專利名稱：用于高溫金屬熔體保護澆注的注流套管及其制造方法
技術領域：
本發明屬于鋼水連鑄技術領域，具體涉及一種用于高溫金屬熔體保護澆注的注流套管及其制造方法。
背景技術：
高溫金屬熔體在澆注過程中通常要用注流套管進行保護澆注。為避免金屬熔體與空氣接觸產生二次氧化，現在在鋼水連鑄過程中使用熔融石英質注流套管或鋁碳質注流套管兩種，前者應用成本較低，使用壽命短；后者應用成本高，使用壽命長。目前還沒有第三種材質的注流套管可以兼顧上述兩種材質注流套管的優點。

發明內容
本發明針對現有注流套管存在的技術問題，提供一種用于高溫金屬熔體保護澆注的注流套管及其制造方法。本發明所提供的用于高溫金屬熔體保護澆注的注流套管的管壁由內中外三層結構組成，內中外三層結構的組成及重量百分比如下
A :外層坯體由熔融石英組成，SiO2 98"99% ；
B :內層由剛玉、鎂砂、石英、石墨及粘結劑組成，Al2O3 :87^94%, MgO :2 5%，SiO2 Γ4%, 碳C :0. 5 I. 5%，粘結劑1. 2 I. 7%，所述粘結劑為鎂鋁溶膠；
C :中間結合層由三氧化二鋁微粉、二氧化硅微粉、三氧化二鉻微粉及粘結劑組成， Al2O3 :82 91%，SiO2 :2 6%，Cr2O3 :5 10%，粘結劑1. I I. 3%，所述粘結劑為硅鋁溶膠。本發明所提供的用于高溫金屬熔體保護澆注的注流套管的制備方法具體步驟如下
(1)選基料分類對熔融石英、剛玉、鎂砂、石英、石墨、三氧化二鋁微粉、二氧化硅微粉、 三氧化二鉻微粉進行選料；
(2)破碎篩分在常溫常壓下，采用錘式或圓盤輥式破碎機對步驟(I)所選基料熔融石英、剛玉、鎂砂、石英、石墨單獨破碎篩分，使所選基料的粒徑為O. 3^3mm ；
(3)制備各層所用漿料
A :外層坯體漿料制作將步驟(2)制得的熔融石英配料的23 28wt%加水后用磨漿機細磨使其成為漿料，細磨后的漿料粒徑彡400目，所加水的重量比為所加配料的18 20%;
B :中間結合層漿料制作將步驟(I)所選基料中的三氧化二鋁微粉、二氧化硅微粉、三氧化二鉻微粉的55飛O wt %加水后用高速強力攪拌機充分混勻成漿料，所加水的重量比為所加配料的22 25% ；
C :制備內層漿料將步驟(2)制得的配料剛玉、鎂砂、石英、石墨的18 27 wt %加水后用磨漿機細磨使其成為漿料，所加水的重量比為所加配料的16 23%，細磨后的漿料粒徑彡500目；
(4)制備各層所用混合料A :外層坯體混合料在步驟(3)得到的外層坯體漿料中加剩余的熔融石英配料，制得外層坯體混合料；
B:中間結合層混合料在步驟(3)得到的中間結合層漿料中加剩余的中間結合層所用配料，再加入粘結劑硅鋁溶膠，所加硅鋁溶膠的質量百分比為I. Γ1. 3%，制得中間結合層混合料；
C :內層混合料在步驟(3)得到的內層漿料中加剩余的內層所用配料，再加入粘結劑 鎂鋁溶膠，所加鎂鋁溶膠的質量百分比為I. 2^1. 7%，制得內層混合料；
(5)外層坯體成型將步驟(4)得到的外層坯體混合料澆注到毛坯的模型中，常溫干燥后進行烘烤，烘烤溫度35(T40(TC，制得套管外層坯體；
(6)中間層成型將步驟(4)得到的中間結合層混合料涂抹在步驟(5)制得的套管外層坯體的內壁上，制成一層薄的中間層，中間層的厚度O. 3 Imm ；
(7)內層成型待中間層干燥后，用步驟(4)得到的內層混合料涂抹或澆注在中間層上形成內層，內層的厚度3 10mm，通過步驟(5)、(6)、(7)制成所述注流套管的三層復合坯體；
(8)干燥、燒成將所述注流套管的三層復合坯體在常溫、常壓下自然通風干燥，然后在 35(T400°C溫度下烘烤8 10小時后放入爐窯焙燒，焙燒溫度115(Tl300°C，焙燒4 6小時后緩慢冷卻，制得所述注流套管。本發明方法所制備的注流套管在實際使用過程中，使用壽命比現有熔融石英質注流套管有大幅度提高，而應用成本又比鋁碳質注流套管低很多，顯著的改善了產品的性能價格比。
具體實施例方式實施例I :某鋼廠鋼水包公稱容量為70噸，鋼水連鑄中間包公稱容量為16噸，使用本發明所提出的長壽命保護澆注注流套管，使用效果好。使用壽命達到15. 3小時，使用壽命是對比熔融石英注流套管的4. 12倍，是對比鋁碳質注流套管的I. 66倍。套管外坯體的組分和含量為SiO2 :98%，其余為雜質，套管最內層的復合層Al2O3 87%, SiO2 4%,MgO 5%,C
I.5%，其余為粘結劑鎂鋁溶膠1. 2%，復合層厚度為10mm。套管外坯體內壁和最內層之間的中間結合層的組分和含量為Al2O3 82%, SiO2 6%,Cr2O3 :10%，其余為粘結劑硅鋁溶膠1. 3%。實施例2 :某鋼廠鋼水包公稱容量為150噸，鋼水連鑄中間包公稱容量為28噸，使用本發明所提出的長壽命保護澆注注流套管，使用效果好。使用壽命達到11. 6小時，使用壽命是對比熔融石英注流套管的3. 32倍；是對比鋁碳質注流套管的I. 27倍。其中套管外坯體的組分和含量為SiO2 :99%，其余為雜質，套管最內層復合層Al2O3 94%, SiO2 l%,MgO :2%， C :0. 5%，其余為粘結劑鎂鋁溶膠1. 7%，復合層厚度為3mm，其外坯體內壁與最內層之間的中間結合層的組分和含量為Al2O3 :91%，SiO2 :2%，Cr2O3 :5%，其余為粘結劑硅鋁溶膠I. 1%。實施例3 :某有色金屬冶煉廠生產鈣鎂合金熔煉爐公稱容量16噸。所熔煉的鈣鎂合金成分為Ca 91. 5%、Mg :8. 1%，澆注包公稱容量7噸，使用本發明所提出的長壽命保護澆注注流套管，使用效果良好。使用壽命達到67. 3小時，使用壽命是對比熔融石英注流套管的6. 37倍，是對比鋁碳質注流套管的I. 32倍。其中套管外坯體的組分和含量為SiO2 98. 3%，其余為雜質，套管最內層的復合層Al2O3 91. 7%, SiO2 :2. 1%, MgO :2. 9%，C :0. 7%，其余為粘結劑鎂鋁溶膠1. 43%，復合層厚度為6. 8mm。其外坯體內壁與最內層之間的中間結合層的組分和含量為Al2O3 87. 3%，SiO2 :2. 6%，Cr2O3 :7. 8%，其余為粘結劑硅鋁溶膠1. 25%。
權利要求
1.用于高溫金屬熔體保護澆注的注流套管，其特征在于該注流套管的管壁由內中外三層結構組成，內中外三層結構的組成及重量百分比如下A :外層坯體由熔融石英組成，SiO2 98"99% ；B :內層由剛玉、鎂砂、石英、石墨及粘結劑組成，Al2O3 :87^94%, MgO :2 5%，SiO2 Γ4%, 碳C :0. 5 I. 5%，粘結劑1. 2 I. 7%，所述粘結劑為鎂鋁溶膠；C :中間結合層由三氧化二鋁微粉、二氧化硅微粉、三氧化二鉻微粉及粘結劑組成， Al2O3 :82 91%，SiO2 :2 6%，Cr2O3 :5 10%，粘結劑1. I I. 3%，所述粘結劑為硅鋁溶膠。
2.如權利要求I所述澆注注流套管的制備方法，其特征在于該制備方法具體步驟如下(1)選基料分類對熔融石英、剛玉、鎂砂、石英、石墨、三氧化二鋁微粉、二氧化硅微粉、 三氧化二鉻微粉進行選料；(2)破碎篩分在常溫常壓下，采用錘式或圓盤輥式破碎機對步驟(I)所選基料熔融石英、剛玉、鎂砂、石英、石墨單獨破碎篩分，使所選基料的粒徑為O. 3^3mm ；(3)制備各層所用漿料A :外層坯體漿料制作將步驟(2)制得的熔融石英配料的23 28wt%加水后用磨漿機細磨使其成為漿料，細磨后的漿料粒徑彡400目，所加水的重量比為所加配料的18 20% ；B :中間結合層漿料制作將步驟(I)所選基料中的三氧化二鋁微粉、二氧化硅微粉、三氧化二鉻微粉的55飛O wt %加水后用高速強力攪拌機充分混勻成漿料，所加水的重量比為所加配料的22 25% ；C :制備內層漿料將步驟(2)制得的配料剛玉、鎂砂、石英、石墨的18 27 wt %加水后用磨漿機細磨使其成為漿料，所加水的重量比為所加配料的16 23%，細磨后的漿料粒徑彡500目；(4)制備各層所用混合料A :外層坯體混合料在步驟(3)得到的外層坯體漿料中加剩余的熔融石英配料，制得外層坯體混合料；B:中間結合層混合料在步驟(3)得到的中間結合層漿料中加剩余的中間結合層所用配料，再加入粘結劑硅鋁溶膠，所加硅鋁溶膠的質量百分比為I. Γ1. 3%，制得中間結合層混合料；C :內層混合料在步驟(3)得到的內層漿料中加剩余的內層所用配料，再加入粘結劑 鎂鋁溶膠，所加鎂鋁溶膠的質量百分比為I. 2^1. 7 %，制得內層混合料；(5)外層坯體成型將步驟(4)得到的外層坯體混合料澆注到毛坯的模型中，常溫干燥后進行烘烤，烘烤溫度35(T40(TC，制得套管外層坯體；(6)中間層成型將步驟(4)得到的中間結合層混合料涂抹在步驟(5)制得的套管外層坯體的內壁上，制成一層薄的中間層，中間層的厚度O. 3 Imm ；(7)內層成型待中間層干燥后，用步驟(4)得到的內層混合料涂抹或澆注在中間層上形成內層，內層的厚度3 10mm，通過步驟(5)、(6)、(7)制成所述注流套管的三層復合坯體；(8)干燥、燒成將所述注流套管的三層復合坯體在常溫、常壓下自然通風干燥，然后在 35(T400°C溫度下烘烤8 10小時后放入爐窯焙燒，焙燒溫度115(Tl300°C，焙燒4 6小時后緩慢冷卻，制得所述注流套管。
全文摘要
本發明提供一種用于高溫金屬熔體保護澆注的注流套管及其制造方法，屬于鋼水連鑄技術領域。本發明所提供的用于高溫金屬熔體保護澆注的注流套管的管壁由內中外三層結構組成，制備方法是選基料分類對熔融石英、剛玉、鎂砂、石英、石墨、三氧化二鋁微粉、二氧化硅微粉、三氧化二鉻微粉進行選料；破碎篩分；制備各層所用漿料；制備各層所用混合料；三層復合坯體的成型；最后將三層復合坯體在常溫、常壓下自然通風干燥，焙燒后緩慢冷卻，制得注流套管。本發明方法所制備的注流套管在實際使用過程中，使用壽命比現有熔融石英質注流套管有大幅度提高，而應用成本又比鋁碳質注流套管低很多，顯著改善了產品的性能價格比。
文檔編號B22D11/10GK102603317SQ20121005789
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月7日 優先權日2012年3月7日
發明者陳漪愷 申請人:陳漪愷