CN102249704A - 锆质定径水口制造工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供锆质定径水口制造工艺，包括以下步骤：步骤一：以锆英砂为原料，一次电熔制备单斜氧化锆；步骤二：以氧化镁为单斜氧化锆的晶相稳定剂，二次电熔制备氧化锆细粉；步骤三：在氧化锆细粉中加入氧化钇和氧化铈稀土添加剂，进行复合增韧；步骤四：添加纳米单斜氧化锆，促进烧结致密化；步骤五：通过等静压成型，高温烧结制成锆质定径水口。能够提高定径水口的耐冲刷性、抗侵蚀性和抗热震性，使得定径水口的使用寿命长，从而使得连铸机效率得到提高。

Description

锆质定径水口制造工艺
技术领域
本发明涉及锆质定径水口制造工艺。
背景技术
氧化锆质定径水口广泛应用于小方坯连铸中间包，定径水口性能的好坏直接影响着连铸时间的长短。定径水口可靠的使用性能对于提供方坯连铸机优质钢水以及成功的浇铸操作都是非常重要，其不仅可使连续浇铸次数增加，而且直接关系到生产率的提高。通过现有的制造工艺制造的定径水口的耐冲刷性、抗侵蚀性和抗热震性都比较差，使得定径水口的使用寿命降低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供锆质定径水口制造工艺，能够提高定径水口的耐冲刷性、抗侵蚀性和抗热震性，使得定径水口的使用寿命长，从而使得连铸机效率得到提高。
为解决上述现有的技术问题，本发明采用如下方案：锆质定径水口制造工艺，包括以下步骤：
步骤一：以锆英砂为原料，一次电熔制备单斜氧化锆；
步骤二：以氧化镁为单斜氧化锆的晶相稳定剂，二次电熔制备氧化锆细粉；
步骤三：在氧化锆细粉中加入氧化钇和氧化铈稀土添加剂，进行复合增韧；
步骤四：添加纳米单斜氧化锆，促进烧结致密化；
步骤五：通过等静压成型，高温烧结制成锆质定径水口。
作为优选，所述氧化锆细粉的质量百分比为94～96％，所述氧化钇的质量百分比为0.6～1.5％，所述氧化铈的质量百分比为0.4～1％，所述纳米单斜氧化锆的质量百分比为2～4％。
作为优选，所述氧化锆细粉的质量百分比为94％，所述氧化钇的质量百分比为1.5％，所述氧化铈的质量百分比为0.5％，所述纳米单斜氧化锆的质量百分比为4％。产品的增韧效果好，但成本较高。
作为优选，所述氧化锆细粉的质量百分比为95％，所述氧化钇的质量百分比为1％，所述氧化铈的质量百分比为1％，所述纳米单斜氧化锆的质量百分比为3％。产品的增韧效果好，成本适中。
作为优选，所述氧化锆细粉的质量百分比为96％，所述氧化钇的质量百分比为0.6％，所述氧化铈的质量百分比为0.4％，所述纳米单斜氧化锆的质量百分比为3％。产品的增韧效果较差，但成本较低。
作为优选，所述步骤五具体包括：添加树脂粘合剂，进行混合、造粒，通过等静压机压制成型，通过电炉0～1650℃升温，升温时间40小时，保温8小时，自然冷却30小时，制成锆质定径水口。
有益效果：
本发明采用上述技术方案提供锆质定径水口制造工艺，提高了定径水口的耐冲刷性、抗侵蚀性和抗热震性，使得定径水口的使用寿命长，从而使得连铸机效率得到提高。
具体实施方式
实施例一：
锆质定径水口制造工艺，包括以下步骤：
步骤一：以锆英砂为原料，一次电熔制备单斜氧化锆；
步骤二：以氧化镁为单斜氧化锆的晶相稳定剂，二次电熔制备氧化锆细粉；
步骤三：在氧化锆细粉中加入氧化钇和氧化铈稀土添加剂，进行复合增韧；
步骤四：添加纳米单斜氧化锆，促进烧结致密化；
步骤五：通过等静压成型，高温烧结制成锆质定径水口。
所述氧化锆细粉的质量百分比为94％，所述氧化钇的质量百分比为1.5％，所述氧化铈的质量百分比为0.5％，所述纳米单斜氧化锆的质量百分比为4％。所述步骤五具体包括：添加树脂粘合剂，进行混合、造粒，通过等静压机压制成型，通过电炉0～1650℃升温，升温时间40小时，保温8小时，自然冷却30小时，制成锆质定径水口。使得锆质定径水口的耐冲刷、抗侵蚀和抗热震性能得到大幅度提高，提升了定径水口的浇铸时间，使得钢厂在使用连铸机时，钢水流动均匀稳定，连铸机拉速稳定，提高了连铸机的效率。产品的增韧效果好，但成本较高。
步骤一和步骤二中通过二次电熔制备了高纯稳定的氧化锆细粉，解决了目前一次电熔法制备稳定氧化锆工艺中因锆英砂原料带入的氧化硅类杂质无法完全去除的缺陷，使得稳定氧化锆细粉纯度提高，氧化锆细粉中ZrO2+MgO≥99.5％，氧化锆细粉的细度≤10um。
步骤三中通过氧化钇和氧化铈稀土添加剂的复合增韧方式，提高了锆质定径水口的抗热震和耐侵蚀性，氧化钇和氧化铈的细度≤10um。
步骤四中添加纳米单斜氧化锆，由于纳米粉末具有巨大的比表面积，使作为粉末性能驱动力的表面能剧增，扩散速度增大，扩散路径变短，烧结活化能降低，因而烧结致密化速率加快，烧结温度降低，烧结时间缩短，既可获得很高的致密化，又可获得纳米级尺度的显微结构组织，使得产品增强、增韧效果大幅提高。
步骤五中采用等静压压制成型，等静压设备利用液体帕斯卡原理，具有成型压力高和受压均匀的特性，高压成型能保证产品的质地更加紧密，孔隙率大大降低，产品的导热性能显著增强，耐腐蚀能力也随之提高，很好的保证产品内部结构的均匀性和密度一致性。
实施例二：
本实施例与实施例一的步骤相同，不同的是所述氧化锆细粉的质量百分比为95％，所述氧化钇的质量百分比为1％，所述氧化铈的质量百分比为1％，所述纳米单斜氧化锆的质量百分比为3％。产品的增韧效果好，成本适中。
实施例三：
本实施例与实施例一的步骤相同，不同的是所述氧化锆细粉的质量百分比为96％，所述氧化钇的质量百分比为0.6％，所述氧化铈的质量百分比为0.4％，所述纳米单斜氧化锆的质量百分比为3％。产品的增韧效果较差，但成本较低。

Claims (6)

1.锆质定径水口制造工艺，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：以锆英砂为原料，一次电熔制备单斜氧化锆；
步骤二：以氧化镁为单斜氧化锆的晶相稳定剂，二次电熔制备氧化锆细粉；
步骤三：在氧化锆细粉中加入氧化钇和氧化铈稀土添加剂，进行复合增韧；
步骤四：添加纳米单斜氧化锆，促进烧结致密化；
步骤五：通过等静压成型，高温烧结制成锆质定径水口。
2.根据权利要求1所述的锆质定径水口制造工艺，其特征在于：所述氧化锆细粉的质量百分比为94～96％，所述氧化钇的质量百分比为0.6～1.5％，所述氧化铈的质量百分比为0.4～1％，所述纳米单斜氧化锆的质量百分比为2～4％。
3.根据权利要求2所述的锆质定径水口制造工艺，其特征在于：所述氧化锆细粉的质量百分比为94％，所述氧化钇的质量百分比为1.5％，所述氧化铈的质量百分比为0.5％，所述纳米单斜氧化锆的质量百分比为4％。
4.根据权利要求2所述的锆质定径水口制造工艺，其特征在于：所述氧化锆细粉的质量百分比为95％，所述氧化钇的质量百分比为1％，所述氧化铈的质量百分比为1％，所述纳米单斜氧化锆的质量百分比为3％。
5.根据权利要求2所述的锆质定径水口制造工艺，其特征在于：所述氧化锆细粉的质量百分比为96％，所述氧化钇的质量百分比为0.6％，所述氧化铈的质量百分比为0.4％，所述纳米单斜氧化锆的质量百分比为3％。
6.根据权利要求1所述的锆质定径水口制造工艺，其特征在于：所述步骤五具体包括：添加树脂粘合剂，进行混合、造粒，通过等静压机压制成型，通过电炉0～1650℃升温，升温时间40小时，保温8小时，自然冷却30小时，制成锆质定径水口。
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