[发明专利]连铸控流耐火材料及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及耐火材料技术领域，特别公开一种连铸控流耐火材料及其应用。

背景技术

自20世纪60年代进入商业化以来，连铸工艺得取得了巨大的发展，今天约有80％的钢是用这种方法浇铸的。连铸工段就是将精炼后的钢水连续铸造成钢坯的生产工序，主要设备包括回转台、中间包，结晶器、拉矫机等。连铸的工艺流程为：将装有精炼好钢水的钢包运至回转台，回转台转动到浇注位置后，将钢水注入中间包，中间包再由水口将钢水分配到各个结晶器中去。

为防止浇铸时钢水从钢包进入中间包发生二次氧化，采用了钢包长水口。大多数应用过程中，水口采用冷开浇方式，这意味着材料必须经受极端的热冲击工作条件，即温度瞬间从室温升到1560℃。钢包长水口的内孔壁还与高速流动的钢水接触，这就要求具有很高的抗钢水侵蚀性。连铸工艺要求材料具有高强度、耐高温冲击的性质，所以起初功能件是用熔融石英制造而成的。可是，熔融石英产品有很多局限性：主要问题是材料磨砂和温度高于900℃形成方英石，并且在铸造高锰钢时耐冲蚀性很差。

张圣鑫等在《新型钢包透气砖座砖的研制》公开一种钢包透气砖座砖，采用电熔刚玉、锆莫来石为骨料，加入适量的电熔刚玉细粉、3％的氧化铬细粉(还特别强调：当ZrO₂外加量为3％左右时，相变产生的微裂正好可以抑制裂纹的扩展；加入量过少，作用不明显，过多则在砖烧成的过程中产生大量的裂纹而减弱了抑制作用)，用加入量为5.3％的自制磷酸铝铬为结合剂，经160℃/24h干燥、1600℃/3hr高温烧成，可以大大提高制成的透气砖座砖的性能，尤其是制品的热震稳定性。但是其高温耐磨性、耐剥落性等表现相对较差，控流时间也相对较短，导致钢厂的生产成本相对较高。

专利CN102294470A公开了一种防堵式长水口碗部，其由以下重量份的材料构成：稳定氧化锆8份，电熔锆莫来石8-10份，板状刚玉10-30份，电熔白刚玉10-30份，鳞片石墨4-5份，轻烧氧化铝6份，碳化硅1份，金属镁粉0.5份，金属硅0.5份，镁铝尖晶石10份，轻质耐火粘土8-10份，液态树脂10-13份。其高温性能好、抗冲刷能力强，在长时间使用过程中不炸裂、不剥落、不会堵塞长水口的通孔，同时也不会影响防堵式长水口碗部和铝碳塞棒之间的密封性，因此使用的寿命比较长，控流时间长达20-22hr。

但是，连铸工艺的功能件价格昂贵，使用短时间就需要停浇、更换，则大大增加钢厂的生产成本。因此，市场仍急一款高温耐侵蚀性、高温耐磨性、耐剥落性等表现优异，同时控流时间可进一步延长的连铸控流耐火材料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种连铸控流耐火材料，其具有高强度，高温耐侵蚀性、高温耐磨性、耐剥落性等表现优异，同时可进一步延长其控流时间，进一步降低钢厂的生产成本。

本发明的又一目的在于提供一种连铸控流耐火材料在连铸工艺功能件中的应用。

本发明提供一种连铸控流耐火材料，包括如下重量份的组分：白刚玉24-30份，棕刚玉29-35份，电熔锆莫来石9-11份，氧化锆18-22份，活性氧化铝3-5份，鳞片石墨4-6份，碳化硅0.5-1.5份和结合剂5-7份。

优选的，所述的连铸控流耐火材料包括如下重量份的组分：白刚玉27-30份，棕刚玉29-32份，电熔锆莫来石10-11份，氧化锆20-22份，活性氧化铝4-5份，鳞片石墨4-6份，碳化硅0.5-1.5份和结合剂5-7份。

进一步优选的，所述的连铸控流耐火材料包括如下重量份的组分：白刚玉27份，棕刚玉32份，电熔锆莫来石10份，氧化锆20份，活性氧化铝4份，鳞片石墨5份，碳化硅1份和结合剂5-7份。

其中，白刚玉是人造磨料的一种，其化学成分视粒度大小而不同。白刚玉以工业氧化铝粉为原料，于电弧中经2000℃以上高温熔炼后冷却制成，经粉碎整形，磁选去铁，筛分成多种粒度，其质地致密、硬度高，粒形成尖角状，可用于制造高级耐火材料。

优选的，所述白刚玉中：Al₂O₃的含量≥99.3wt.％，K₂O+Na₂O的含量≤0.4wt.％，Fe₂O₃的含量≤0.2wt.％，磁性物的含量≤0.06wt.％，SiO₂的含量≤0.05wt.％。

优选的，所述白刚玉的颗粒直径为0.1-5mm，所述白刚玉的真密度≥3.3g/cm³。粒度过细会产生过烧现象，粒度过大不利于成品组分间的化学反应及晶格的形成。