[发明专利]一种低碳浸入式水口内衬及其制备方法

说明书

本发明涉及耐火材料技术领域，尤其是一种低碳浸入式水口内衬及其制备方法，按质量份数计算，包括：锆莫来石30份～50份，ZrO2基多孔隔热材料15份～35份，白刚玉25份～40份，抗氧化剂0.5份～2份，助烧结剂0.5份～2份，添加剂0.5份～2份，复合石墨化炭黑1份～3份，结合剂2份～10份，本发明还包括一种低碳浸入式水口内衬的制备方法，包括混合共磨，制备造粒料、第一成型料、第二成型料，干燥、烧制烘干后获得低碳浸入式水口内衬，通过改善和增加原材料成分及其比例以解决现有技术中存在的现有的浸入式水口内衬热震稳定性能和强度不足等问题。

技术领域

本发明涉及耐火材料技术领域，尤其是一种低碳浸入式水口内衬及其制备方法。

背景技术

浸入式水口（SEN）是连铸环节安装在中间包底部并插入结晶器钢液面以下的浇注用耐火套管，主要功能是防止中间包注流的二次氧化和钢水飞溅，避免结晶器保护渣卷入钢液，改善注流在结晶器内的流动状态和热流分布，从而促使结晶器内坯壳的均匀生长，有利于钢中气体和夹杂的排出，决定着结晶器液面状态，从而影响到连铸坯质量。近年来，全世界对低碳钢、超低碳钢等洁净钢的需求日益增加。为满足此要求，在钢水冶炼过程中也需尽量减少碳的含量。为了减少因浸入式水口脱碳对钢水的增碳，浸入式水口内衬材料的碳含量也在逐渐降低，但是随着碳含量的降低，材料的热震稳定性能变差，使用过程中容易出现炸裂、剥落，从而影响水口的使用。

专利2021110049175公开了一种防结瘤材料、浸入式水口内衬、浸入式水口及其制备方法，主要采用的技术方案为：一种防结瘤材料，用于制备浸入式水口内衬，防结瘤材料包括如下组分：稀土氧化物；石墨；酚醛树脂；增强料；抗氧化剂，主要是用于提高浸入式水口的防结瘤能力，并确保其热震稳定性、耐压和抗折强度、抗侵蚀以及耐冲刷性，从而能满足稀土钢长时连铸而不堵塞的使用需求，但是，并未对热震稳定性能和强度做进一步改善。

因此，针对上述问题本发明急需提供一种低碳浸入式水口内衬及其制备方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低碳浸入式水口内衬及其制备方法，通过改善和增加原材料成分及其比例以解决现有技术中存在的现有的浸入式水口内衬热震稳定性能和强度不足等问题。

本发明提供的一种低碳浸入式水口内衬，按质量份数计算，包括：锆莫来石30份～50份，ZrO₂基多孔隔热材料15份～35份，白刚玉25份～40份，抗氧化剂0.5份～2份，助烧结剂0.5份～2份，添加剂0.5份～2份，复合石墨化炭黑1份～3份和结合剂2份～10份。

优选地，抗氧化剂为金属硅，助烧结剂为硼玻璃，添加剂为氮化硼，结合剂为液体酚醛树脂；复合石墨化炭黑为石墨化炭黑和金属碳化物的混合物。

优选地，金属碳化物包括碳化钨和碳化钛。

优选地，ZrO₂基多孔隔热材料的粒度包括0.21～0mm和200目，其中，粒度为0.21～0mm和粒度为200的比例为2：1。

优选地，锆莫来石的粒度范围为0.59～0.21mm和0.21～0mm。

优选地，复合石墨化炭黑中的碳含量≥98%，ZrO₂基多孔隔热材料气孔率为56%～66%。

优选地，白刚玉的粒度包括80目、200目和320目中的至少一种。

优选地，结合剂温度在20℃以下，粘度≥1200MPa·s。

本发明还提供了一种上述任一项所述的低碳浸入式水口内衬的制备方法，包括如下步骤：

（1）将锆莫来石，ZrO₂基多孔隔热材料，白刚玉，抗氧化剂，助烧结剂，添加剂混合均匀后共磨，制成混合粉体；

（2）将制成的混合粉体投入造粒机，并缓慢加入粘结剂，混合的同时进行造粒,获得造粒料；