CN100352579C - 防堵塞浸入式水口本体材料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及防堵塞浸入式水口本体用的耐火材料。一种防堵塞浸入式水口本体材料，其组成为(按%重量计)：30～70%刚玉，16～40%的赛隆或氮化硅中的一种或二种，5～25%的石墨，其余为锆莫来石、碳化硅、金属硅、碳化硼中的一种或数种，外加4～8%酚醛树脂结合剂。本发明具有较佳的抗氧化铝堵塞、抗钢水侵蚀和抗热震性能，使用寿命长。

Description

防堵塞浸入式水口本体材料
技术领域
本发明涉及防堵塞浸入式水口本体用的耐火材料。
背景技术
浸入式水口包括水口本体上部、渣线、水口本体下部，水口本体下部开有水口吐出孔。水口本体材料通常采用铝碳材质(如CN02135497)，以刚玉、熔融石英和石墨为主要原料，具有良好的热震稳定性和耐钢水冲刷侵蚀性。但该水口在浇铸铝镇静钢时，常因钢液中Al2O3等夹杂物沉积在水口内壁和吐出孔而发生堵塞，影响到连铸的连续作业。同时粘附在水口内表面和吐出孔的夹杂物，在浇铸过程中可能脱落掉入钢水中，造成连铸坯中的非金属夹杂，从而影响连铸钢坯的质量。水口中容易产生沉积附着的部位主要包括浸入式水口渣线以下内壁及吐出孔周围的部位。
为了防止水口堵塞，现在主要采用以下几种方式，1、吹气型水口，氩气是通过水口的透气衬强制吹入的，在水口内孔壁上形成一个惰性气体层，阻止了氧化铝附着。在水口内吹氩气，虽可一定程度上减轻水口堵塞，但存在使钢坯质量恶化的问题(在板坯凝固过程中，由于氩气的分解作用而使钢形成针眼的缺陷)。
2、阶梯型水口和旋流子水口，阶梯型水口的内壁采用阶梯型后可改变水口内钢水的流动状态，从而改善氧化铝堵塞现象；旋流子水口也是通过改变水口内钢水的流动状态来减少氧化铝堵塞的。对于连浇次数高的情况下，这两种水口防堵效果还不能满足要求。其次，阶梯型水口存在制作难度大的问题。
3、防堵塞内壁水口，日本专利特开平4-224061提出了CaO-ZrO2-C内衬材料；中国专利CN 1062248C公开了一种防氧化铝堵塞的材料，即在锆碳材料或锆莫来石碳材料中加入氟化钙。这两种专利均是利用氧化铝易与内衬材料中的CaO或氟化钙反应形成低熔物，达到防止氧化铝沉积的目的。随着浇铸时间的延长，防堵塞效果不佳，其次CaO-ZrO2-C内衬材料存在易水化的问题。日本专利特开2003-145265提出一种无碳的Al2O3-MgO质防堵塞内衬材料。该专利采用低导热的内衬材料，可降低钢种氧化铝的析出和内衬表面的粗糙化，从而减少氧化铝堵塞。然而该种材料虽然可以解决水口内壁的堵塞问题，但不能解决吐出孔堵塞问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种防堵塞浸入式水口本体材料。该本体材料具有较佳的抗氧化铝堵塞、抗钢水侵蚀和抗热震性能，使用寿命长。
本发明是这样实现的：一种防堵塞浸入式水口本体材料，其组成为(按％重量计)：30～70％刚玉，16～40％的赛隆或氮化硅中的一种或二种，5～25％的石墨，其余为锆莫来石、碳化硅、金属硅、碳化硼中的一种或数种，外加4～8％酚醛树脂结合剂。
本发明采用刚玉、赛隆或氮化硅和石墨为主要原料，酚醛树脂为结合剂所制备的防堵塞本体浸入式水口，具有较高的抗氧化铝沉积、抗钢水侵蚀和抗热震性能。赛隆或氮化硅材料都具有导热系数高、热膨胀系数小的特点，具有优异的抗热震性能和较佳的抗钢水侵蚀性能；特别是由于赛隆和氮化硅与钢水的润湿角小，钢水和氧化铝夹杂难以附着在其表面。采用以该材料做为本体的浸入式水口，它在浇铸铝镇静钢时可有效地防止熔钢中铝附着造成的水口吐出孔堵塞，而且使用寿命长。
防堵塞浸入式水口本体材料的制造方法为：采用刚玉材料、赛隆或氮化硅材料和石墨为主要原料，其余可以加入锆莫来石、碳化硅、金属硅、碳化硼中的一种或数种，采用酚醛树脂为结合剂。经造粒、干燥后用等静压成型后烧结，即可制成所需的浸入式水口。也可以与防堵塞内衬、锆碳渣线复合，用等静压成型后烧结，制成所需的浸入式水口。
本发明与现有技术中的阶梯式和旋流子水口相比，防堵塞效果更佳，制作难度不大。与CaO-ZrO2-C内衬材料或添加氟化钙的锆莫来石碳内衬材料以及无碳的Al2O3-MgO质防堵塞内衬材料相比，解决了吐出孔堵塞问题。
具体实施方式
实施例参见表1。
表1列出本发明本体材料的成分(重量百分数)和性能。
表1
  配方号   1   2   3   4     5     6
原料组成(％)   刚玉   70   51   50   45     35     30
  赛隆   -   18   -   40     15     20
  氮化硅   16   -   25   -     15     15
  石墨   11   25   15   5     20     20
  锆莫来石   -   -   5   4     10     10
  碳化硅   -   2   1   3     2     2
  B4C   0.5   1   1   0.5     1     1
  Si   2.5   3   3   2.5     2     2
  酚醛树脂(外加)   6   7   7   5     7     7
性能   显气孔，％   16   17   16   17     16     16
  耐压强度，MPa   22   27   26   25     23     23
  抗折强度，MPa   8.3   9.2   8.6   8.8     9.1     9.1
  防堵塞效果   良   良   优   优     优     优
  抗热震性   优   优   优   优     优     优
  使用寿命   长   长   长   长     长     长

Claims (1)

1.一种防堵塞浸入式水口本体材料，其组成按重量百分比计为：30～70％刚玉，16～40％的赛隆或氮化硅中的一种或二种，5～25％的石墨，其余为锆莫来石、碳化硅、金属硅、碳化硼中的一种或数种，外加4～8％酚醛树脂结合剂。
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