[其他]嵌入式锆英石—石墨整体连接水口

说明书

嵌入式锆英石-石墨整体连接水口，是水平连铸实现正常生产的一个关键性部件。

本发明属于水平连铸技术领域的一种特殊耐火材料部件。

在已有技术中，基本都采用Si₃N₄、BN或Si₃N₄+BN质接合环与氧化锆质水口座组合成连接水口。见图Ⅰ：1-Si₃N₄+BN接合环;2-结晶器铜壁;3氧化锆质水口座;4连接泥料。

坡口连接氮化物接合环与氧化锆水口座组合连接水口，不足之处有以下几点：

1.接合环系人工合成材料，成本高，不宜制成整体水口。否则成本更高。而组合结构增加一条接缝，钢水极易钻入，生成“飞翅”使水口内凝壳不易拉脱，降低铸坯质量，破坏工艺正常进行。

2.Si₃N₄或Si₃N₄+BN材质，冲击韧性差，反推量大时，容易发生崩裂，反推量一般不能超过0.5～0.7毫米。

3.氮化物（BN除外）机加工性差，接合环与结晶器很难实现直口嵌入式连接。

4.成本高、价格贵，浇钢量越小，经济效益越差。

本发明的目的是为了克服氮化物材质的不足，寻求使用性能更好，价格便宜的材质、结构和连接方式。为水平连铸配合小吨位炼钢炉生产小断面铸坯创造条件。

经过试验研究和使用证明：嵌入式锆英石-石墨整体连接水口具有比氮化物接合环更好的使用性能。

1.抗热震性好：从未发生崩裂现象。

2.自润滑性好：利于水口内凝壳与坯壳一起拉脱，拉坯工艺得以顺利进行，铸坯质量得到改善。

3.机加工性好：可加工成所需要的尺寸和形状，保证连接水口与结晶器的紧密配合。钢水不易钻缝。

4.有较好的强度、硬度和韧性，在反推量2-3毫米的情况下，从未发生大块崩裂。

5.熔点大于1880℃，耐侵蚀性强。

6.不污染钢水。

7.资源丰富、制造工序简便，价格便宜。

嵌入式锆英石-石墨整体连接水口制做工艺和使用性能。

1.原料配比和成型：

锆英石（150-200目）70～75%+石墨

（150-200目）25～30%+粘结剂

↓

混合均匀80～100℃

↓

180-200吨压力机挤压成型

↓

还原气氛1100-1300℃烧成和石墨化

↓

整体连接水口毛坯料

2.化学成分：

代号    成分

C SiO₂Al₂O₃CaO ZrO₂

%    %    %    %    %

GS-2    25/30    18/24    1.0/3.0    0.20/0.40    38.10/45.0

3.物理性能：

编号    性能

抗压强度    抗折强度    硬度    气孔率    假比重

kgf/cm²kgf/cm²HS % g/cm³

GS-2-1    410.5    144.2    31.5    13.8    2.59

GS-2-2    364.5    167.9    33.0    14.5    2.53

GS-2-3    503.1    164.8    32.0    14.5    2.53

4.连接方式：

由于锆英石-石墨材质，机加工性能好，可以加工成所需要的形状和尺寸，所以对结晶器断面变化适应性强，容易实现连接水口与结晶器的紧密配合。本发明锆英石-石墨整体连接水口，采取直口嵌入式连接（见图Ⅱ）1-嵌入式锆英石-石墨整体连接水口;2-结晶器铜壁;3-结晶器法兰。这样嵌入部位，在浇注过程中，若不完全蚀损，就不会形成“大头”坯壳，对实现工艺过程正常化十分有利。

5.连接水口结构：