[其他]含氧氮化铝的耐火材料,滑动水口耐火材料及连续铸钢水口

说明书

介绍了含氧氮化铝的耐火材料，用于滑动水口的耐火材料和连续铸钢用的水口。含氧氮化铝耐火材料至少含有３份重的氧氮化铝和０．５～６０份重碳和／或含碳物质，其余的是其它耐火材料。这种耐火材料在抗渣、特别是抗ＦｅＯ的侵蚀和抗热冲击上是极佳的。它的寿命相当长，完全满足要求。

本发明述及一种对生铁、钢和渣来说是高寿命的含氧氮化铝耐火材料，用于滑动水口的含氧氮化铝的耐火材料，它是极好的抗熔渣侵蚀尤其是抗Feo和抗冲热冲击的材料，进而述及到一种可用作连续铸钢的水口，它在抗侵蚀而且抗热冲击等方面具有优良的特性，因此具有很高的使用寿命。

随着炼铁和炼钢工艺的发展，对耐火材料的使用条件要求变得日益苛刻。为了提高耐火材料的寿命，即使当耐火材料与熔融材料相接触时，也有必要防止它与熔融材料例如生铁水、液态钢水和熔渣进行反应。这课题曾通过生产技术的发展如采用高压成型及均匀成型而达到。在某些情况下，即使采用通常的耐火材料，只要适当选择耐火材料的质量、材料的成型方法以及适当地添加各种原料亦能达到此目的。众所周知，如果FeO的浓度在生铁水、钢水和熔渣这些熔融材料中高的话，耐火材料将严重损蚀。因此增加耐火材料抗FeO侵蚀能力将提高它的寿命。由于这个原因，例如MgO-C-、Al₂O₃-C-和Al₂O₃-SiC-C-基的耐火材料已经被生产使用。

然而，对于重复加热冷却操作，MgO-C耐火材料是有缺点的，它将产生裂纹。因而限制了MgO-C的应用。Al₂O₃-SiC-C和Al₂O₃-C对抗侵蚀也并不是满意的耐火材料。由氧化物基为主的原料例如Al₂O₃-SiC-C基耐火材料和非氧化物基的材料例如碳化硅、氮化硅或氧氮化硅所制成的耐火材料以及上述主要耐火材料的组合而制成的耐火材料具有良好的抗侵蚀和抗热冲击能力。但是非氧化物基的材料在氧化时将被转化成SiO₂，于是极易与熔融金属特别是熔融金属和渣中的FeO进行反应。因此上述耐火材料有必要更进一步改进。采用众所周知的耐火材料时，必须进一步研究各种因素，例如原材料的种类。数量和质量;成型条件和上述因素的综合考虑以及生产工艺。因此需要特别长的时间和昂贵的费用来开发所需的耐火材料。

虽然已进行广泛深入的研究，但仍很难生产这样一种在抗熔融铁水、钢水和熔渣上是完美无缺的耐火材料。

近年来，随着强化控制钢的质量和连续铸钢的增加，滑动水口已在十分恶劣的条件下使用。因此，希望发展一种可以重复稳定操作的滑动水口。

滑动水口砖的损坏，不仅是由于熔融金属的快速冲击引起的裂纹和剥落以及被熔态金属所磨损等物理作用，而且由于液态金属和熔渣，特别是FeO的化学作用。因此为了使水口砖能够稳定地操作，必须采用能很好抗热冲击和抗侵蚀的耐火材料制作水口砖。到目前为止，滑动水口是由氧化铝作为主要成份及粘土作为粘结剂的耐火材料制成的。近年来为了改进抗热冲击和抗侵蚀，已经使用含碳的耐火材料。但是含碳耐火材料对抗熔渣侵蚀仍不理想。滑动水口的熔化损蚀和损耗是由于氧化铝、钢和渣相互间的反应以及氧化铝将以一种低熔点的物质析出而引起的。含碳的耐火材料可以防止上述反应，因而提高了抗侵蚀性。

连铸用的水口通常是由氧化物（如氧化铝和氧化锆）和石墨组成的耐火材料制成的。

氧化铝-石墨耐火材料抗熔融钢水的侵蚀性能是很好的，但是抗熔渣和浮在液态钢水表面的熔渣和粉末的侵蚀性能差，而且在抗热冲击上也不是十分满意的。为了改进热冲击性能，熔融的二氧化硅被加入到氧化铝一石墨中，目前，已使用氧化铝-二氧化硅-石墨材料制成的水口。然而，二氧化硅含量高的材料制成的水口抗高FeO含量钢渣的侵蚀能力差，这是因为SiO₂与FeO反应生成低熔点物质，导致低熔点物质析出。即使在氧化铝-二氧化硅-石墨水口中，熔融二氧化硅含量愈高，水口的抗侵蚀也愈差。近年来，由于高氧钢的生产比重增加，而生产高氧钢时钢渣的FeO含量高，因此希望使用低二氧化硅的炉衬材料。

二氧化锆-石墨耐火材料抗熔融钢和渣的侵蚀是无与伦比的，但是二氧化锆的缺点是比重大而且价格高，制成的水口太重，不利于操作，而且太贵。