一種連鑄復(fù)合浸入式水口的制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種連鑄復(fù)合浸入式水口的制備方法，該復(fù)合浸入式水口包括外層本體、外層渣線段以及內(nèi)層；三部分按照功能與作用的不同采用不同的材料設(shè)計(jì)，外層本體以合成ZrO2·CaO砂為主要原料，提高水口的抗氧化性、抗剝落性及沖刷性。外層渣線和內(nèi)層采用鈦酸鋁取代熔融石英和碳化硅，在保證產(chǎn)品的機(jī)械強(qiáng)度，高抗熱震性能和耐侵蝕耐沖刷性能的同時(shí)內(nèi)層無(wú)碳，減緩或阻止結(jié)瘤的產(chǎn)生，防止水口堵塞和結(jié)晶器偏流的發(fā)生；并保持水口光潔，防止內(nèi)壁雜質(zhì)粘附，延長(zhǎng)使用時(shí)間，提高作業(yè)效率，同時(shí)減少因此造成的異常操作，提高鑄坯的質(zhì)量。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種連鑄復(fù)合浸入式水口的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及冶金材料【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種連鑄復(fù)合浸入式水口的制備方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]浸入式水口是鋼鐵連鑄生產(chǎn)中最關(guān)鍵的功能耐火材料之一，其使用效果直接影響連鑄效率和鋼坯質(zhì)量。浸入式水口位于中間包與結(jié)晶器之間，是鋼水進(jìn)入結(jié)晶器的必由之路，因此浸入式水口起著保護(hù)鋼水，防止鋼水與空氣中的氧接觸再次發(fā)生二次氧化的可能性，同時(shí)通過(guò)設(shè)計(jì)合理的水口結(jié)構(gòu)，可以防止鋼水進(jìn)入結(jié)晶器時(shí)產(chǎn)生不合理的氣泡和偏流，影響鋼材的質(zhì)量。
[0003]目前，浸入式水口所用的材質(zhì)主要是Al2O3-C質(zhì)。其配料主要是電熔白剛玉、鱗片狀石墨、結(jié)合劑以及添加劑等。鋁碳浸入式水口除了機(jī)械損毀和蝕損外，連鑄過(guò)程中也會(huì)產(chǎn)生結(jié)瘤堵塞現(xiàn)象。特別是在澆鑄鋁鎮(zhèn)靜鋼時(shí)，常因鋼液中Al2O3等夾雜物附著在水口內(nèi)壁而發(fā)生堵塞，從而影響到連鑄的連續(xù)作業(yè)。同時(shí)由于粘附在浸入式水口內(nèi)表面的夾雜物，在澆鑄過(guò)程中可能脫落(特別是因?yàn)榘l(fā)生堵塞而進(jìn)行的一些如沖棒、捅水口等異常操作時(shí))，掉入鋼水中，造成連鑄坯中的非金屬夾雜，而影響連鑄鋼坯的質(zhì)量，甚至異物咬如坯殼發(fā)生漏鋼事故。另外，浸入式水口內(nèi)壁的結(jié)瘤還可引起結(jié)晶器內(nèi)鋼水的偏流，這同樣影響著鋼水的質(zhì)量。
[0004]國(guó)內(nèi)外對(duì)浸入式水口堵塞機(jī)理的研究工作已進(jìn)行了 20多年，歸納起來(lái)主要有以下幾種觀點(diǎn):(I)反應(yīng)生成機(jī)理；(2)蒸發(fā)-凝聚引起物理沉積。根據(jù)對(duì)水口堵塞機(jī)理的研究，采取了很多有針對(duì)性的辦法，這些方法和措施主要從煉鋼工藝角度和浸入式水口兩方面來(lái)考慮。從煉鋼工藝角度出發(fā):A.降低脫氧生成物熔點(diǎn)；B.鋼液清潔化。從浸入式水口角度出發(fā):一種為結(jié)構(gòu)防堵，原理是改變鋼液在水口內(nèi)部的流態(tài)，減少渦流，從而消除結(jié)瘤；另一種為材質(zhì)防堵，即在水口中加入添加物或在水口內(nèi)復(fù)合一層防堵材料內(nèi)襯，減少或消除沉積，因材質(zhì)不同，防堵機(jī)理也有所不同。水口材質(zhì)的改進(jìn)，是解決水口堵塞問(wèn)題的主要方向。主要分兩類(lèi),加入添加物改進(jìn)水口材質(zhì)和開(kāi)發(fā)新的水口材質(zhì)。浸入式水口 A1203堵塞的主要原因之一是因水口材質(zhì)中碳的存在，與其中的SiO2, Al2O3發(fā)生還原反應(yīng)，還原物SiO及CO進(jìn)一步與鋼液中的Al反應(yīng)而生成Al2O3,粘附在裸露于水口內(nèi)壁面的Al2O3骨料上，造成水口內(nèi)壁Al2O3沉積。因而可在水口內(nèi)壁復(fù)合無(wú)碳層以改善水口的抗氧化鋁沉積性能。除防止氧化鋁沉積外，無(wú)碳材料還具有以下功能:防止金屬沉積(因具有低的熱導(dǎo)率)；生產(chǎn)連鑄中碳鋼時(shí)避免產(chǎn)生裂紋(低的熱導(dǎo)率)；連鑄高氧鋼時(shí)具有高的抗侵蝕性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提出一種連鑄復(fù)合浸入式水口的制備方法，該水口通過(guò)制備材料的改進(jìn)克服現(xiàn)有技術(shù)中因氧化鋁沉積而造成的堵塞，并具有較高的抗熱震性能、抗侵蝕性和使用壽命。
[0006]為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:[0007]—種連鑄復(fù)合浸入式水口的制備方法，該復(fù)合浸入式水口包括外層本體、外層渣線段以及內(nèi)層；其中，外層本體的原料以重量份計(jì)由下列組份組成=ZrO2.CaO 64-68份，鱗片石墨12-14份，熔融石英6-8份，SiC 3-5份，酚醛樹(shù)脂2_3份，所述ZrO2 -CaO中含有CaO:36-38%，CaF2:2~5% , Fe2O3:1-3%, CeO: 1-3%,ZrO2:余量；外層渣線段材質(zhì)組分百分含量為:鱗片石墨10-12份，氧化鋯42-46份，鈦酸鋁32-34份，酚醛樹(shù)脂3_5份；內(nèi)層材質(zhì)組分百分含量為:鈦酸鋁54-58份，白剛玉32-36份，鋁膠結(jié)合劑6-8份；所述制備方法包括如下步驟:
[0008]I)按上述配比，將外層本體材質(zhì)和外層渣線材質(zhì)和內(nèi)層材質(zhì)分別均勻混合，使用造粒機(jī)將原料造粒，造粒料經(jīng)烘干床烘干，使之滿足成型要求；
[0009]2)將內(nèi)層材質(zhì)、外層本體材質(zhì)造粒料和外層渣線材質(zhì)造粒料分別按次序加入模具，使用靜壓機(jī)在IOO-HOMPa的壓力下壓制成型；
[0010]3)成型產(chǎn)品在梭式窯中于1240-1280°c還原氣氛下或無(wú)氧環(huán)境燒制，燒成產(chǎn)品經(jīng)過(guò)車(chē)床加工，產(chǎn)品表面再涂敷防氧化涂層，烘干后即制成浸入式水口。
[0011]本發(fā)明的有益效果為:
[0012]本發(fā)明復(fù)合水口分三部分進(jìn)行設(shè)計(jì)，三部分按照功能與作用的不同采用不同的材料設(shè)計(jì)，外層本體以合成ZrO2.CaO砂為主要原料，提高水口的抗氧化性、抗剝落性及沖刷性。外層渣線和內(nèi)層采用鈦酸鋁取代熔融石英和碳化硅，在保證產(chǎn)品的機(jī)械強(qiáng)度，高抗熱震性能和耐侵蝕耐沖刷性能的同時(shí)內(nèi)層無(wú)碳，在實(shí)際使用過(guò)程中可防止SiO生成并進(jìn)而與鋼水中的AL氧化生成來(lái)Al2O3并附著在水口內(nèi)部，從而達(dá)到減緩或阻止結(jié)瘤的產(chǎn)生，防止水口堵塞和結(jié)晶器偏流的發(fā)生；此外內(nèi)層無(wú)碳可在使用過(guò)層中保持水口光潔，防止內(nèi)壁雜質(zhì)粘附，延長(zhǎng)使用時(shí)間，提高作業(yè)效率，同時(shí)可通過(guò)該技術(shù)的應(yīng)用，減少因此造成的異常操作，提高鑄坯的質(zhì)量。
【具體實(shí)施方式】
[0013]實(shí)施例一
[0014]一種連鑄復(fù)合浸入式水口的制備方法，該復(fù)合浸入式水口包括外層本體、外層渣線段以及內(nèi)層；其中，外層本體的原料以重量份計(jì)由下列組份組成=ZrO2.CaO 64份，鱗片石墨14份，熔融石英6份，SiC 5份，酚醛樹(shù)脂2份，所述ZrO2.CaO中含有CaO:36-38%，CaF2:2~5% , Fe2O3:1-3%, CeO: 1-3%,ZrO2:余量；外層渣線段材質(zhì)組分百分含量為:鱗片石墨10份，氧化鋯46份，鈦酸鋁32份，酚醛樹(shù)脂5份；內(nèi)層材質(zhì)組分百分含量為:鈦酸鋁54份，白剛玉36份，鋁膠結(jié)合劑6份；所述制備方法包括如下步驟:
[0015]I)按上述配比，將外層本體材質(zhì)和外層渣線材質(zhì)和內(nèi)層材質(zhì)分別均勻混合，使用造粒機(jī)將原料造粒，造粒料經(jīng)烘干床烘干，使之滿足成型要求；
[0016]2)將內(nèi)層材質(zhì)、外層本體材質(zhì)造粒料和外層渣線材質(zhì)造粒料分別按次序加入模具，使用靜壓機(jī)在IOOMPa的壓力下壓制成型；
[0017]3)成型產(chǎn)品在梭式窯中于1240°C還原氣氛下或無(wú)氧環(huán)境燒制，燒成產(chǎn)品經(jīng)過(guò)車(chē)床加工，產(chǎn)品表面再涂敷防氧化涂層，烘干后即制成浸入式水口。
[0018]實(shí)施例二
[0019]一種連鑄復(fù)合浸入式水口的制備方法，該復(fù)合浸入式水口包括外層本體、外層渣線段以及內(nèi)層；其中，外層本體的原料以重量份計(jì)由下列組份組成=ZrO2.CaO 68份，鱗片石墨12份，熔融石英8份，SiC 3份，酚醛樹(shù)脂3份，所述ZrO2.CaO中含有CaO:36-38%，CaF2:2~5% , Fe2O3:1-3%, CeO: 1-3%,ZrO2:余量；外層渣線段材質(zhì)組分百分含量為:鱗片石墨12份，氧化鋯42份，鈦酸鋁34份，酚醛樹(shù)脂3份；內(nèi)層材質(zhì)組分百分含量為:鈦酸鋁58份，白剛玉32份，鋁膠結(jié)合劑8份；所述制備方法包括如下步驟:
[0020]I)按上述配比，將外層本體材質(zhì)和外層渣線材質(zhì)和內(nèi)層材質(zhì)分別均勻混合，使用造粒機(jī)將原料造粒，造粒料經(jīng)烘干床烘干，使之滿足成型要求；
[0021]2)將內(nèi)層材質(zhì)、外層本體材質(zhì)造粒料和外層渣線材質(zhì)造粒料分別按次序加入模具，使用靜壓機(jī)在HOMPa的壓力下壓制成型；
[0022]3)成型產(chǎn)品在梭式窯中于1280°C還原氣氛下或無(wú)氧環(huán)境燒制，燒成產(chǎn)品經(jīng)過(guò)車(chē)床加工，產(chǎn)品表面再涂敷防氧化涂層，烘干后即制成浸入式水口。
[0023]實(shí)施例三
[0024]一種連鑄復(fù)合浸入式水口的制備方法，該復(fù)合浸入式水口包括外層本體、外層渣線段以及內(nèi)層；其中，外層本體的原料以重量份計(jì)由下列組份組成=ZrO2.CaO 66份，鱗片石墨13份，熔融石英7份，SiC 4份，酚醛樹(shù)脂2.5份，所述ZrO2.CaO中含有CaO:36-38%，CaF2:2~5% , Fe2O3:1-3%, CeO: 1-3%,ZrO2:余量；外層渣線段材質(zhì)組分百分含量為:鱗片石墨11份，氧化鋯44份，鈦酸鋁33份，酚醛樹(shù)脂4份；內(nèi)層材質(zhì)組分百分含量為:鈦酸鋁56份，白剛玉34份，鋁膠結(jié)合劑7份；所述制備方法包括如下步驟:
[0025]I)按上述配比，將外層本體材質(zhì)和外層渣線材質(zhì)和內(nèi)層材質(zhì)分別均勻混合，使用造粒機(jī)將原料造粒，造粒料經(jīng)烘干床烘干，使之滿足成型要求；
[0026]2)將內(nèi)層材質(zhì)、外層本體材質(zhì)造粒料和外層渣線材質(zhì)造粒料分別按次序加入模具，使用靜壓機(jī)分別在120MPa的壓力下壓制成型；
[0027]3)成型產(chǎn)品在梭式窯中于1260°C還原氣氛下或無(wú)氧環(huán)境燒制，燒成產(chǎn)品經(jīng)過(guò)車(chē)床加工，產(chǎn)品表面再涂敷防氧化涂層，烘干后即制成浸入式水口。
【權(quán)利要求】
1.一種連鑄復(fù)合浸入式水口的制備方法，其特征在于，該復(fù)合浸入式水口包括外層本體、外層渣線段以及內(nèi)層；其中，外層本體的原料以重量份計(jì)由下列組份組成=ZrO2.CaO64-68份，鱗片石墨12-14份，熔融石英6_8份，SiC3_5份，酚醛樹(shù)脂2_3份，所述ZrO2 -CaO中含有 CaO:36-38%，CaF2:2_5% ,Fe2O3:1-3%，Ce0:l_3%，ZrO2:余量；外層渣線段材質(zhì)組分百分含量為:鱗片石墨10-12份，氧化鋯42-46份，鈦酸鋁32-34份，酚醛樹(shù)脂3_5份；內(nèi)層材質(zhì)組分百分含量為:鈦酸鋁54-58份，白剛玉32-36份，鋁膠結(jié)合劑6-8份；所述制備方法包括如下步驟: 1)按上述配比，將外層本體材質(zhì)和外層渣線材質(zhì)和內(nèi)層材質(zhì)分別均勻混合，使用造粒機(jī)將原料造粒，造粒料經(jīng)烘干床烘干，使之滿足成型要求； 2)將內(nèi)層材質(zhì)、外層本體材質(zhì)造粒料和外層渣線材質(zhì)造粒料分別按次序加入模具,使用靜壓機(jī)在IOO-HOMPa的壓力下壓制成型； 3)成型產(chǎn)品在梭式窯中于1240-1280°C還原氣氛下或無(wú)氧環(huán)境燒制，燒成產(chǎn)品經(jīng)過(guò)車(chē)床加工，產(chǎn)品表面再涂敷防氧化涂層，烘干后即制成浸入式水口。
【文檔編號(hào)】B28B3/00GK103769554SQ201210403952
【公開(kāi)日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2012年10月22日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月22日
【發(fā)明者】沈志堅(jiān) 申請(qǐng)人:無(wú)錫申佳液壓科技有限公司