CN102962444A - 一种耐冲刷无碳长寿命浸入式水口及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐冲刷无碳长寿命浸入式水口，由下述重量份的原料制成：刚玉46～48份、电容锆莫来石23～25份、电容轻烧氧化铝9～11份、碳化硅3～5份、金属硅粉2～4份、碳黑0.6～1.4份、白刚玉10～12份。本发明的一种耐冲刷无碳长寿命浸入式水口，连续浇铸8炉次，减少了钢坯增碳的问题，其含量小于0.003%，达到钢材品质的标准要求，保障连铸生产的顺利进行。尤其适用于无取向硅钢的冶炼，是含碳很低的硅铁软磁合金钢，主要是提高钢板的电阻，降低铁损，减小磁晶格相异性。

Description

一种耐冲刷无碳长寿命浸入式水口及其制备工艺
技术领域
本发明属于冶金用高温功能陶瓷材料技术领域，特别涉及一种冶炼无取向硅钢类的耐冲刷无碳长寿命浸入式水口及其制备工艺。
背景技术
随着冶炼技术的不断提高和生产生活的要求，在实际生产中对功能耐火材料浸入式水口的质量指标也越来越高。在浇注时要求浸入式水口抗冲刷，耐侵蚀，防止水口中碳的氧化物、三氧化二铝、二氧化硅等杂质污染钢水的纯净度，进而影响钢材的品质和使用寿命。在长期的生产使用过程中，经常出现的突出问题有三项：1、由于制品气孔低，密度高热抗震性能差，在钢厂使用前的烘烤过程中就会导致制品炸裂；2、受钢厂烘烤条件的影响，煤气供应不稳定，烘烤火焰时大时小，满足不了水口烘烤条件而出现炸裂；3、在使用中，特别是第一炉钢在第一次浇钢过程中由于较大的温度反差，制品质量稍差或者水口烘烤不好就会出现炸裂或者断裂，出现轻微炸裂就会导致钢水从水口壁缝中向外渗漏，造成危险事故。因此研究抗冲刷、使用寿命长的浸入式水口势在必行。
发明内容
本发明的目的在于减少现有技术的不足之处，而提供一种耐侵蚀增强，抗冲刷不易扩孔，适用于多炉连浇、长时间浇注场合的耐冲刷无碳长寿命浸入式水口。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
一种耐冲刷无碳长寿命浸入式水口，由下述重量份的原料制成：刚玉46～48份、电容锆莫来石23～25份、电容轻烧氧化铝9～11份、碳化硅3 ～5份、金属硅粉2～4份、碳黑0.6～1.4份、白刚玉10～12份。
所述刚玉为纯度≥99%的电熔致密刚玉。
所述金属硅粉的纯度为≥98.5%金属硅粉。
所述耐冲刷无碳长寿命浸入式水口，包含以下成份：Ai2O3 55～64份、SiO2 5.0～8.5份、SiC为3.0～4.5份、ZrO2百分含量为30～39份。
一种耐冲刷无碳长寿命浸入式水口的制备工艺，是按以下步骤进行：
a. 制作长水口基体泥料：按所述配比分别称取刚玉、电容锆莫来石、电容轻烧氧化铝、碳化硅、金属硅粉、碳黑、白刚玉的原料，按设计要求及常规工艺制作长水口基体泥料； 
b.造粒、干燥：在所述a.长水口基体泥料中加入占原料总重的8～12%固体树脂和液体树脂，通过常规工艺使制出的泥料各项物理指标达到行标YB/T007-2003；
c. 加工成品：按设计要求及常规工艺将烧成的长水口泥料加工成型。
无取向电工钢属于低碳低硅合金钢，钢水的洁净度和纯度要求较高，普通的浸入式水口因含有过多的碳，在连铸过程中与钢水中的氧易发生氧化反应生产含碳的化合物，随着钢水的冲刷融入到钢水中，对钢水造成污染，影响钢材的品质，而不能适用。本发明水口的设计，首先要考虑到水口本身不含碳，碳在有氧的条件下易生产氧化物，水口内孔部位的碳与钢水中的氧发生氧化反应，不但造成水口内孔部位脱碳扩孔，而且还污染钢水的洁净度；当内孔径部位中的碳大量的被氧化时，容易造成水口的内孔径随着浇铸的进行而逐渐扩大，水口使用寿命降低，当水口扩径到很薄时，甚至引发水口穿孔，影响连铸生产的顺利进行。所以要求水口具有抗击钢水的冲刷的性能。因此选用性能稳定、致密度高的电容刚玉，再加入少量金属防氧化物碳化硅使制品的抗氧化性能得以提高，同时增加制品的高温结合强度。电容刚玉本身致密度高，硬度高、耐火度在1850℃以上，并且不易被钢水润蚀；热稳性能优良、抗击钢水的冲刷，在使用时不易扩孔。电容锆莫来石是具有白刚玉抗钢水冲刷和氧化锆耐侵蚀的双重优点。固体树脂和液体树脂的使用，增加了原料间的黏合性，更有利于造粒工艺的有利进行。所述长水口基体泥料混合后拉入烘干房烘干24小时以上，进行干燥排除水分，挥发份控制在1.3%，更有利于后续工艺的顺利展开和耐冲刷无碳长寿命浸入式水口各种性能的保证。通过专用模具，省去过去分段加入不同料法，把一种专用泥料通体加入再通过等静压机20～50Mpa的压力挤压成型上，然后套装胶膜按照工艺要求分段加入适宜泥料后通过等静压机压制成型，这样一来就把内外层紧密结合在一起形成致密的制品。
本发明的一种耐冲刷无碳长寿命浸入式水口，连续浇铸8炉次，减少了钢坯增碳的问题，其含量小于0.003%，达到钢材品质的标准要求，保障连铸生产的顺利进行。本发明的一种耐冲刷无碳长寿命浸入式水口，尤其适用于无取向硅钢的冶炼，是含碳很低的硅铁软磁合金钢，主要是提高钢板的电阻，降低铁损，减小磁晶格相异性。该耐冲刷无碳长寿命浸入式水口主要用于制造电机、发电机、变压器的铁芯领域，是电力、电子、军事行业不可缺少的软磁合金。加之无取向硅钢特殊的磁性性能，使其用途更加广泛，市场需求旺盛，产量逐年持续增长，给冶金企业带来巨大的经济效益，更有利于社会的发展和人们的生产生活。
具体实施方式
本发明的大板坯无碳、无硅免烘烤长水口，是由发明人在长期实践经验总结的基础上，通过大量的实验研究所得。
实施例一
一种耐冲刷无碳长寿命浸入式水口，由下述重量份的原料制成：刚玉46份、电容锆莫来石23份、电容轻烧氧化铝9份、碳化硅3、金属硅粉2份、碳黑0.6份、白刚玉10份。所述刚玉为纯度≥99%的电熔致密刚玉。所述金属硅粉的纯度为≥98.5%金属硅粉。
所述耐冲刷无碳长寿命浸入式水口，包含以下成份：Ai2O3 55份、SiO2 5.0份、SiC为3.0份、ZrO2百分含量为30份。
本发明的耐冲刷无碳长寿命浸入式水口的制备工艺，可按以下步骤进行：
a. 制作长水口基体泥料：按所述配比分别称取刚玉、电容锆莫来石、电容轻烧氧化铝、碳化硅、金属硅粉、碳黑、白刚玉的原料，按设计要求及常规工艺制作长水口基体泥料； 
b.造粒、干燥：在所述a.长水口基体泥料中加入占原料总重的8%固体树脂和液体树脂，通过常规工艺使制出的泥料各项物理指标达到行标YB/T007-2003；
c. 加工成品：按设计要求及常规工艺将烧成的长水口泥料加工成型。
实施例二
本发明的耐冲刷无碳长寿命浸入式水口，由下述重量份的原料制成：刚玉46.5份、电容锆莫来石23.5份、电容轻烧氧化铝9.5份、碳化硅3.5份、金属硅粉2.5份、碳黑0.8份、白刚玉10.5份。所述刚玉为纯度≥99%的电熔致密刚玉。所述金属硅粉的纯度为≥98.5%金属硅粉。
所述耐冲刷无碳长寿命浸入式水口，包含以下成份：Ai2O3 57.25份、SiO2 5.9份、SiC为3.4份、ZrO2百分含量为32.2份。
本实施例耐冲刷无碳长寿命浸入式水口的制备工艺与实施例一基本相同，其区别仅在于步骤b中，固体树脂和液体树脂的加入量占原料总重的9%。
实施例三
本发明的耐冲刷无碳长寿命浸入式水口，由下述重量份的原料制成：刚玉47份、电容锆莫来石24份、电容轻烧氧化铝10份、碳化硅4份、金属硅粉3份、碳黑1.0份、白刚玉11份。所述刚玉为纯度≥99%的电熔致密刚玉。所述金属硅粉的纯度为≥98.5%金属硅粉。
所述耐冲刷无碳长寿命浸入式水口，包含以下成份：Ai2O3 59.5份、SiO2 6.75份、SiC为3.75份、ZrO2百分含量为34.5份。
本实施例耐冲刷无碳长寿命浸入式水口的制备工艺与实施例一基本相同，其区别仅在于步骤b中，固体树脂和液体树脂的加入量占原料总重的10%。
实施例四
本发明的耐冲刷无碳长寿命浸入式水口，由下述重量份的原料制成：刚玉47.5份、电容锆莫来石24.5份、电容轻烧氧化铝10.5份、碳化硅4.5份、金属硅粉3.5份、碳黑1.2份、白刚玉11.5份。所述刚玉为纯度≥99%的电熔致密刚玉。所述金属硅粉的纯度为≥98.5%金属硅粉。
所述耐冲刷无碳长寿命浸入式水口，包含以下成份：Ai2O3 61.75份、SiO2 7.6份、SiC为4.1份、ZrO2百分含量为36.8份。
本实施例耐冲刷无碳长寿命浸入式水口的制备工艺与实施例一基本相同，其区别仅在于步骤b中，固体树脂和液体树脂的加入量占原料总重的11%。
实施例五
本发明的耐冲刷无碳长寿命浸入式水口，由下述重量份的原料制成：刚玉48份、电容锆莫来石25份、电容轻烧氧化铝11份、碳化硅5份、金属硅粉4份、碳黑1.4份、白刚玉12份。所述刚玉为纯度≥99%的电熔致密刚玉。所述金属硅粉的纯度为≥98.5%金属硅粉。
所述耐冲刷无碳长寿命浸入式水口，包含以下成份：Ai2O3 64份、SiO2 8.5份、SiC为4.5份、ZrO2百分含量为39份。
本实施例耐冲刷无碳长寿命浸入式水口的制备工艺与实施例一基本相同，其区别仅在于步骤b中，固体树脂和液体树脂的加入量占原料总重的12%。
本发明的一种耐冲刷无碳长寿命浸入式水口，连续浇铸8炉次，减少了钢坯增碳的问题，其含量小于0.003%，达到钢材品质的标准要求，保障连铸生产的顺利进行。本发明的一种耐冲刷无碳长寿命浸入式水口，尤其适用于无取向硅钢的冶炼，是含碳很低的硅铁软磁合金钢，主要是提高钢板的电阻，降低铁损，减小磁晶格相异性。该耐冲刷无碳长寿命浸入式水口主要用于制造电机、发电机、变压器的铁芯领域，是电力、电子、军事行业不可缺少的软磁合金。加之无取向硅钢特殊的磁性性能，使其用途更加广泛，市场需求旺盛，产量逐年持续增长，给冶金企业带来巨大的经济效益，更有利于社会的发展和人们的生产生活。

Claims (6)

1.一种耐冲刷无碳长寿命浸入式水口，由下述重量份的原料制成，其特征在于：刚玉46～48份、电容锆莫来石23～25份、电容轻烧氧化铝9～11份、碳化硅3 ～5份、金属硅粉2～4份、碳黑0.6～1.4份、白刚玉10～12份。
2. 如权利要求1所述的耐冲刷无碳长寿命浸入式水口，其特征在于：所述刚玉为纯度≥99%的电熔致密刚玉。
3. 如权利要求1所述的耐冲刷无碳长寿命浸入式水口，其特征在于：所述金属硅粉的纯度为≥98.5%金属硅粉。
4.如权利要求1所述的耐冲刷无碳长寿命浸入式水口，其特征在于：包含以下成份：Ai2O3 55～64份、SiO2 5.0～8.5份、SiC为3.0～4.5份、ZrO2百分含量为30～39份。
5. 一种用于权利要求1所述的耐冲刷无碳长寿命浸入式水口的制备工艺，其特征在于，是按以下步骤进行： 
a. 制作长水口基体泥料：按所述配比分别称取刚玉、电容锆莫来石、电容轻烧氧化铝、碳化硅、金属硅粉、碳黑、白刚玉的原料，按设计要求及常规工艺制作长水口基体泥料； 
b.造粒、干燥：在所述a.长水口基体泥料中加入占原料总重的8～12%固体树脂和液体树脂，通过常规工艺使制出的泥料各项物理指标达到行标YB/T007-2003；
c. 加工成品：按设计要求及常规工艺将烧成的长水口泥料加工成型。
6.如权利要求1或2所述的耐冲刷无碳长寿命浸入式水口，其特征在于：刚玉47份、电容锆莫来石24份、电容轻烧氧化铝10份、碳化硅4份、金属硅粉3份、碳黑1.0份、白刚玉11份。
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