[发明专利]一种自适应氧化锆中间包水口

说明书

技术领域

本发明涉及一种自适应氧化锆中间包水口及其生产工艺，属于耐火材料领域。

背景技术

中间包水口是熔融钢液从中间包到结晶器的通道，它确保钢水从中间包顺畅的流到结晶器，并且没有任何杂质剥落到钢水中。随着中间包使用寿命的越来越长及对钢水的纯净度要求越来越高，目前国内大多数的锆质水口或者扩径严重，影响寿命；或者缩径，影响钢坯拉速；最终影响中间包的使用寿命及钢坯的产量。新型自适应锆质水口通过对氧化锆晶粒及烧成工艺的研究，在保证制品的热震稳定性能及抗侵蚀的前提下，做到了锆芯在受到钢水侵蚀的过程中，有二次烧结收缩现象，从而达到了孔径的动态变化，并保持基本不变，有效解决了锆质水口的扩经及缩径问题。新产品的开发可以稳定钢坯拉速及延长中间包的使用寿命，有着广阔的市场前景。

作为功能性耐火材料，大部分定径水口由于抗侵蚀性和缩径问题，使用寿命比较短。在这一研究方向，本发明通过对氧化锆晶相、粒度分布及烧成工艺的研究，在保证制品的热震稳定性能及抗侵蚀的前提下，做到了锆芯在受到钢水侵蚀的过程中，有二次烧结收缩现象，从而达到了孔径的动态变化；在针对钢厂的特定使用环境进行跟踪，从而控制初始的气孔及体密，达到水口孔径的动态平衡。而在缩径方面：主要是防止Al₂O₃结瘤，大部分采用狭缝吹氩来防止，这种防堵方式使钢坯中产生微小气泡，对钢材质量带来不良影响，同时加大了操作难度；为此，本发明采用不吹氩材质防堵，采用部分富铝脱硅单斜氧化锆加入，促进了产品的表面烧结，光滑的表面不利于氧化铝的附着。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明针对背景技术存在的问题，提供一种自适应氧化锆中间包水口及其生产工艺，其目的在于通过对氧化锆晶相、粒度分布及烧成工艺的研究，在保证制品的热震稳定性能及抗侵蚀的前提下，做到了锆芯在受到钢水侵蚀的过程中，有二次烧结收缩现象，从而达到了孔径的动态变化；在针对钢厂的特定使用环境进行跟踪，从而控制初始的气孔及体密，达到水口孔径的动态平衡。而在缩径方面：主要是防止Al₂O₃结瘤，大部分采用狭缝吹氩来防止，这种防堵方式使钢坯中产生微小气泡，对钢材质量带来不良影响，同时加大了操作难度；为此，本发明采用不吹氩材质防堵，采用部分富铝脱硅单斜氧化锆加入，促进了产品的表面烧结，光滑的表面不利于氧化铝的附着。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种自适应氧化锆中间包水口，由以下方法制备而成：

(1)配备原料：

按照重量份数，40-60份的30-50％稳定化率部分氧化镁稳定氧化锆，10-20份粒径为35-52nm超细富铝脱硅单斜氧化锆粉，20-30份的2UM粒度的单斜氧化锆，2-3份粒径为10μm的超细活性氧化镁，1-2份粒径为16-20μm氧化钇细粉；

其中所述半稳定氧化锆为按照数量比，D10：D20：D30：D50：D90按照1:1:2:3:1.5进行搭配；

(2)造粒：

根据配方将原料造粒，先用四柱压机进行压制，将压制后的产品进行抽真空，放入等静压机，在120兆帕的压力下，保压5分钟进行进一步成型，产品的均一性能一致，放入窑炉里在1650-1700℃烧制48-52小时。

本发明的有益之处在于：

1、产品不采用100％全稳定氧化锆，全稳定氧化锆在烧成过程中转化成单斜相和四方相，体积膨胀，产品体积密度差和气孔率高、产品强度低。本产品采用30-50％的低稳定化率部分稳定氧化锆，低稳定化率部分稳定氧化锆制备的产品烧成收缩率低，成品率高。产品制成后气孔率低，产品强度高。

2、采用对氧化锆原料粒度分布的控制，制备合格的泥料。产品的关键在原料，产品采用D10，D20，D30---D90按照一定的比例进行搭配，产品的稳定度能够有效提高，同时保证了产品的气孔率。D50为颗粒粒径的平均值，其中有大有小，在这里采用的颗粒保持均匀一致。

3、选用部分纳米级超细富铝脱硅单斜氧化锆粉末，促进产品的致密和烧结性能。部分纳米级超细富铝脱硅单斜氧化锆粉末的加入，降低了产品的烧结温度，使得烧结温度稳定在1640度左右，降低了能耗，同时也提高了窑炉的使用寿命。

4、采用四柱压机和等静压机共同压制，产品整体材质均一。产品先用四柱压机进行压制，将压制后的产品进行抽真空，放入等静压机，在120兆帕的压力下，保压5分钟进行进一步成型，产品的均一性能一致，同时产品更加致密，耐侵蚀性效果更好。

具体实施方式

实施例1：