一種長壽命塞棒擋渣圈組件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種用于金屬連續(xù)鑄造的組件，尤其涉及一種用于供給熔融金屬的組件。
【背景技術(shù)】
[0002]整體塞棒作為連接中間包和結(jié)晶器的一個重要的連鑄用關(guān)鍵部件，其通常是由耐火材料制成的。在連鑄生產(chǎn)的過程中，整體塞棒的使用壽命主要受到耐火材料的抗熱震性能、機械強度、耐高溫鋼水沖刷性能、抗渣侵蝕性能等性能因素的制約。另外，塞棒的棒頭使用壽命還受到防堵塞性能的制約，即當(dāng)塞棒棒頭與水口的碗口形成的控流間隙有堵塞物時鋼水結(jié)剎，中間包塞棒將被停止使用。
[0003]連鑄用整體塞棒在澆鑄鋁鎮(zhèn)靜鋼種時，在塞棒棒頭部位容易產(chǎn)生Al2O3附著，嚴(yán)重影響和限制了連鑄生產(chǎn)的效率和質(zhì)量。整體塞棒棒頭的堵塞會令連鑄拉速降低，鋼水缺流甚至于造成鋼水?dāng)嗔?，這樣，不但影響生產(chǎn)效率和質(zhì)量，還會增加生產(chǎn)成本。更為嚴(yán)重的是，整體塞棒棒頭所粘附的堵塞物會引起鋼水偏流、結(jié)晶器液位波動，同時，還會造成鑄坯表面質(zhì)量不合格。從塞棒棒頭沖刷剝落下來的堵塞物會被卷入到鋼水內(nèi)或上浮到保護渣中，前者會引發(fā)鑄坯的質(zhì)量缺陷，后者會改變保護渣的成分，從而令保護渣性能惡化。作為控制水口開閉以及控制鋼水流量大小的整體塞棒，其在渣線部位處的材質(zhì)應(yīng)當(dāng)選擇既不能污染鋼水，又具有較小的侵蝕速率的耐火材料。此外，整體塞棒的渣線部位還需要達到連續(xù)澆鑄
550分鐘不能斷裂的基本要求。另外，為了及時將棒頭堵塞物去除，通常在使用時會對塞棒采取一定頻率的震動，由此，整體塞棒的渣線部位會因機械沖刷力的增強而加快侵蝕速率，進而使得整體塞棒在渣線部位迅速地被侵蝕。
[0004]圖1顯示了現(xiàn)有的整體塞棒的結(jié)構(gòu)。如圖1所示，該整體塞棒I堵在中間包的水口 2處，以使得鋼水不能經(jīng)過水口，當(dāng)鋼水需要通過水口 2時，整體塞棒I沿其軸向方向向上移動，以使得其和水口之間不接觸，從而令鋼水從水口流出。同時，整體塞棒I沿著其軸向方向的上下移動不僅可以控制水口的開閉間隙，還可以對流經(jīng)水口的鋼水的流量大小進行控制。
[0005]目前，整體塞棒在渣線部位處的材料通常采用的是Al2O3-C體系或ZrO2-C體系。以ZrO2-C體系為例，ZrO2所采用的穩(wěn)定劑是CaO，CaO會與鋼渣中的侵蝕性成分，諸如S12等酸性氧化物反應(yīng)并脫溶，致使部分穩(wěn)定的2抑2迸裂轉(zhuǎn)化為細(xì)小的單斜ZrO 2。細(xì)小的單斜ZrO2顆粒被沖蝕到渣液中，從而造成渣線部位材料的侵蝕。如果渣液中有明顯的ZrO2小顆粒存在，說明渣液對ZrO2顆粒侵蝕程度很小，主要是穩(wěn)定的ZrO 2失去碳的保護后被渣液裂解以及因沖蝕的侵蝕作用下而進入到渣夜中的。這種由渣液沿晶界的滲透而造成的細(xì)小顆粒的單斜ZrO2裂解是一個漸進的過程，ZrO 2的粒度組成對于其抗渣性能有較為明顯的影響。鑒于此，現(xiàn)有技術(shù)中提高整體塞棒在渣線部位的材料的抗侵蝕性能一般都是從兩方面進行:一是降低石墨的氧化速度以及其向鋼液中溶解的速度，二是提高ZrO2顆?？乖簼B透能力。這兩個方面都是通過改進渣線部位的材料性質(zhì)來延長整體塞棒的使用壽命的。例如向渣線部位的材料中添加氧化物或者二硼化鋯(ZrB2)。以二硼化鋯(ZrB2)為例，雖然二硼化鋯能夠提高材料的抗渣侵蝕性能并提升含碳材料的抗氧化性能，但是二硼化鋯是一種昂貴的化合物，其會大幅度地提高塞棒的單體造價成本，并不能大批量廣泛地推廣到生產(chǎn)線。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]為了提高塞棒的渣線部位的抗侵蝕能力，本實用新型提供了一種長壽命塞棒擋渣圈組件，該組件能夠防止鋼渣與塞棒的渣線部位的直接接觸，從而降低了塞棒的渣線部位的侵蝕速度，進而提升了塞棒的渣線部位的抗蝕性能。此外，本實用新型所述的長壽命塞棒擋渣圈組件還能有效地減少塞棒周圍的鋼水漩渦，以有利地避免鋼渣卷入澆鑄鋼水中而影響鋼水的純凈度。
[0007]基于上述目的，本實用新型提供了一種長壽命塞棒擋渣圈組件，其包括:
[0008]塞棒，其呈柱形；
[0009]擋渣圈，其與上述塞棒不接觸地設(shè)于塞棒的外圍，該擋渣圈在工作過程中從靠近塞棒下端部的第一位置移動至塞棒的中部或中部附近的第二位置。
[0010]由于現(xiàn)有的塞棒在其渣線部位的材料通常采用Al2O3-C體系或ZrO2-C體系的材質(zhì)，而這些成分體系容易受到鋼渣的侵蝕而導(dǎo)致塞棒在渣線部位的斷裂損毀，因此，塞棒的抗侵蝕能力面臨著極為嚴(yán)峻的考驗。通常塞棒在渣線部位的侵蝕速率約為0.lmm/min，為此，即使塞棒的渣線部位采用耐侵蝕性較強的MgO-C體系材質(zhì)或尖晶石碳材質(zhì)的材料，塞棒的使用壽命也相對較短。這樣，現(xiàn)有的塞棒并不能用于連澆10小時以上的中間包。渣線部位的材料侵蝕斷裂損毀是影響塞棒使用壽命長短的主要原因，而塞棒使用壽命的長短又是決定中間包能否長時間連續(xù)澆鑄的關(guān)鍵因素。
[0011]不同于現(xiàn)有的采取提升塞棒的渣線部位的材料的抗侵蝕性能的技術(shù)方案，本實用新型所述的塞棒擋渣圈組件通過設(shè)置擋渣圈將鋼渣與塞棒隔離開來，從而避免鋼渣與塞棒的渣線部位的直接接觸。在實際使用過程中，擋渣圈會從靠近塞棒下端部的第一位置移動至塞棒的中部或中部附近的第二位置，也就是說，不接觸地設(shè)于塞棒的外圍的擋渣圈會隨著鋼水液面的高度變化而自動地改變其與塞棒之間的相對位置，這樣，擋渣圈的位置始終位于塞棒的渣線部位處，進而可以全程防止鋼渣與塞棒之間的直接接觸。
[0012]另外，由于塞棒是依靠其升降位移來控制水口的開閉以及鋼水的流量大小的，因此，當(dāng)鋼水液面發(fā)生變化時，在塞棒周圍不可避免地會存在一定的鋼水漩渦，這些匯聚的漩渦會使得鋼渣卷入鋼水中，從而影響鋼水的純凈度，進而影響鑄坯的產(chǎn)品質(zhì)量。
[0013]此外，本實用新型所述的塞棒擋渣圈組件不通過材料的材質(zhì)改善，而是通過結(jié)構(gòu)改進，設(shè)置擋渣圈與塞棒相配合。由此，較之于采用改善塞棒的渣線部位的材料的抗侵蝕性能的技術(shù)方案，本實用新型的塞棒擋渣圈組件的單價制造成本相對較低，并且改造易于實施操作，有利于企業(yè)大批量地推廣至全鋼種的生產(chǎn)線。
[0014]需要說明的是，本實用新型的長壽命塞棒擋渣圈組件中的擋渣圈的密度小于鋼水的密度且大于鋼渣的密度，即擋渣圈的密度是介于鋼水密度和鋼渣密度之間的，這樣才能保證擋渣圈一直浮于鋼水液面之上。
[0015]進一步地，在本實用新型所述的長壽命塞棒擋渣圈組件中，上述擋渣圈的上部具有徑向向外突出的凸臺。
[0016]凸臺的設(shè)置是為了令鋼渣進一步地遠離塞棒，從而遠離塞棒的渣線部位。同時，徑向向外突出的凸臺還能有效地防止鋼水漩渦的產(chǎn)生，保證鋼水液面的平穩(wěn)狀態(tài)，從而防止鋼渣的不慎卷入。
[0017]更進一步地，在本實用新型所述的長壽命塞棒擋渣圈組件中，上述凸臺包括傾斜部和位于傾斜部下方并與傾斜部銜接的豎直部，以防止鋼渣與塞棒的渣線部位的不利接觸。
[0018]更進一步地，在本實用新型所述的長壽命塞棒擋渣圈組件中，上述擋渣圈的橫截面為圓環(huán)形。
[0019]在此，本實用新型的技術(shù)方案并未對于擋渣圈的橫截面的形狀