[发明专利]一种无碳浸入式水口

说明书

技术领域

本发明属于冶金用高温功能陶瓷材料技术领域，特别涉及一种冶炼无取向硅钢类的耐冲刷无碳长寿命浸入式水口。

背景技术

随着冶炼技术的不断提高和生产生活的要求，在实际生产中对功能耐火材料浸入式水口的质量指标也越来越高。在浇注时要求浸入式水口抗冲刷，耐侵蚀，防止水口中碳的氧化物、三氧化二铝、二氧化硅等杂质污染钢水的纯净度，进而影响钢材的品质和使用寿命。在长期的生产使用过程中，经常出现的突出问题有三项：1、由于制品气孔低，密度高热抗震性能差，在钢厂使用前的烘烤过程中就会导致制品炸裂；2、受钢厂烘烤条件的影响，煤气供应不稳定，烘烤火焰时大时小，满足不了水口烘烤条件而出现炸裂；3、在使用中，特别是第一炉钢在第一次浇钢过程中由于较大的温度反差，制品质量稍差或者水口烘烤不好就会出现炸裂或者断裂，出现轻微炸裂就会导致钢水从水口壁缝中向外渗漏，造成危险事故。因此研究抗冲刷、使用寿命长的浸入式水口势在必行。

发明内容

本发明的目的在于减少现有技术的不足之处，而提供一种耐侵蚀增强，抗冲刷不易扩孔，适用于多炉连浇、长时间浇注场合的无碳浸入式水口。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种无碳浸入式水口，由下述重量份的原料制成：刚玉46～48份、电熔锆莫来石23～25份、电熔氧化铝9～11份、碳化硅3～5份、金属硅粉2～4份、碳黑0.6～1.4份、白刚玉10～12份；该无碳浸入式水口的制备工艺是按以下步骤进行：

a.制作长水口基体泥料：按配比分别称取刚玉、电熔锆莫来石、电熔氧化铝、碳化硅、金属硅粉、碳黑、白刚玉的原料，按设计要求及常规工艺制作长水口基体泥料；

b.造粒、干燥：在所述a.长水口基体泥料中加入占原料总重的8～12％固体树脂和液体树脂，通过常规工艺使制出的泥料各项物理指标达到行标YB/T007-2003；

c.加工成品：按设计要求及常规工艺将烧成的长水口泥料加工成型；

所述刚玉为纯度≥99％的电熔致密刚玉，所述金属硅粉的纯度为≥98.5％金属硅粉。

进一步地，无碳浸入式水口包含以下成份：Al₂O₃55～64份、SiO₂5.0～8.5份、SiC为3.0～4.5份、ZrO₂百分含量为30～39份。

无取向电工钢属于低碳低硅合金钢，钢水的洁净度和纯度要求较高，普通的浸入式水口因含有过多的碳，在连铸过程中与钢水中的氧易发生氧化反应生产含碳的化合物，随着钢水的冲刷融入到钢水中，对钢水造成污染，影响钢材的品质，而不能适用。本发明水口的设计，首先要考虑到水口本身不含碳，碳在有氧的条件下易生产氧化物，水口内孔部位的碳与钢水中的氧发生氧化反应，不但造成水口内孔部位脱碳扩孔，而且还污染钢水的洁净度；当内孔径部位中的碳大量的被氧化时，容易造成水口的内孔径随着浇铸的进行而逐渐扩大，水口使用寿命降低，当水口扩径到很薄时，甚至引发水口穿孔，影响连铸生产的顺利进行。所以要求水口具有抗击钢水的冲刷的性能。因此选用性能稳定、致密度高的电容刚玉，再加入少量金属防氧化物碳化硅使制品的抗氧化性能得以提高，同时增加制品的高温结合强度。电容刚玉本身致密度高，硬度高、耐火度在1850℃以上，并且不易被钢水润蚀；热稳性能优良、抗击钢水的冲刷，在使用时不易扩孔。电容锆莫来石是具有白刚玉抗钢水冲刷和氧化锆耐侵蚀的双重优点。固体树脂和液体树脂的使用，增加了原料间的黏合性，更有利于造粒工艺的有利进行。所述长水口基体泥料混合后拉入烘干房烘干24小时以上，进行干燥排除水分，挥发份控制在1.3％，更有利于后续工艺的顺利展开和耐冲刷无碳长寿命浸入式水口各种性能的保证。通过专用模具，省去过去分段加入不同料法，把一种专用泥料通体加入再通过等静压机20～50Mpa的压力挤压成型上，然后套装胶膜按照工艺要求分段加入适宜泥料后通过等静压机压制成型，这样一来就把内外层紧密结合在一起形成致密的制品。