[发明专利]复合无硅长水口及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及水口及制造方法，尤其是涉及在连续铸钢生产中使用的复合无硅长水口长水口及其制造方法。

背景技术

当连铸钢水由钢包向中间包浇注时，为了避免二次氧化和飞溅，在钢包底部的滑动水口的下端安装长水口，一端与下水口相连，另一端插入中间包的钢水内进行密封保护浇注。

长水口的作用如下：(1)防止钢水二次氧化，改善钢的质量；(2)减少钢中易氧化元素的氧化产物在水口内壁沉积，延长其使用寿命；(3)长水口可多次使用，降低耐火材料消耗。

长水口应具备以下性能：(1)优异的抗热震性；(2)良好的机械性能和抗震动的能力；(3)抗钢液和熔渣的侵蚀性好；(4)与大包下水口的连接处必须带有气封装置。长水口的材质一般有熔融石英质和铝碳质两大类。

熔融石英长水口，采用泥浆浇注法成型，其特点是热震性好，有较高的机械强度和耐酸性渣侵蚀，化学稳定性好。但其易与钢水或渣中的铁锰等氧化物形成低熔物，在高温下石英与碳反应被分解和气化，耐侵蚀性差，也不利于冶炼洁净钢。

传统的Al₂O₃-C质长水口通常含有一定数量的熔融石英以提高抗热震性。然而，由于SiO₂与MnO或FeO反应生成低熔点物质，从而降低了材料的抗侵蚀和抗冲刷性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种复合无硅长水口及其制造方法，由铝炭外层和无碳内层组成，含炭外层采用钛酸铝取代传统铝碳水口中的碳化硅和熔融石英，使产品实现无硅化，通过结合剂改性的钛酸铝材料的使用克服了钛酸铝材料烧结体强度低的缺点，既保证了水口的机械强度和较好的抗热震性能，又防止了传统Al₂O₃-C质长水口中SiO₂与钢水中MnO或FeO反应生成低熔点物质而导致的水口抗侵蚀和抗冲刷性能降低的缺陷；本发明所提供的复合无硅长水口的无碳内层由钛酸铝和刚玉组成，实现无碳化，防止CO的生成并进而导致的Al₂O₃的生成和附着，保证了水口内壁的光洁、有利于钢水的纯净度，可用于纯净钢的生产。

传统的Al₂O₃-C质长水口通常含有一定数量的熔融石英以提高抗热震性。然而，由于SiO₂与MnO或FeO反应生成低熔点物质，从而降低了材料的抗侵蚀和抗冲刷性能。本发明则是利用钛酸铝取代铝碳长水口中的碳化硅和熔融石英，内部复合一层无碳钛酸铝-刚玉复合材料提高抗冲刷能力，延长使用寿命。

为达到上述目的，本发明的技术方案是，

一种复合无硅长水口，其包括，外层本体，其材质组分重量百分比为：鳞片石墨15～35％，白刚玉35～55％，钛酸铝20～50％，外加酚醛树脂结合剂8～10％；内层，其材质组分重量百分比为：钛酸铝60～90％，刚玉10～40％，外加铝胶结合剂3～5％。

进一步，所述的钛酸铝组分重量百分比为：Al₂O₃ 40～50％，TiO₂ 50～60％，外加稳定剂1～8％。

所述的稳定剂是MgO 1～4％、或MgO 1～4％和CeO₂ 1～3％、或F₂O₃ 3～8％、或氧化锆0.5～2％。

上述外加剂添加含量均为原料总量100％之外的相对含量而言。