卻水管內(nèi)部使用。
【背景技術(shù)】
[0002]鑄鋼冷卻壁的基體材質(zhì)為熔點(diǎn)很高的低碳合金鋼，一般都選用與基體材質(zhì)相同或相近的低碳鋼熱軋無(wú)縫鋼管作為冷卻管道，以取得良好的導(dǎo)熱效果。由于冷卻管道的形狀根據(jù)冷卻壁的具體使用場(chǎng)合往往設(shè)計(jì)成復(fù)雜不規(guī)則的形狀，所以一般只能采用鑄造工藝生產(chǎn)，然而在鑄造過(guò)程中，即使采用常用的氣冷、油冷等冷卻方式來(lái)降低冷卻管道溫度，但由于鑄鋼鋼水溫度很高，還是很容易使冷卻管道發(fā)生變形和熔穿，特別是可能在澆注過(guò)程中因急劇膨脹的熱氣流來(lái)不及排放而引起爆炸的危險(xiǎn)，長(zhǎng)期以來(lái)這一鑄造難題一直沒有得到很好解決，有些冷卻管道形狀比較復(fù)雜的鑄鋼冷卻壁甚至無(wú)法生產(chǎn)出來(lái)。目前，在鑄鋼冷卻壁的鑄造過(guò)程中，防止冷卻水管熔穿，并使其“熔而不化”，是鑄造工藝中的最大難點(diǎn)，防熔穿措施主要有兩種:
[0003](I)從外部防止冷卻水管熔穿。從外部防止冷卻水管熔穿，可以在水管外焊制一層隨型內(nèi)冷鐵籠，或在水管外表涂刷隔熱涂層。此類方法雖然可以從一定程度上防止水管熔穿，但是如果設(shè)計(jì)不當(dāng)，將會(huì)嚴(yán)重影響冷卻水管和冷卻壁本體之間的熔合率，使水管的散熱能力極大地降低，這也削弱了鑄鋼冷卻壁導(dǎo)熱性能好的優(yōu)勢(shì)。
[0004](2)從內(nèi)部防止冷卻水管熔穿。從內(nèi)防止水管熔穿，可以在冷卻水管內(nèi)部通入氣體/固體冷卻介質(zhì)。通氣可以使用氮?dú)饣蛘咂渌∮袣怏w，通氣能夠防止水管內(nèi)壁在澆注過(guò)程中被氧化，并且保護(hù)冷卻水管使其“熔而不穿”。幾乎所有形狀的冷卻水管都可以用通氣的方式來(lái)冷卻，但是通氣需要額外的通氣設(shè)備，并且通氣時(shí)的氣壓、流速等諸多參數(shù)需要根據(jù)具體情況，反復(fù)摸索才能得出。灌入固體冷卻介質(zhì)到冷卻水管中是一種比較簡(jiǎn)易并且可靠的方法，通常使用多種材料混合而成，但是，固體冷卻介質(zhì)(即鑄鋼冷卻壁澆鑄用的固體填料)的配比對(duì)于實(shí)現(xiàn)“熔而不穿”至關(guān)重要，且受多方面因素的影響，反復(fù)摸索才能得出。
[0005]通過(guò)專利檢索，關(guān)于鑄鋼冷卻壁的生產(chǎn)方法已有相關(guān)的技術(shù)方案公開。如，中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?01144238.7，申請(qǐng)日:2001-12_14，發(fā)明創(chuàng)造名稱為:無(wú)熱阻鑄鋼冷卻壁及鑄造方法，該申請(qǐng)案公開了的冷卻壁組成是在低碳鑄鋼冷卻體內(nèi)鑄有冷卻水管，冷卻壁本體與鑄入的冷卻水管外壁間為冶金熔合的鑄鋼冷卻壁，該冷卻壁的鑄造方法是采用對(duì)冷卻水管內(nèi)壁冷卻的一次鑄造成型方法和兩次增厚鑄造成型的方法。該申請(qǐng)案在冷卻壁與冷卻水管之間不涂裹防滲碳涂層，在一定程度上能夠提高冷卻壁整體的導(dǎo)熱性能。此外，中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?03113465.3，申請(qǐng)日:2003-05_12，發(fā)明創(chuàng)造名稱為:一種金屬基體冷卻壁的鑄造方法公開的技術(shù)方案。中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?94112599.8，申請(qǐng)日:1994-11_02，發(fā)明創(chuàng)造名稱為:一種高爐用鑄鋼冷卻壁的鑄造方法公開的技術(shù)方案。這些申請(qǐng)案都是從保護(hù)冷卻水管“熔而不穿”的角度進(jìn)行設(shè)計(jì)改進(jìn)的，但是其實(shí)際使用的效果有待進(jìn)一步完善。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]1.發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0007]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中鑄鋼冷卻壁鑄造質(zhì)量難以得到有效控制的不足，提供了一種鑄鋼冷卻壁澆鑄用的固體填料的制備方法，采用本發(fā)明的填料生產(chǎn)鑄鋼冷卻壁，能夠使得鑄鋼冷卻壁的廢品率達(dá)到最低，且在鑄鋼冷卻壁的鑄造過(guò)程中，能夠有效防止冷卻水管熔穿，并使其達(dá)到“熔而不化”且“無(wú)縫隙熔合”的技術(shù)效果。
[0008]2.技術(shù)方案
[0009]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為:
[0010]本發(fā)明的一種鑄鋼冷卻壁澆鑄用的固體填料的制備方法，其步驟為:
[0011]步驟一、固體填料的組分準(zhǔn)備
[0012]根據(jù)固體填料的組分要求，準(zhǔn)備鉻鐵礦砂、礬土粉、氧化鎂、鋯英石、無(wú)堿玻璃纖維、高爐瓦斯灰、轉(zhuǎn)爐風(fēng)淬渣和三氧化二銻，備用；
[0013]步驟二、混合制備
[0014]將步驟一中的礬土粉、氧化鎂、鋯英石加入混合機(jī)中，在混合機(jī)中持續(xù)攪拌20?25分鐘，得混合物A ；
[0015]將步驟一中的鉻鐵礦砂加入混合機(jī)中，在攪拌過(guò)程中依次加入無(wú)堿玻璃纖維、高爐瓦斯灰、轉(zhuǎn)爐風(fēng)淬渣、三氧化二銻，混合25?30分鐘；再加入混合物A，繼續(xù)攪拌混合10?15分鐘，完成固體填料的配制；
[0016]步驟三、
[0017]將步驟二得到的固體填料在120?150°C溫度條件下保溫30?35分鐘，隨爐冷卻，即制得鑄鋼冷卻壁澆鑄用的固體填料。
[0018]優(yōu)選地，步驟一中鉻鐵礦砂、礬土粉、氧化鎂、鋯英石、無(wú)堿玻璃纖維、高爐瓦斯灰、轉(zhuǎn)爐風(fēng)淬渣和三氧化二銻按照如下質(zhì)量份組成:鉻鐵礦砂80?100份、礬土粉50?56份、氧化鎂6?9份、錯(cuò)英石12?18份、無(wú)堿玻璃纖維5?8份、高爐瓦斯灰8?12份、轉(zhuǎn)爐風(fēng)淬渣10?13份、三氧化二銻7?11份。
[0019]優(yōu)選地，步驟一中對(duì)鉻鐵礦砂進(jìn)行破碎，將破碎后的鉻鐵礦砂進(jìn)行篩分并配料，具體鉻鐵礦砂的配料如下:鉻鐵礦砂由粒度為20?30目、30?40目、40?50目粉料組成，其中粒徑在20?30目的粉料占鉻鐵礦砂總質(zhì)量的23%，粒徑在30?40目的粉料占鉻鐵礦砂總質(zhì)量的60%，粒徑在40?50目的粉料占鉻鐵礦砂總質(zhì)量的17%。
[0020]優(yōu)選地，步驟一中對(duì)礬土粉進(jìn)行破碎，并篩分出粒度為40?50目礬土粉備用。[0021 ] 優(yōu)選地，步驟一中氧化鎂、鋯英石、無(wú)堿玻璃纖維、高爐瓦斯灰、轉(zhuǎn)爐風(fēng)淬渣和三氧化二銻均分別進(jìn)行破碎，并篩分出粒度為100?120目的粉料備用。
[0022]3.有益效果
[0023]采用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下顯著效果:
[0024]本發(fā)明的一種鑄鋼冷卻壁澆鑄用的固體填料的制備方法，由鉻鐵礦砂、礬土粉、氧化鎂、鋯英石、無(wú)堿玻璃纖維、高爐瓦斯灰、轉(zhuǎn)爐風(fēng)淬渣和三氧化二銻組成，本發(fā)明的固體填料蓄熱能力大，有較強(qiáng)的激冷作用，熱膨脹系數(shù)小，熱穩(wěn)定性好。使用時(shí)，將彎管前的高爐用鑄鋼冷卻壁中冷卻水管的一端用木塞堵住，從冷卻水管的另一端向冷卻水管內(nèi)部裝填本發(fā)明的固體填料，本發(fā)明配置的固體填料裝填在冷卻水管內(nèi)部能夠保證冷卻水管在冷彎操作過(guò)程中不變形，此外，由于填料的存在使得冷卻水管與鑄鋼冷卻壁本體無(wú)縫隙熔合在一起，在高溫鋼水包熔下冷卻水管的管壁也不會(huì)熔穿，成功達(dá)到“熔而不化”而“無(wú)縫隙”的效果，使得鑄鋼冷卻壁的冷卻水管通球率達(dá)100%，冷卻水管經(jīng)水壓試驗(yàn)合格率達(dá)100%，大大提高了鑄鋼冷卻壁整體質(zhì)量，使企業(yè)效益得到了良好的提升。
【具體實(shí)施方式】
[0025]為進(jìn)一步了解本發(fā)明的內(nèi)容，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
[0026]實(shí)施例1
[0027]本實(shí)施例的一種鑄鋼冷卻壁澆鑄用的固體填料，該固體填料用于裝填在鑄鋼冷卻壁的冷卻水管內(nèi)部，該固體填料由鉻鐵礦砂、礬土粉、氧化鎂、鋯英石、無(wú)堿玻璃纖維、高爐瓦斯灰、轉(zhuǎn)爐風(fēng)淬渣和三氧化二銻組成，該固體填料中各組分按照如下質(zhì)量份組成:鉻鐵礦砂90份、礬土粉54份、氧化鎂7份、鋯英石14份、無(wú)堿玻璃纖維6份、高爐瓦斯灰10份、轉(zhuǎn)爐風(fēng)淬渣12份、三氧化二銻9份。其中，本實(shí)施例采用的鉻鐵礦砂的密度為4.6g/cm3，莫氏硬度為6.0級(jí)，耐火度為2150°C ;本實(shí)施例中的轉(zhuǎn)爐風(fēng)淬渣是將轉(zhuǎn)爐渣通過(guò)渣罐車運(yùn)至風(fēng)淬工位后，液態(tài)的轉(zhuǎn)爐渣從渣罐車的中間罐流出，再通過(guò)拉瓦爾噴嘴噴出的空氣吹散，破碎成顆粒狀即為轉(zhuǎn)爐風(fēng)淬渣，該轉(zhuǎn)爐風(fēng)淬渣的成分的質(zhì)量百分含量為:A1203:3.21 %, CaO:44.75%, MgO:13.12%, MnO:0.71%, Si2O:14.8%, TFe:21.16%, f-CaO:0.44%，其余為不可避免的雜質(zhì)。此外，鉻鐵礦砂由粒度為20?30目、30?40目、40?50目粉料組成，其中粒徑在20?30目的粉料占鉻鐵礦砂總質(zhì)量的23%，粒徑在30?40目的粉料占鉻鐵礦砂總質(zhì)量的60%，粒徑在40?50目的粉料占鉻鐵礦砂總質(zhì)量的17%。礬土粉粒度為40?50目，氧化鎂、鋯英石、無(wú)堿玻璃纖維、高爐瓦斯灰、轉(zhuǎn)爐風(fēng)淬渣和三氧化二銻的粒度均為100?120目。
[0028]本實(shí)施例的一種鑄鋼冷卻壁澆鑄用的固體填料的制備方法，其具體的制備步驟為:
[0029]步驟一、固體填料的組分準(zhǔn)備
[0030]根據(jù)固體填料的組分要求，準(zhǔn)備鉻鐵礦砂、礬土粉、氧化鎂、鋯英石、無(wú)堿玻璃纖維、高爐瓦斯灰、轉(zhuǎn)爐風(fēng)淬渣和三氧化二銻。而且，對(duì)鉻鐵礦砂進(jìn)行破碎，將