[发明专利]一种防止絮流浸入式水口的制作方法

说明书

本发明涉及一种防止絮流浸入式水口及其制作、使用方法，所述浸入式水口包括水口本体，所述水口本体由上至下依次为碗部、本体、渣线层、2个对称的侧孔出钢口和三角形分流体，其中水口本体采用铝碳材料，渣线层采用锆碳材料；还包括外面层和内面镶嵌层，外面层采用耐火纤维制作，内面镶嵌层由以下组分按重量百分比组成：氧化锆60～65％，氧化钇20～25％，氧化钙2～5％，氧化镁10～15％。本发明根据Y₂O₃耐高温性及其与MgO共同作用时可降低ZrO₂基材质的热膨胀率及高温热震性的特点，研制出ZrO₂基复合材料用做浸入式水口的内面镶嵌层，适用于铝镇静钢种浇注，能够提高钢种洁净度，有效防止水口絮流发生。

技术领域

本发明涉及炼钢连铸技术领域，尤其涉及一种防止絮流浸入式水口及其制作、使用方法。

背景技术

连铸过程中，中间包及浸入式水口的堵塞是连铸铝镇静钢时出现的一个普遍问题。由此，对连铸工艺的关键耐火材料一浸人式水口的性能提出了更高的要求。传统的熔融石英质浸人式水口，由于浇注Mn含量高的钢种耐蚀性极差，已趋于淘汰。近几年，性能较好的AL₂O₃-C质水口和AL₂O₃-C/ZrO₂-C质复合型水口也面临发展的瓶须。一方面，是由于铝碳质水口中AL₂O₃的堵塞问题难以有效地解决；另一方面，是由于汽车等工业对纯净等高性能钢的大幅度需求。

铝碳质浸人式水口在浇铸铝镇静钢、含铝高的钢、稀土钢、含钛钢时，会出现严重的 AL₂O₃结瘤堵塞，造成钢流态不稳定，甚至水口堵死，严重威胁着钢坯的质量和多炉连铸的效率。研究表明，AL₂O₃附着机理为：高温下，铝碳质水口耐火材料与钢液发生反应，在水口内壁面形成脱碳层，使AL₂O₃骨料暴露出来而形成粗糙面。同时，水口中的碳与其中的AL₂O₃、SIO₂发生还原反应，还原产物及CO进一步与钢液中的AI发生反应生成AL₂O₃沉积，沉积附着在裸露于水口内壁面的AL₂O₃骨料上，在耐火材料表面形成网络状AL₂O₃。随后，钢液中悬浮的脱氧产物-AL₂O₃粒子在钢流和涡流的作用下，频繁与水口内壁面上的网络状 AL₂O₃碰撞、接触，在界面张力的作用下，二者产生类似于团聚现象中的接触并互相烧结，从而造成水口内壁面上的AL₂O₃沉积附着和堵塞。在这一过程中，一般认为，当AL₂O₃颗粒间的熔钢在界面张力的作用下从中排出时，就形成了珊瑚状AL₂O₃沉积物；当熔钢不能从中排出时，则形成含有金属夹杂的AL₂O₃沉积物，造成水口堵塞。此外，由于石墨的良好导热性，使水口内壁—钢液界面温度降低，钢液中溶解的AI达到饱和状态，也会促使AL₂O₃沉积，造成水口的AL₂O₃沉积附着堵塞。

目前，针对AL₂O₃堵塞所要做的工作主要有两个方面:一方面是在工艺过程中要严格把关，改进脱氧方式，力争提高钢的纯净度，采取必要的保温措施，防止钢水温度过度下降；另一方面是对水口的结构和材质进行改进，力求达到最好的效果。

防止AL₂O₃附普堵塞结构改进有如下主要措施：