CN105149513A

CN105149513A - 一种可在浇铸过程中自动封孔的水口及其制作方法

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Publication number: CN105149513A
Application number: CN201510670511.9A
Authority: CN
Inventors: 郭景瑞; 孙玉虎; 王晓晖; 李玉银; 郭强; 卜二军; 朱文玲; 徐晓
Original assignee: Hebei Iron And Steel Co Ltd Handan Branch
Current assignee: Hebei Iron And Steel Co Ltd Handan Branch
Priority date: 2015-10-13
Filing date: 2015-10-13
Publication date: 2015-12-16

Abstract

本发明一种可在浇铸过程中自动封孔的水口及其制作方法，属连铸设备技术领域；该水口表面涂覆双层封孔剂，首层为SiO₂+H₂O溶胶封孔剂，第二层为PbO、SiO₂、B₂O₃、H₂O和水性胶；制作方法为：（1）、在水口表面涂覆第一层纳米级SiO₂+H₂O溶胶封孔剂后对水口内壁进行冲洗和固化处理；（2）、涂覆第二层成分为PbO、SiO₂、B₂O、H₂O和水性胶的封孔剂，室温干燥2～5h；本发明纳米粒子进入水口外壁的孔洞中，使孔洞变小；第二层封孔剂在浇铸过程中发生涂层颗粒熔融延展成一层薄的液态玻璃膜，具有良好的密封性、耐高温、防脱落的特点，彻底杜绝氧化气体通过水口表层进入水口中，防止水口内壁结瘤和堵塞。

Description

一种可在浇铸过程中自动封孔的水口及其制作方法

技术领域

本发明涉及一种可在浇铸过程中自动封孔的水口及其制作方法，属连铸设备技术领域。

背景技术

在连续铸钢浇铸过程中时而发生的水口结瘤或堵塞现象一直是困扰连铸工序的一个难题，水口结瘤或堵塞不仅降低了连铸机的生产效率，而且也是引起钢铁产品产生缺陷的主要原因之一。现场生产中大多使用的浸入式水口其材质主要有融熔石英质和铝碳质两大类，显气孔率≤18%，通常水口内有钢水通过时，会产生一定的负压，外界空气会通过水口外壁的孔隙进入到内部与钢水界面接触，空气中的氧与水口耐火材料中的C在钢液浇铸温度下（1500～1550℃）极易发生氧化反应，使耐火材料表面原始层形成凹凸不平的脱碳层，为Al2O3的粘附提供了有利的环境，产生水口堵塞，因此，通过提升水口外壁的致密性减少传送氧化气体到耐材—钢水界对解决水口的结瘤或堵塞问题具有十分重要的意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种可在浇铸过程中自动封孔的水口及其制备方法，通过在现有水口外壁涂覆双层封孔剂将水口外壁孔洞裂缝进行密封，隔绝氧化气体进入，杜绝水口结瘤造成的堵塞，解决背景技术缺陷。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种可在浇铸过程中自动封孔的水口，其改进之处为：在水口外表面涂覆有双层封孔剂，第一层为SiO₂+H₂O溶胶封孔剂，第二层封孔剂成分为PbO、SiO₂、B₂O₃、H₂O和水性胶黏剂。

上述的一种可在浇铸过程中自动封孔的水口，所述第一层SiO₂+H₂O溶胶封孔剂为纳米级，其中SiO₂质量百分比为5%-10%；第二层封孔剂中PbO、SiO₂、B₂O₃、H₂O和水性胶黏剂的重量份比为2：（38±5）：（28±3）：（25±4）：（8±2）。

上述的一种可在浇铸过程中自动封孔的水口，所述第二层封孔剂中水性胶黏剂为水分散性聚氨酯树脂。

一种可在浇铸过程中自动封孔的水口的制作方法，包括以下步骤：

（1）、在水口外表面涂覆第一层纳米级SiO₂+H₂O溶胶封孔剂，之后对水口内壁进行冲洗，冲洗完毕后对水口进行固化处理；

（2）、对固化处理后的水口外表面涂覆第二层封孔剂，第二层封孔剂成分为PbO、SiO₂、B₂O₃、H₂O和水性胶黏剂，刷涂完毕后室温干燥2～5h。

上述的一种可在浇铸过程中自动封孔的水口的制作方法，所述步骤（1）SiO₂+H₂O溶胶封孔剂中SiO₂质量百分比为5%-10%；所述步骤（2）第二层封孔剂中PbO、SiO₂、B₂O₃、H₂O和水性胶黏剂的重量份比为2：（38±5）：（28±3）：（25±4）：（8±2）。

上述的一种可在浇铸过程中自动封孔的水口的制作方法，所述步骤（1）中涂覆第一层SiO₂+H₂O溶胶封孔剂的方法为：将水口浸入SiO₂+H₂O溶胶溶液中，水口一端进行密封，另一端连接真空泵，利用抽真空产生的负压使SiO₂+H₂O溶胶溶液通过水口外壁上的孔道浸入管壁内部，使溶液中的SiO₂颗粒起到封孔的作用；其中抽真空时间≤10min，水口中真空度要求保持在0.95MPa-1MPa；涂覆完毕后用水对水口内壁进行冲洗，洗去溶液残留后对水口在100℃-200℃温度下进行固化处理，处理时间为5h-8h；所述步骤（2）中涂覆第二层封孔剂的方式为刷涂或喷涂；刷涂完毕后室温干燥2～5h，使用时利用浇钢温度使涂层熔化达到封孔的目的。

上述的一种可在浇铸过程中自动封孔的水口的制作方法，所述步骤（1）中抽真空时间为3～8min。

本发明的有益效果为：

本发明水口采用纳米级SiO₂+H₂O溶胶作为第一层封孔剂，纳米粒子进入水口外壁的孔洞中，对水口多孔的组织结构进行修饰，使孔洞变小，封孔处理后的孔隙率明显降低，固化处理后孔隙率检测数值显示，孔隙率比未封孔时降低40%左右；第二层封孔剂组成采用PbO+SiO₂+B₂O₃+H₂O+水性胶黏剂，无机涂层直接利用浇钢温度实现涂层的固化,在浇铸过程中，会在水口表层900℃～1100℃的温度下发生涂层颗粒熔融，熔融后延展成一层薄的液态玻璃膜，具有良好的密封性、耐高温、防脱落的特点，使水口表层孔隙率比未封孔时降低95%以上，可有效密封水口表层上孔洞及裂缝。彻底杜绝氧化气体通过水口表层进入水口中，防止水口内壁结瘤和堵塞，提高连铸效率和产品质量；同时，本发明直接利用浇钢温度实现涂层的固化，具有节约能源、使用便捷的优点。

附图说明

图1为本发明水口横截面示意图；

图2为图1中A部分的放大图；

图中标记为：第一层封孔剂1、第二层封孔剂2。

具体实施方式

本发明提供一种可在浇铸过程中自动封孔的水口，该水口表面涂覆有双层封孔剂，第一层为纳米级SiO₂+H₂O溶胶封孔剂，其中SiO₂质量百分比为5%-10%；第二层封孔剂成分为PbO、SiO₂、B₂O₃、H₂O和水性胶黏剂，其重量份比为2：（38±5）：（28±3）：（25±4）：（8±2）；水性胶黏剂为水分散性聚氨酯树脂。

本发明同时提供一种可在浇铸过程中自动封孔的水口的制作方法，包括如下步骤：

（1）、在水口表面涂覆第一层纳米级SiO₂+H₂O溶胶封孔剂，其中SiO₂质量百分比为5%-10%；涂覆方式为：将水口浸入SiO₂溶胶溶液中，水口一端进行密封，另一端连接真空泵，利用抽真空产生的负压使SiO₂+H₂O溶胶溶液通过水口外壁上的孔道浸入管壁内部，使溶液中的SiO₂颗粒起到封孔的作用；其中抽真空时间3～8min，防止SiO₂颗粒大量堆积在水口壁孔洞外层形成厚的涂层膜，导致后续热处理过程中容易产生裂纹，水口中真空度要求保持在0.95MPa-1MPa；涂覆完毕后用水对水口内壁进行冲洗，洗去溶液残留后对水口在100℃-200℃温度下进行固化处理，处理时间为5h-8h。

（2）、对固化处理后的水口表面涂覆第二层封孔剂，第二层封孔剂成分为PbO、SiO2、B2O3、H₂O和水性胶黏剂，重量份比分别为2：（38±5）：（28±3）：（25±4）：（8±2）。涂覆方式为刷涂或喷涂；使用时利用浇钢温度使涂层熔化达到封孔的目的。

下面结合具体实施例对本发明一种可在浇铸过程中自动封孔的水口的制作方法作进一步详细的说明：

实施例1:

第一层所用封孔剂为纳米级SiO₂+H₂O溶胶，SiO₂浓度为5%，将水口浸入SiO₂+H₂O溶胶溶液中，水口一端进行密封，另一端连接真空泵，抽真空操作3min，使水口中真空度达到0.95MPa,利用抽真空产生的负压使SiO₂+H₂O溶胶溶液通过水口外壁上的孔道浸入管壁内部，使溶液中的SiO₂颗粒起到封孔的作用；水口取出后用水对水口内壁进行冲洗，洗去溶液残留；将水口在100℃温度下进行固化8h；刷涂工艺处理第二层PbO+SiO₂+B₂O₃+H₂O+水性胶黏剂封孔剂，PbO、SiO₂、B₂O₃、H₂O和水性胶的重量份比分别为2:35:25:23:6；使用时利用浇钢温度使涂层熔化达到封孔的目的；经检测，水口孔隙率由封孔前的5.7%降低为0.14%。

实施例2：

第一层所用封孔剂为纳米级SiO₂+H₂O溶胶，SiO₂浓度为8%，将水口浸入SiO₂+H₂O溶胶溶液中，水口一端进行密封，另一端连接真空泵，抽真空操作5min，使水口中真空度达到0.98MPa,利用抽真空产生的负压使SiO₂+H₂O溶胶溶液通过水口外壁上的孔道浸入管壁内部，使溶液中的SiO₂颗粒起到封孔的作用；水口取出后用水对水口内壁进行冲洗，洗去溶液残留；将水口在150℃温度下进行固化6h；刷涂工艺处理第二层PbO+SiO₂+B₂O₃+H₂O+水性胶黏剂封孔剂，PbO、SiO₂、B₂O₃、H₂O和水性胶的重量份比分别为2:38:29:29:8；使用时利用浇钢温度使涂层熔化达到封孔的目的；经检测，水口孔隙率由封孔前的5.3%降低为0.12%。

实施例3：

第一层所用封孔剂为纳米级SiO₂+H₂O溶胶，SiO₂浓度为10%，将水口浸入SiO₂+H₂O溶胶溶液中，水口一端进行密封，另一端连接真空泵，抽真空操作8min，使水口中真空度达到1MPa,利用抽真空产生的负压使SiO₂+H₂O溶胶溶液通过水口外壁上的孔道浸入管壁内部，使溶液中的SiO₂颗粒起到封孔的作用；水口取出后用水对水口内壁进行冲洗，洗去溶液残留；将水口在200℃温度下进行固化8h；刷涂工艺处理第二层PbO+SiO₂+B₂O₃+H₂O+水性胶黏剂封孔剂，PbO、SiO₂、B₂O₃、H₂O和水性胶的重量份比分别为2:43:31:21：10；使用时利用浇钢温度使涂层熔化达到封孔的目的；经检测，水口孔隙率由封孔前的5.8%降低为0.13%。

下表为实施例1～实施例3水口涂层性能测试数据：

由上表可以看出，将水口采用本发明方法进行封孔剂涂覆处理后，孔隙率平均降低97.7%，平均铝耗降低40.1%，有效防止了空气进入水口导致的结瘤堵塞水口的技术问题，提高了连铸效率和产品质量。

Claims

1.一种可在浇铸过程中自动封孔的水口，其特征在于：在水口外表面涂覆有双层封孔剂，第一层为SiO₂+H₂O溶胶封孔剂，第二层封孔剂成分为PbO、SiO₂、B₂O₃、H₂O和水性胶黏剂。

2.如权利要求1所述的一种可在浇铸过程中自动封孔的水口，其特征在于：所述第一层SiO₂+H₂O溶胶封孔剂为纳米级，其中SiO₂质量百分比为5%-10%；第二层封孔剂中PbO、SiO₂、B₂O₃、H₂O和水性胶黏剂的重量份比为2：（38±5）：（28±3）：（25±4）：（8±2）。

3.如权利要求1或2所述的一种可在浇铸过程中自动封孔的水口，其特征在于：所述第二层封孔剂中水性胶黏剂为水分散性聚氨酯树脂。

4.如上任一项权利要求所述的一种可在浇铸过程中自动封孔的水口的制作方法，其特征在于：包括以下步骤：

5.如权利要求4所述的一种可在浇铸过程中自动封孔的水口的制作方法，其特征在于：所述步骤（1）SiO₂+H₂O溶胶封孔剂中SiO₂质量百分比为5%-10%；所述步骤（2）第二层封孔剂中PbO、SiO₂、B₂O₃、H₂O和水性胶黏剂的重量份比为2：（38±5）：（28±3）：（25±4）：（8±2）。

6.如权利要求5所述的一种可在浇铸过程中自动封孔的水口的制作方法，其特征在于：所述步骤（1）中涂覆第一层SiO₂+H₂O溶胶封孔剂的方法为：将水口浸入SiO₂+H₂O溶胶溶液中，水口一端进行密封，另一端连接真空泵，利用抽真空产生的负压使SiO₂+H₂O溶胶溶液通过水口外壁上的孔道浸入管壁内部，使溶液中的SiO₂颗粒起到封孔的作用；其中抽真空时间≤10min，水口中真空度要求保持在0.95MPa-1MPa；涂覆完毕后用水对水口内壁进行冲洗，洗去溶液残留后对水口在100℃-200℃温度下进行固化处理，处理时间为5h-8h；所述步骤（2）中涂覆第二层封孔剂的方式为刷涂或喷涂；刷涂完毕后室温干燥2～5h，使用时利用浇钢温度使涂层熔化达到封孔的目的。

7.如权利要求6所述的一种可在浇铸过程中自动封孔的水口的制作方法，其特征在于：所述步骤（1）中抽真空时间为3～8min。