[发明专利]一种连铸复合浸入式水口的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及冶金材料技术领域，尤其涉及一种连铸复合浸入式水口的制备方法。

背景技术

浸入式水口是钢铁连铸生产中最关键的功能耐火材料之一，其使用效果直接影响连铸效率和钢坯质量。浸入式水口位于中间包与结晶器之间，是钢水进入结晶器的必由之路，因此浸入式水口起着保护钢水，防止钢水与空气中的氧接触再次发生二次氧化的可能性，同时通过设计合理的水口结构，可以防止钢水进入结晶器时产生不合理的气泡和偏流，影响钢材的质量。

目前，浸入式水口所用的材质主要是Al₂O₃-C质。其配料主要是电熔白刚玉、鳞片状石墨、结合剂以及添加剂等。铝碳浸入式水口除了机械损毁和蚀损外，连铸过程中也会产生结瘤堵塞现象。特别是在浇铸铝镇静钢时，常因钢液中Al₂O₃等夹杂物附着在水口内壁而发生堵塞，从而影响到连铸的连续作业。同时由于粘附在浸入式水口内表面的夹杂物，在浇铸过程中可能脱落(特别是因为发生堵塞而进行的一些如冲棒、捅水口等异常操作时)，掉入钢水中，造成连铸坯中的非金属夹杂，而影响连铸钢坯的质量，甚至异物咬如坯壳发生漏钢事故。另外，浸入式水口内壁的结瘤还可引起结晶器内钢水的偏流，这同样影响着钢水的质量。

国内外对浸入式水口堵塞机理的研究工作已进行了20多年，归纳起来主要有以下几种观点：(1)反应生成机理；(2)蒸发-凝聚引起物理沉积。根据对水口堵塞机理的研究，采取了很多有针对性的办法，这些方法和措施主要从炼钢工艺角度和浸入式水口两方面来考虑。从炼钢工艺角度出发：A.降低脱氧生成物熔点；B.钢液清洁化。从浸入式水口角度出发：一种为结构防堵，原理是改变钢液在水口内部的流态，减少涡流，从而消除结瘤；另一种为材质防堵，即在水口中加入添加物或在水口内复合一层防堵材料内衬，减少或消除沉积，因材质不同，防堵机理也有所不同。水口材质的改进，是解决水口堵塞问题的主要方向。主要分两类，加入添加物改进水口材质和开发新的水口材质。浸入式水口Al2O3堵塞的主要原因之一是因水口材质中碳的存在，与其中的SiO₂，Al₂O₃发生还原反应，还原物SiO及CO进一步与钢液中的Al反应而生成Al₂O₃，粘附在裸露于水口内壁面的Al₂O₃骨料上，造成水口内壁Al₂O₃沉积。因而可在水口内壁复合无碳层以改善水口的抗氧化铝沉积性能。除防止氧化铝沉积外，无碳材料还具有以下功能：防止金属沉积(因具有低的热导率)；生产连铸中碳钢时避免产生裂纹(低的热导率)；连铸高氧钢时具有高的抗侵蚀性。

发明内容

本发明的目的在于提出一种连铸复合浸入式水口的制备方法，该水口通过制备材料的改进克服现有技术中因氧化铝沉积而造成的堵塞，并具有较高的抗热震性能、抗侵蚀性和使用寿命。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种连铸复合浸入式水口的制备方法，该复合浸入式水口包括外层本体、外层渣线段以及内层；其中，外层本体的原料以重量份计由下列组份组成：ZrO₂·CaO 64-68份，鳞片石墨12-14份，熔融石英6-8份，SiC 3-5份，酚醛树脂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；外层渣线段材质组分百分含量为：鳞片石墨10-12份，氧化锆42-46份，钛酸铝32-34份，酚醛树脂3-5份；内层材质组分百分含量为：钛酸铝54-58份，白刚玉32-36份，铝胶结合剂6-8份；所述制备方法包括如下步骤：

1)按上述配比，将外层本体材质和外层渣线材质和内层材质分别均匀混合，使用造粒机将原料造粒，造粒料经烘干床烘干，使之满足成型要求；

2)将内层材质、外层本体材质造粒料和外层渣线材质造粒料分别按次序加入模具，使用静压机在100-140MPa的压力下压制成型；

3)成型产品在梭式窑中于1240-1280℃还原气氛下或无氧环境烧制，烧成产品经过车床加工，产品表面再涂敷防氧化涂层，烘干后即制成浸入式水口。

本发明的有益效果为：