一種煉鋼底吹用異型坩堝及其制造方法技術

一種煉鋼底吹用異型坩堝及其制造方法，所述的坩堝分為上中下三部分，上部為中空筒形腔，中部為透氣孔層，下部為連接層。其制備方法使用的設備包括石墨質(zhì)模子、石墨芯、木針，包括打結和燒制兩部分：配制搗打料，將搗打料逐量加入石墨質(zhì)模子內(nèi)，邊加料邊搗打，待料淹沒木針后，往石墨質(zhì)模子插入石墨芯，再次逐量加料打結；取出下部石墨錐形塞和上部石墨芯，放入加熱爐內(nèi)燒結，控制升溫速度為20~25℃/min，在1200~1300℃的環(huán)境下保溫1~2h后降溫；坩堝脫模成型。本發(fā)明專利技術打結燒制異型坩堝，可靈活改變參數(shù)，制作簡單且實用，可降低加工成本，適合大量復雜的實驗使用。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術屬于煉鋼用坩堝的制造應用領域，特別是涉及。尤其適用于高氮鋼等各種鋼種冶煉過程中進行底吹氮氣。
技術介紹
坩堝是冶煉類科學實驗必備容器，主要用來盛裝高溫下液態(tài)的冶金渣料或鐵料， 以滿足高溫熔煉和凝固的需要，一般由耐火材料構成，分堿性、中性和酸性三種。高校、科研院所及技術中心，為了開展有關熔煉的項目，在實驗室內(nèi)需要使用大量復雜的坩堝，并且不同的項目所需坩堝的形狀、功能等各不相同。鋼鐵廠生產(chǎn)用的鐵水包、鋼水包等是坩堝的工業(yè)化形式，在國內(nèi)外冶煉廠已得到廣泛的應用。煉鋼的許多過程都需要進行底吹氣體，均勻鋼液成分和溫度，同時上升的氣泡可以攜帶雜質(zhì)凈化鋼液。冶煉高氮鋼時，底吹的氮氣本身提供鋼種所需的氮元素。為了滿足底吹的要求，坩堝底部需要有透氣裝置，在高壓作用下氣體通過透氣孔吹入鋼液中。科學實驗中底吹冶煉用坩堝的制造存在的主要問題是透氣孔的燒結以及與坩堝的匹配。常用的方法是在底部的耐火材料中埋入特殊的細管(鋼管或剛玉管)，由于管子內(nèi)壁光滑，底吹壓力較小時和凝固時，有部分鋼液會滲入細管中，造成堵塞，如果冶煉溫度很高，鋼管會出現(xiàn)熔化。一般實驗用坩堝尺寸較小，打結和燒結時要防止原料微塵堵塞管口， 這樣給細管的埋入操作增加了難度，也對原料的打結提出了苛刻要求。同時，埋入的特殊管子制造、加工成本也相對較高。目前，底吹供氣元件主要由含碳20%左右的MgO-C耐火材料和不銹鋼中心通氣管組成。由于在使用過程中MgO-C耐火材料向不銹鋼通氣管滲碳，會導致通氣管的熔點降低， 使用壽命縮短。對此，專利技術的以《 -Al2O3微粉和鋁螯形化合物(AlCH)或硅有機化合物(Si(OC2H5)4)等等為涂層原料的鋼管， 能防止不銹鋼管與其周圍耐火磚內(nèi)的C反應，使不銹鋼管的滲碳層厚度降低，進而能提高其使用壽命，但相應的增加了制造工序，提高了成本。對于小型坩堝來說，科學實驗中加工比較困難。常用桶形坩堝雖然制造工藝簡單，但缺少有效的透氣功能，尤其是缺少科學實驗所用的高溫高壓透氣坩堝。一般形狀的坩堝也無法滿足某些特殊設備、功能的需要，可操作性差，如果直接在桶形坩堝底部透氣，則連接不方便，特別是在高壓氣氛下，容易產(chǎn)成漏氣漏鋼。總之，透氣差的主要原因，就是沒有合適的坩堝透氣裝置和打結燒制工藝。從上述分析可知，目前實驗室坩堝透氣存在加工難，透氣效率差的問題，并且常規(guī)的坩堝無法滿足實驗所需功能，造成實驗困難、冶煉成本高。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術的目的在于針對現(xiàn)有技術實驗室坩堝透氣存在加工難，透氣效率差的問題，并且常規(guī)的坩堝無法滿足實驗所需功能，造成實驗困難、冶煉成本高的不足，一是提供一種結構簡單且實用，加工成本低，適合大量復雜的實驗使用，顯著提高氣體底吹效率的一種煉鋼底吹用異型坩堝；二是提供一種方法步驟易操控，加工準確方便，使用木針做為燒結材料，來源廣泛經(jīng)濟，明顯優(yōu)于其它材料的煉鋼底吹用異型坩堝的制作方法。實現(xiàn)上述目的采用以下技術方案一種煉鋼底吹用異型坩堝，所述的坩堝分為上中下三部分，上部為中空筒形腔，中部為透氣孔層，下部為連接層。作為優(yōu)選方案，所述的透氣孔層設置有3飛個透氣孔，該透氣孔偏心分布。作為優(yōu)選方案，所述的透氣孔的直徑小于1mm。作為優(yōu)選方案，所述的連接層上設有錐形洞，該錐形洞與透氣孔對準相通。作為優(yōu)選方案，所述的錐形洞上小下大，錐度為:Γ5°，一種煉鋼底吹用異型坩堝的制造方法，所述方法使用的設備包括石墨質(zhì)模子、石墨芯、 木針，其特征在于，所述方法主要包括打結和燒制兩部分打結配制搗打料取鎂砂和硼酸粉劑為原料，按照重量計，硼酸為39Γ5%，其余為鎂砂，將鎂砂和硼酸粉劑反復混合，形成均勻的搗打料備用；將石墨質(zhì)模子裝好，在錐形塞頂部涂抹固定劑，插上木針；將石墨質(zhì)模子內(nèi)壁鋪裹襯紙；將搗打料逐量加入模子內(nèi)，邊加料邊搗打，待料淹沒木針后，往石墨質(zhì)模子插入石墨芯，再次逐量加料打結；燒制取出下部石墨錐形塞和上部石墨芯，放入加熱爐內(nèi)燒結，燒結時，燒結爐內(nèi)抽真空，控制升溫速度為2(T25°C /min，在120(Tl30(rC的環(huán)境下保溫廣2 h后降溫；坩堝脫模成型。作為優(yōu)選方案，搗打料中MgO含量大于98%。作為優(yōu)選方案，所述的坩堝與可調(diào)碳管裝配使用。作為優(yōu)選方案，所述的石墨模子的錐形塞頂部有凹槽，凹槽內(nèi)涂抹固定劑，錐形塞的中心偏離i甘堝中心布置,偏移距離為5"!5mm。作為優(yōu)選方案，所述的木針由普通木材削成，直徑為O. 3^0. 5mm，長3(T60mm設置為3飛根，分別固定在石墨模子的錐形塞的頂部。作為優(yōu)選方案，所述的可調(diào)碳管為石墨質(zhì)，可調(diào)碳管頭部為上小下大的錐形，錐度為:Γ5°，與坩堝相配合。作為優(yōu)選方案，所述的可調(diào)碳管分兩段，支撐碳管和調(diào)節(jié)碳管，支撐碳管與調(diào)節(jié)碳管采用螺紋連接。采用上述技術方案，與現(xiàn)有技術相比，本專利技術的顯著優(yōu)點在于采用本專利技術打結燒制異型坩堝，可靈活改變參數(shù)，制作簡單且實用，可降低加工成本，適合大量復雜的實驗使用。異型坩堝的底吹孔透氣效果好，加工準確方便，使用木針做為燒結材料，來源廣泛經(jīng)濟， 明顯優(yōu)于其它材料。帶底吹透氣孔的坩堝，可放置在中頻爐、電阻爐等多種爐內(nèi)，碳管與氣體管路可以靈活連接。本專利技術的一種煉鋼底吹用異型坩堝及制造方法，簡單而方便的制造出透氣孔，燒結出適合底吹冶煉用異型坩堝，從而達到提高坩堝的透氣效率，高效低成本的制作坩堝的目的。此專利技術特別適用于高校、科研院所或企業(yè)技術中心的實驗室用中小型坩堝的制作。不僅異型坩堝透氣效果好，并且制作工藝簡單實用，降低了冶煉高氮鋼的經(jīng)濟成本。附圖說明 圖I為本專利技術的裝配示意圖。圖2為本專利技術燒結成的坩堝結構示意圖。圖3是石墨筒結構示意圖。圖4是石墨芯結構示意圖。圖5是錐形塞結構示意圖。圖中，筒形腔1，透氣層2，連接層3，透氣孔4，錐形洞5，石墨筒6，耐火泥7，調(diào)節(jié)碳管8，支撐碳管9，石墨芯10，錐形塞11，木針12。具體實施例方式下面結合附圖實施例對本專利技術做進一步的描述。本實施例公開了，具體實施例如下 實施例I :一種煉鋼底吹用異型坩堝。煉鋼底吹用異型坩堝的結構見圖1，該異型坩堝分為上中下三部分，上部為中空的筒形腔1，用來盛裝冶煉用鋼水；中部為隔板層，稱為透氣層2，偏心分布透氣孔；下部為連接層3。連接層3上設有錐形洞5，該錐形洞5與透氣孔4對準相通。見圖1，錐形洞5上小下大，錐度為:Γ5°。錐形洞5與透氣孔4對準，用來連接吹氣管路。異型坩堝的底吹透氣孔數(shù)、大小以及孔的分布位置，與冶煉高氮鋼的底吹強度和攪拌強度的要求有關，高壓底吹氮法冶煉高氮鋼的實踐表明，以3飛個透氣孔4偏心分布，透氣孔4的孔徑小于Imm為宜。本專利技術的透氣孔4設置為3個，3個透氣孔4偏心分布。透氣孔4的孔徑小于Imm為O.7mm0本實施例打結了兩種容量的異型坩堝，第一種石墨質(zhì)模子較小，制作出的坩堝可容納300g鋼水；第二種石墨質(zhì)模子較大，制作出的坩堝可容納2kg鋼水。燒結是在冶煉高氮鋼用高溫高壓反應釜內(nèi)進行，配有抽真空系統(tǒng)。異型坩堝與可調(diào)碳管裝配使用。實施例2 :—種煉鋼底吹用異型坩堝的制造方法。煉鋼底吹用異型坩堝的制造方法，該方法使用的設備包括石墨筒6、石墨芯10、錐形塞11，其步驟分為打結和燒制兩部分 打結 配制搗打料取鎂砂和硼酸粉劑為原料，鎂砂和硼酸的主要化學成分如表I所示，按照重量計，硼酸為39Γ5%，其余為鎂砂本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種煉鋼底吹用異型坩堝，其特征在于，所述的坩堝分為上中下三部分，上部為中空筒形腔，中部為透氣孔層，下部為連接層。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：王書桓，趙定國，艾立群，崔小杰，
申請(專利權)人：河北聯(lián)合大學，
類型：發(fā)明
國別省市：