[发明专利]一种氧化锆定径水口的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及有关钢铁冶金工业中连续铸造中间包用控制钢水流量的装置用功能耐火材料的制备，具体是一种氧化锆质定径水口的制备方法。

背景技术

定径水口是指安装在连续铸造中间包底部的一种高温结构陶瓷制作的功能器件。其主要作用是中间包钢水静压力基本维持不变，钢水通过定径水口流入结晶器，结晶器通过大流量水冷，带走钢液凝固时放出的热量，使钢水凝固成坯。由于结晶器水冷带走的热量有限，因而，单位时间内流入结晶器的钢液数量必须在一定范围之内。定径水口的孔径愈大，单位时间流入结晶器钢液数量愈多，选择合适的孔径制成中间包用水口，即为定径水口。定径水口失效的主要原因是由于钢水流动过程中与氧化锆中的稳定剂反应，稳定剂脱溶，进而引起氧化锆失稳，颗粒破例，强度大幅度降低，抗冲刷性能下降造成扩径，使流入结晶器的钢水凝固放出的热量大于结晶器冷却水所能带走的热量而退出使用。

氧化锆质定径水口中氧化锆的含量(wt％)一般为95％左右，实际使用寿命为10小时左右。使用寿命短的主要原因是氧化锆稳定剂脱溶，稳定剂与钢、渣中的其他元素形成低熔点共熔物，共熔物流失，氧化锆失稳，颗粒破裂，强度大幅度降低，抗冲刷性能下降造成扩径，从而造成氧化锆质定径水口使用寿命短。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种氧化锆质定径水口制备新方法，通过添加物阻止预稳定的氧化锆颗粒稳定剂脱溶，定径水口烧成过程中基质部分添加物与单斜氧化锆形成新的稳定相，性能超过了全部用部分稳定氧化锆所制备的定径水口的性能，使用寿命可达30小时以上。

为了实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案：

一种氧化锆定径水口的制备方法，其特征在于，该方法以氧化镁部分稳定氧化锆为骨料，配以单斜氧化锆和氧化镁组成的共磨细粉，加入氧化锆凝胶结合剂，经混炼、困料后成型，然后在电窑中烧成，具体按照下列步骤进行：

1)单斜氧化锆微粉和氧化镁微粉的共磨粉制备

共磨细粉采用单斜氧化锆和氧化镁微粉，其中：

单斜氧化锆的粒度组成为：d₅₀＝0.8～0.9μm，d₉₀＜4.0μm；

氧化镁微粉的粒度组成为：d₅₀＝0.3～0.5μm，d₉₀＜2.0μm；

单斜氧化锆微粉化学的重量百分比组成中，ZrO₂+HfO₂＞99％，SiO₂＜0.1％；

氧化镁微粉的化学重量百分比组成中，MgO＞99％，SiO₂＜0.2％；

按照单斜氧化锆微粉：氧化镁微粉＝(97.1～96.8)：(2.9～3.2)配成共磨细粉，单斜氧化锆与氧化镁的比例必须保证共磨粉中氧化镁的含量大于骨料中氧化镁含量，即控制在共磨粉中氧化镁的含量大于骨料中氧化镁含量0.2～0.5％；共磨细粉装入聚氨酯球磨罐中，采用氧化锆质瓷球，共磨24小时，使单斜氧化锆与氧化镁充分混匀；

2)按骨料：共磨细粉＝45：55配料，加入配料总量8％的氧化锆凝胶结合剂，混炼45分钟，混炼好的泥料困料24小时，然后采用150t液压机成型；

3)成型后的坯体自然干燥24小时后，再于105±5℃烘箱中再干燥24小时；干燥后合格坯体于1710～1720℃的电窑中保温6个小时烧成，制得氧化锆质定径水口。

本发明制备的氧化锆质定径水口性能超过了全部用部分稳定氧化锆所制备的定径水口的性能，使用寿命可达34小时以上。用后残样显微结构分析显示稳定剂脱溶数量极少，氧化锆颗粒基本无相变破裂。

附图说明

图1是本发明的定径水口的制备工艺流程图。

以下结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

具体实施方式