浇注大型真空钢锭用保温帽的制作方法

本发明涉及冶金，具体涉及浇注大型真空钢锭用保温帽。

背景技术：

1、大型真空钢锭使用的冶金辅具从下至上装配顺序基本为底盘、钢锭模(包括加高圈)、保温帽下法兰和保温帽。保温帽可以使钢锭帽口部分的钢水能够在较长时间内保持液态，以便对钢锭锭身的钢水在凝固过程的体积收缩作不断补充，使最终缩孔位于帽口线以上，保证钢锭锭身组织致密不出现缩孔和疏松，提高钢锭质量和利用率。保温帽分为固定式和浮游式两种，大型真空钢锭使用的为浮游式保温帽。保温帽下法兰和保温帽通常使用螺栓装配紧固。在保温帽内砌筑耐火层，耐火材料层包括非工作层及工作层，其材质有粘土质、三级高铝质等，通常保温效果不佳，抗冲刷性能低，造成钢锭冒口补缩不良及钢锭纯净度降低。此外，保温帽下法兰直接接触钢水，在接触高温钢液条件下，耐火砖烧结，此种构造极易造成法兰烧损、开裂，而且增加劳动强度和生产成本。

2、鉴于此，特提出此发明。

技术实现思路

1、本发明提供了一种浇注大型真空钢锭用保温帽，一方面，将耐火材料层设计为保温帽工作层、保温帽非工作层和保温帽绝热层三层结构，保温效果好，抗冲刷性强；另一方面，保温帽下法兰在保温帽下法兰保护砖的保护下，不直接接触钢水，可以提高保温帽下法兰的使用寿命。

2、本发明的技术方案如下：

3、本发明提供了浇注大型真空钢锭用保温帽，包括保温帽壳、砌筑在保温帽壳内部的耐火材料层以及与保温帽壳固定连接的保温帽下法兰，所述耐火材料层从内到外依次包括保温帽工作层、保温帽非工作层和保温帽绝热层；

4、所述保温帽绝热层采用陶瓷纤维板砌筑而成；

5、所述保温帽非工作层采用漂珠砖或复合高铝质砖砌筑而成；

6、所述保温帽工作层采用复合高铝质砖砌筑而成。

7、在一个具体实施方式中，所述保温帽绝热层的厚度为15～30mm；所述保温帽非工作层的厚度为30～80mm；所述保温帽工作层的厚度为40～100mm。

8、在本发明中，砌筑过程采用侧砌的方式。保温帽绝热层的厚度即为陶瓷纤维板的高；保温帽非工作层的厚度即为漂珠砖或复合高铝质砖的高；保温帽工作层的厚度即为复合高铝质砖的高。

9、在一个具体实施方式中，所述保温帽下法兰相适配的砌筑有保温帽下法兰保护砖，所述保温帽下法兰保护砖的横截面为倒l形，所述保温帽下法兰保护砖的一端密封1砌筑于保温帽壳的内壁、保温帽下法兰与耐火材料层之间；所述保温帽下法兰保护砖的另一端与保温帽下法兰远离保温帽壳的一面齐平；所述保温帽下法兰保护砖与耐火材料层接触的面的长度等于耐火材料层的厚度。

10、在一个具体实施方式中，所述保温帽下法兰保护砖与保温帽壳接触的一端的厚度为80～150mm。

11、在一个具体实施方式中，所述保温帽下法兰保护砖采用复合高铝质砖砌筑而成。

12、在本发明中，所述陶瓷纤维板的尺寸优选为：宽度250～300mm，长度250～500mm，高度15～30mm；所述漂珠砖的尺寸优选为：宽度100～150mm，长度200～300mm，高度30～80mm；所述复合高铝质砖的尺寸优选为：宽度100～150mm，长度200～300mm，高度40～100mm。

13、在一个具体实施方式中，所述陶瓷纤维板的al2o3含量为40～60％，最高使用温度为800～1300℃；所述漂珠砖的al2o3含量为40～60％，体积密度要求小于等于1.0g/cm3，常温耐压强度大于等于2.0mpa，导热系数小于等于0.4w/m·k(350±25℃)；所述复合高铝质砖的al2o3含量为60～90％，耐火度大于等于1790℃，常温耐压强度大于等于40mpa。

14、陶瓷纤维板的体积密度小，耐高温，能够很好地减少热量的散发，是一种理想的高效节能绝热保温耐火材料。陶瓷纤维板实际为硅酸铝材质，如果al2o3含量低于40％，则材料过于松软，达不到使用要求。另外，浇注的钢液温度基本在1540℃以上，如果最高使用温度低于800℃，则很可能抵抗不了从非工作层传递的温度而损毁。漂珠砖的体积密度及导热系数小，能够很好地减少热量的散发，隔热性能好。漂珠砖实际为硅酸铝材质，如果al2o3含量低于40％、常温耐压强度小于2.0mpa，则在钢液浇注保温帽后抵抗不住钢液压力而导致砖体的损毁；如果体积密度要求大于1.0g/cm3，导热系数大于0.4w/m·k(350±25℃)，则达不到轻质、隔热效果。复合高铝质砖(含莫来石质、刚玉质)是直接接触钢液的，因此要求其具备耐高温、抗冲刷以及耐高压、抗侵蚀等作用，如果al2o3含量低于60％，耐火度低于1790℃，常温耐压强度低于40mpa，则满足不了以上的使用要求。

15、在一个具体实施方式中，所述保温帽绝热层砌筑时使用的粘结剂的组分为胶水和水，胶水和水的质量比为3:0.5～1。

16、在一个具体实施方式中，所述保温帽非工作层、所述保温帽工作层和所述保温帽壳下法兰保护砖三者砌筑时使用的粘结剂的组分均为复合接缝剂和水，复合接缝剂和水的质量比为3:0.5～1；所述复合接缝剂为高铝质粉料，所述高铝质粉料中：al2o3含量为60～90％、fe2o3含量为0～3.0％、sio2含量为0～40％。

17、在一个具体实施方式中，所述复合接缝剂的颗粒要求＜0.075mm的占比≥50％。

18、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

19、采用本发明保温帽的结构不仅可以保证保温帽保温效果好，增加其抗冲刷性，而且由于使用保温帽下法兰保护砖，时下法兰不直接接触钢水，可以提高保温帽下法兰的使用寿命。

技术特征：

1.浇注大型真空钢锭用保温帽，包括保温帽壳(1)、砌筑在保温帽壳(1)内部的耐火材料层以及与保温帽壳(1)固定连接的保温帽下法兰(5)，其特征在于，所述耐火材料层从内到外依次包括保温帽工作层(4)、保温帽非工作层(3)和保温帽绝热层(2)；

2.根据权利要求1所述的浇注大型真空钢锭用保温帽，其特征在于，所述保温帽绝热层(2)的厚度为15～30mm；所述保温帽非工作层(3)的厚度为30～80mm；所述保温帽工作层(4)的厚度为40～100mm。

3.根据权利要求1所述的浇注大型真空钢锭用保温帽，其特征在于，所述保温帽下法兰(5)相适配的砌筑有保温帽下法兰保护砖(6)，所述保温帽下法兰保护砖(6)的横截面为倒l形，所述保温帽下法兰保护砖(6)的一端密封砌筑于保温帽壳(1)的内壁、保温帽下法兰(5)与耐火材料层之间；所述保温帽下法兰保护砖(6)的另一端与保温帽下法兰(5)远离保温帽壳(1)的一面齐平；所述保温帽下法兰保护砖(6)与耐火材料层接触的面的长度等于耐火材料层的厚度。

4.根据权利要求3所述的浇注大型真空钢锭用保温帽，其特征在于，所述保温帽下法兰保护砖(6)与保温帽壳(1)接触的一端的厚度为80～150mm。

5.根据权利要求3所述的浇注大型真空钢锭用保温帽，其特征在于，所述保温帽下法兰保护砖(6)采用复合高铝质砖砌筑而成。

6.根据权利要求1或5所述的浇注大型真空钢锭用保温帽，其特征在于，所述陶瓷纤维板的al2o3含量为40～60％，最高使用温度为800～1300℃；所述漂珠砖的al2o3含量为40～60％，体积密度要求小于等于1.0g/cm3，常温耐压强度大于等于2.0mpa，导热系数小于等于0.4w/m·k；所述复合高铝质砖的al2o3含量为60～90％，耐火度大于等于1790℃，常温耐压强度大于等于40mpa。

7.根据权利要求1所述的浇注大型真空钢锭用保温帽，其特征在于，所述保温帽绝热层(2)砌筑时使用的粘结剂的组分为胶水和水，胶水和水的质量比为3:0.5～1。

8.根据权利要求3所述的浇注大型真空钢锭用保温帽，其特征在于，所述保温帽非工作层(3)、所述保温帽工作层(4)和所述保温帽壳下法兰保护砖(6)三者砌筑时使用的粘结剂的组分均为复合接缝剂和水，复合接缝剂和水的质量比为3:0.5～1；所述复合接缝剂为高铝质粉料，所述高铝质粉料中，al2o3含量60～90％、fe2o3含量0～3.0％、sio2含量0～40％。

9.根据权利要求8所述的浇注大型真空钢锭用保温帽，其特征在于，所述复合接缝剂的颗粒要求＜0.075mm的占比≥50％。

技术总结本发明提供了浇注大型真空钢锭用保温帽，属于冶金技术领域。所述浇注大型真空钢锭用保温帽包括保温帽壳、砌筑在保温帽壳内部的耐火材料层以及与保温帽壳固定连接的保温帽下法兰，所述耐火材料层从内到外依次包括保温帽工作层、保温帽非工作层和保温帽绝热层；所述保温帽绝热层采用陶瓷纤维板砌筑而成；所述保温帽非工作层采用漂珠砖或复合高铝质砖砌筑而成；所述保温帽工作层采用复合高铝质砖砌筑而成。本发明将耐火材料层设计为保温帽工作层、保温帽非工作层和保温帽绝热层三层结构，保温效果好，抗冲刷性强。技术研发人员：邓琴,杨先芝,邱斌,金杨,李林,方迁受保护的技术使用者：二重（德阳）重型装备有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/5