[实用新型]一种in-situ无碳内衬长水口

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种in-situ无碳内衬长水口。 

背景技术

钢铁连续铸造是目前钢铁生产的主要工艺，我国目前钢铁连续铸造的比例高达98％以上，除了极个别钢种外，一般钢种都是通过连续铸造将钢水转化为钢坯的。但对于一些高性能钢种，连铸过程中耐火材料的选用有着较高的标准，超低碳钢浇铸就有这一问题。超低碳钢在炼钢和精炼过程中采用了特殊的工艺，保证了碳含量小于300ppm。这种钢具有极好的深冲性能和延展性能(如上世纪美国阿姆科公司开发的IF钢用于汽车面板)，高强韧性能(如超低碳贝氏体钢，该钢种可用于北极地区大口径高压油气管线)，改善传统铁素体不锈钢的耐点蚀性、韧性和加工性能等(如超纯铁素体不锈钢)等等，在工业行业中具有很大的市场。 

超低碳钢的生产过程除了在炼钢和炉外精炼方面要做大量的工作以外，与钢水接触的所有耐火材料均要朝无碳结合的方向走。在钢包砖、中保工作层耐火材料方面，人们已经做了大量工作，连接钢包和中间包的长水口是除此以外的另一个防止增碳的重要环节。因此将长水口实行无碳化成为业内努力的目标。 

传统的长水口产品含碳约20％-30％，该水口均须先行烘烤，然后再使用。有国内厂家采用无碳熔融石英产品，但由于其中的二氧化硅与钢水中锰的化学反应，使用寿命太短。也有人采用无碳浇注料制成的预制件长水口，但其抗热振性不能满足现场使用，浇钢开始的瞬间水口即产生开裂，无法达到工业化应用。 

实用新型内容

本实用新型的目的一种in-situ无碳内衬长水口。 

本实用新型的目的可以通过以下技术方案实现： 

一种in-situ(原位形成)无碳内衬的长水口，包括水口体，所述水口体的内壁上设有一层in-situ无碳内衬，所述的in-situ无碳内衬的厚度为5～20毫米。 

上述的in-situ无碳内衬的长水口，所述的in-situ无碳内衬的组份为铝碳料和烧结助剂，其中烧结助剂的添加量占物料总质量的2％～5％。所述的烧结助剂为氧化物超细粉和硅超细粉 的混合物，其中氧化物超细粉和硅超细粉的重量比为1∶1。所述的氧化物为二氧化硅。 

上述的in-situ无碳内衬的长水口，其在于所述的in-situ无碳内衬为铝碳料和烧结助剂混合料的预压半成品经过烧结过程自然形成。 

in-situ无碳内衬：其中in-situ意为原位形成。 

本实用新型的有益效果： 

该实用新型设计的in-situ无碳内衬长水口在钢厂使用效果表明，钢水增碳量明显低于采用传统长水口的钢水。生产IF钢试验中，采用传统长水口钢水增碳量为10ppm，采用in-situ无碳内衬长水口后该增碳量均维持在5ppm以下。且因特殊添加剂的应用内衬强度较大，浇钢结束时未发现内部扩孔现象，表明内衬抗钢水化学侵蚀和物理冲刷的能力均达到连铸的要求。 

附图说明

图1为传统长水口的纵向剖面图。 

图2为in-situ无碳内衬长水口的纵向剖面图。 

具体实施方式

如图2所示，一种in-situ(原位形成)无碳内衬的长水口，包括水口体1，所述水口体1的内腔的侧壁上设有一层in-situ无碳内衬2，所述的in-situ无碳内衬2的厚度为5～20毫米，in-situ无碳内衬2的组份为铝碳料和烧结助剂，其中烧结助剂的添加量占物料总质量的2％～5％。所述的烧结助剂为氧化物超细粉和硅超细粉的混合物，其中氧化物超细粉和硅超细粉的重量比为1∶1。所述的氧化物为二氧化硅。in-situ无碳内衬2为铝碳料和烧结助剂混合料的预压半成品经过烧结过程自然形成。其烧结过程采用常规烧结方法。 

本实用新型所设计in-situ(原位形成)无碳内衬的长水口，可降低钢水中的含碳量，该in-situ无碳内衬的配方在传统铝碳料中加入了特殊的烧结助剂，该新的烧结助剂是氧化物超细粉和硅超细粉的混合物；生产过程中发现，物料中添加剂含量在2％-5％之间较为合理，低于2％时，in-situ无碳内衬硬度和强度均较低，长水口抗冲刷和侵蚀能力差，产品用后有扩孔现象，一旦该内衬被冲刷掉，含碳部分直接与钢水接触，其防增碳作用会马上失去。但含量超过5％以后，in-situ无碳内衬烧结过度，该层的抗热冲击能力下降，容易造成长水口使用过程中断裂。另外，in-situ无碳内衬厚度对产品性能也有直接影响，内衬厚度在5mm 以内时，强度和硬度合适的in-situ无碳内衬会因其隔热效果不好而导致长水口产生热振断裂，但内衬超过20mm后，其本身的脆性又会导致产品出现机械断裂。 

采用本实用新型所设计in-situ(原位形成)无碳内衬的长水口，生产出来的产品在钢厂使用效果表明，钢水增碳量明显低于采用传统长水口的钢水。在某钢厂生产IF钢时，采用传统长水口生产的钢水增碳量为10ppm，采用in-situ无碳内衬长水口后增碳量均维持在5ppm以下。且因特殊添加剂的应用内衬强度较大，浇钢结束时未发现内部扩孔现象，表明所设的in-situ无碳内衬抗钢水化学侵蚀和物理冲刷的能力均达到连铸的要求。