一种具有防结壳保温功能的塞棒的制作方法

本发明涉及连铸功能耐火材料领域，特别是指一种具有防结壳保温功能的塞棒。

背景技术：

目前在连铸浇钢过程中，主要使用塞棒来进行控流浇钢。塞棒在正常控流过程中结壳物主要来自钢包下渣、人工往中间包内部添加中包覆盖剂以及中间包内部钢水中夹杂物上浮等物质遇低温而发生的凝固。塞棒在控流过程中会随着塞棒控制机构上下具有一定频率的移动，一旦塞棒渣侵蚀处出现钢渣结壳情况，就会将塞棒给固定住，阻止塞棒的正常工作，由于塞棒是自动控制，会按照设定的程序进行工作，被固定住的塞棒仍然保持上下移动的趋势，这样就会很有可能导致塞棒渣侵蚀处出现裂纹甚至断裂的情况发生，或者会引起塞棒失控现象，最后导致浇钢事故的发生，影响正常的浇钢进度。如图1所示，一旦塞棒出现结壳的情况，目前处理此问题的有效方法是往塞棒渣侵蚀处加结晶器保护渣，由于结晶器保护渣中含有低溶物和侵蚀性较强的物质，在把钢渣化开时也会加速了塞棒的侵蚀，被侵蚀厉害的塞棒就会变细，也会存在断棒的风险，且侵蚀掉的部分耐材会随着钢水的流动，最终混入铸坯中，影响铸坯质量，引起新的隐患的出现。

另外，在浇钢过程中，为了降低钢水温度的散失和促进钢水中夹杂物上浮，会在中间包液面添加覆盖剂。在整个浇钢过程中会添加大量的中间包覆盖剂，覆盖剂虽然在降低钢水温度散失和促进钢水中夹杂物上浮方面有积极意义，但是覆盖剂对于纯净的钢水来说毕竟是外来物，过多的覆盖剂的使用会造成钢水一定的污染，并且覆盖剂在融化或燃烧过程中会产生一定的污染物，对车间环境和工人身体具有一定的危害，且覆盖剂只能对中间包钢水的液面温降其延缓或降低温降的作用，但不能阻止钢水温降的发生。

技术实现要素：

本发明提出一种具有防结壳保温功能的塞棒，在防结壳方面可以实现更加合理、可控、高效、智能化渣控制，不对钢水和塞棒造成二次污染和损害；在保温方面，可以实现连续对钢水液面加热的作用，且依据钢水实际浇钢温度需求，可控制加热温度的高低，使整个浇铸的钢水能够实现数字准确可控的目的。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种具有防结壳保温功能的塞棒，包括棒尾、棒身、棒头以及棒身和棒头之间的过渡层，棒身内部设有内腔，所述内腔穿过所述过渡层，内腔外侧壁且靠近棒尾的一端安装有丝块，棒尾设有电源接口，电源接口与电阻丝连接，所述电阻丝环绕在棒身内部且位于内腔外部，电阻丝设有若干圈。

优选的，所述电阻丝与塞棒外壁距离为10-40mm。

优选的，所述电阻丝根据塞棒实际设计和钢厂实际渣层厚度情况，电阻丝在棒身内的高度为20-600mm，塞棒露出钢水部分，有50-300mm的高度中含有电阻丝。

优选的，所述电阻丝在棒身中的起始位置距离棒尾200-700mm。

优选的，所述电阻丝材质采用碳化硅材质、硅碳材质、二硅化钼材质、镍铬材质、铁铬镍以及铁铬铝材质中的一种。

优选的，依据塞棒外径的不同，电阻丝线径为1-8mm。

优选的，所述过渡层采用棒身料与棒头料按照质量比1∶1或2∶1的比例混合后上下复合，或者将棒身料一部分扦插在棒头料里面采用内外复合方式。

本发明的有益效果为：

本发明的塞棒可以在塞棒渣线部位钢渣结壳时进行加热，将钢渣融化，来消除结壳钢渣对塞棒的控制。同时，在整个浇钢过程中都会有大量的热量从中间包钢水液面散失掉，导致钢水温度降低，满足不了正常浇钢所需要的浇钢温度需求，塞棒还可以在整个浇钢过程中对钢水液面进行加热，来避免钢水液面的温降，确保浇钢过程顺利进行，保证铸坯质量的稳定性。塞棒除具有正常的控流作用外，还赋予了其融化结壳钢渣和对中间包钢水液面加热保温的功能。尤其在保障长时间浇钢和洁净钢浇铸方面具有很重要的积极意义，使得连铸浇钢系统更加智能化，对改善铸坯质量和连铸车间环境也有极大的实际作用。

目前在中间包正常浇钢过程中通过在中间包钢水液面添加中间包覆盖剂来实现保温钢水的作用，但是在浇钢过程中都会有一定的温降量，中包覆盖剂只是减缓了钢水温度的降低过程并不能保持钢水温度不变。而本发明塞棒内部含有电热丝，通过给电热丝加热来实现塞棒对钢水加热的目的，实现钢水温度在整个浇钢过程中保持恒定，避免了钢水温度的降低。

结壳指的是位于中间包钢水液面的钢渣因温度降低由液体变为固体，即钢渣的凝固称为结壳。本发明提供的塞棒通过防止钢渣温度降低，来实现钢渣在整个浇钢过程中始终保持液体状态，来实现防结壳的目的。

因塞棒棒身料和棒头料的热膨胀系数不同，如果直接将两者结合在一起，很有可能因热膨胀问题，在两者之间出现裂纹或断裂的情况的发生。为防止塞棒在受热或使用过程中因热膨胀不同步问题导致在棒头料与棒身料之间出现裂纹或断裂情况的发生，需要在棒头料与棒身料之间添加一段过渡层，过渡层的热膨胀系数位于棒头料与棒身料热膨胀系数之间，所以过渡层的作用是使棒头料与棒身料结合时能够使两者的热膨胀系数出现一段缓冲带，来防止在两者之间出现裂纹或断裂事故的发生。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中塞棒的结构示意图；

图2为本发明具有防结壳保温功能的塞棒的结构示意图。

其中，1.电源接口，2.丝块，3.电阻丝，4.棒身，5.内腔，6.过渡层，7.棒头。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

一种具有防结壳保温功能的塞棒，如图2所示，包括棒尾、棒身4、棒头7以及棒身4和棒头7之间的过渡层6，棒身4内部设有内腔5，所述内腔5穿过所述过渡层6，棒头的主要作用是与中包水口碗部配合起到控流的作用，在浇钢过程中为保持棒头良好的控流效果，其抗钢水冲刷能力必须要强，而过渡层只是在棒身料与棒头料之间起到一个过渡的作用，其抗钢水冲刷能力差一些，之所以没将过渡料贯穿到棒头是因为过渡层与棒头料在抵抗钢水冲刷方面不同步，为保持棒头部位在浇钢过程中保持完整性和抗钢水冲刷一致性，所以过渡层没有贯穿到棒头，内腔5外侧壁且靠近棒尾的一端安装有丝块2，棒尾设有电源接口1，电源接口1与电阻丝3连接，所述电阻丝3环绕在棒身4内部且位于内腔5外部，将线径3mm的镍铬材质的电阻丝3绕成5圈直径为60mm的圆环，在塞棒成型时套在模芯杆的正中位置，且有部分电阻丝3露出棒尾，使电阻丝3距离塞棒外体20mm，与塞棒泥料一起放在125mpa的等静压机里成型。对成型后的塞棒脱模后，在220v的电压下，通过电阻丝3与外界电源连接，在设定的升温速度下，经过1h后，塞棒内部装电阻丝3部位，经过测温枪测量温度为350℃，符合设定的升温速率要求，继续升温2h后塞棒装电阻丝3部位变红，此时测得的该部位的温度为1085℃，满足正常的升温曲线设定。

在上述技术方案的基础上，所述电阻丝3根据塞棒实际设计和钢厂实际渣层厚度情况，电阻丝3在棒身4内的高度为20-600mm，塞棒露出钢水部分，有50-300mm的高度中含有电阻丝3。

在上述技术方案的基础上，所述电阻丝3在棒身4中的起始位置距离棒尾200-700mm。

在上述技术方案的基础上，依据塞棒外径的不同，电阻丝线径为1-8mm。

在上述技术方案的基础上，所述过渡层采用棒身料与棒头料按照质量比1∶1或2∶1的比例混合后上下复合，或者将棒身料一部分扦插在棒头料里面采用内外复合方式。

实施例2：

将线径2.5mm的镍铬材质的电阻丝3绕成5圈直径为50mm的圆环，在塞棒成型时套在模芯杆的正中位置，且有部分电阻丝3露出棒尾，使电阻丝3距离塞棒外体25mm，与塞棒泥料一起放在125mpa的等静压机里成型。对成型后的塞棒脱模后，在220v的电压下，通过电阻丝3与外界电源连接，在设定的升温速度下，经过1h后，塞棒内部装电阻丝3部位，经过测温枪测量温度为251℃，低于设定的升温速率要求，继续升温3h后塞棒装电阻丝3部位变红，此时测得的该部位的温度为1074℃，低于正常的升温曲线设定。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。