[发明专利]一种特钢用防堵复合锆芯内装浸入式水口及其制备工艺

说明书

本发明属于耐火材料技术领域，具体涉及一种特钢用防堵复合锆芯内装浸入式水口及其制备工艺，所述水口包括铝碳质本体、锆碳质渣线、锆芯和防堵内衬，所述锆芯设置在水口碗部，所述防堵内衬设置在水口内腔，并公开了各部分的原料组成；本发明通过将铝碳质本体、锆碳质渣线和防堵内衬压制成型，然后制作锆芯，最后将锆芯通过火泥镶嵌在水口的碗部，喷涂防氧化涂料得到。本发明浸入式水口不仅能达到特钢高炉次连浇的要求，还能改善一些特钢种浇注过程中水口堵塞的情况。

技术领域

本发明属于耐火材料技术领域，具体涉及一种特钢用防堵复合锆芯内装浸入式水口及其制备工艺。

背景技术

特钢生产过程中由于钢水种类比较复杂，各类型钢种之间成分及冶炼工艺差别较大，传统的铝碳质整体浸入式水口很难完全满足钢水高炉次连浇的使用要求。在一些合金结构钢上，由于添加了较多的合金元素，某些合金元素的氧化物（如MnO₂、CaO、Cr₂O₃等）会对整体水口碗部材料造成异常侵蚀，导致塞棒与整体水口碗部之间配合失败，无法正常控流。而在浇铸轴承钢类钢种时，由于在冶炼过程中引入了较多的Al、Ca等元素，导致钢水中含有较多的Al₂O₃、xCaO•yAl₂O₃（钙铝酸盐）夹杂，在浇铸过程中，这些夹杂物在钢液涡流的作用下，会不断向水口内壁移动并附着在上面造成水口内孔堵塞。

近年来，为保证特钢顺利达到生产目标，耐火企业不断开发新品种以应对以上特殊要求。如水口碗部由铝碳材质改为的MgO-C、MgO-Al₂O₃-C材质；水口内壁复合无碳、无硅防堵内衬，水口的使用寿命有了一定的提升作用，但在应对一些低碳、超低碳等钢种时，这类材料还是不能完全达到使用要求。

公开号为CN1796028A的中国专利申请公开了一种特钢连铸用防堵浸入式水口，该特钢连铸用防堵浸入式水口具有A1₂O₃-C材质的本体和ZrO₂-C材质渣线，具有一不含碳的防堵内衬，该防堵内衬材质为不含碳的氧化物和非氧化物复合材料，氧化物为刚玉，尖晶石；非氧化物为氮化物，氮化物为氮化硅、氮化铝、氮化硼，氧化物的用量为75-95 wt%，非氧化物的用量为5-25 wt%。该发明提出的防堵浸入式水口降低了水口内衬和含CaO夹杂物的反应程度，实际应用时，解决了特钢连铸过程中的水口堵塞现象。但是，当水口内壁夹杂物以Al₂O₃为主时，该专利靠降低内衬材料与钢液的反应活性可以起到防堵的效果；当水口内壁夹杂物以xCaO•yAl₂O₃（钙铝酸盐）为主时，水口堵塞机理以物理吸附为主，靠内衬材料与钢液的反应惰性已无法抑制堵塞现象的发生，虽然该专利中氮化物高温分解产生气体能够起到防止水口堵塞的作用，但一方面因为氮化物加入量有限（5~25 wt%），分解产生的气体分压不足以完全隔绝钢液与水口内壁材料的接触，另一方面，氮化物（氮化铝、氮化硅）高温分解温度较高，在水口的使用温度下（1500℃左右）不容易发生分解反应。

发明内容

为克服上述缺陷，本发明的目的在于提供一种特钢用防堵复合锆芯内装浸入式水口及其制备工艺，不仅能达到特钢高炉次连浇的要求，还能改善一些特钢种浇注过程中水口堵塞的情况。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种特钢用防堵复合锆芯内装浸入式水口，包括铝碳质本体、锆碳质渣线、锆芯和防堵内衬，所述锆芯通过火泥镶嵌在水口碗部，所述防堵内衬设置在水口内腔；

所述铝碳质本体由如下重量百分含量的原料制成：电熔棕刚玉50~65%，鳞片石墨25~30%，金属硅粉3~5%，煅烧氧化铝粉6~18%，外加原料总重量6~11%的酚醛树脂；