CN105948770A - 一种高铝质布流水口及其制备方法 - Google Patents

一种高铝质布流水口及其制备方法 Download PDF

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邓承继
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Abstract

本发明涉及一种高铝质布流水口及其制备方法。其技术方案是：以25~35wt%的髙铝质原料大颗粒、15~25wt%的髙铝质原料中颗粒、15~25wt%的髙铝质原料小颗粒、23~27wt%的髙铝质原料细粉、3~10wt%的结合剂为混合料，外加所述混合料0.10~0.22wt%的表面活性剂和5.5~8.0wt%的水，于混料机中混练，得到混合泥料。再将所述混合泥料加入模具中，机械成型，制得高铝质布流水口坯，然后将所述高铝质布流水口坯烘干，在500~650℃条件下保温8~12小时，制成高铝质布流水口。本发明具有耐高温、抗热震性能好、抗高温液态金属的侵蚀性好和布流效果良好的特点，所制备的高铝质布流水口满足了双辊薄带坯连铸技术的使用要求。

Description

一种高铝质布流水口及其制备方法
技术领域
本发明属于布流水口技术领域。具体涉及一种高铝质布流水口及其制备方法。
背景技术
双辊薄带坯连铸技术是将液态金属直接浇注到两个反向旋转的水冷结晶辊和布流水口（耐火材料）构成的熔池内，通过水冷结晶辊的快速冷却（冷却速率在10~1000℃/s之间）和轧制作用获得1~5mm厚的薄带。与传统的大板坯连铸和薄板坯连铸工艺相比，双辊薄带连铸技术除了通过简化工序能够大幅度降低基建和设备投资、能源消耗和减少环境污染外，其独特的亚快速凝固过程能够使所铸材料在微观结构上发生显著变化，如晶粒得到细化、减少成分偏析、抑制第二相的析出等，可大大改善金属材料的性能。因此，双辊薄带连铸技术已成为当今世界新材料和近终成形研究的热点，并取得了巨大的进展。近年来，我国有关单位也加大了该技术的研发力度，已经从实验室研究进入中试和小规模试生产阶段。
布流水口是将液态金属直接均匀布流到两个反向旋转的水冷结晶辊和布流水口（耐火材料）构成的熔池内、以保障双辊薄带坯连铸工艺正常进行的关键耐火构件，要求其耐高温、抗热震性能好，抗高温液态金属的冲刷和侵蚀性好，能均匀布流液态金属。但是，相对于冶金领域新发展的双辊薄带坯连铸技术而言，耐火材料方面还没有与之配套的布流水口等关键耐火构件。
发明内容
本发明目的在于提供一种抗热震性能好、抗高温液态金属的冲刷性好、抗高温液态金属的侵蚀性好、耐高温和能均匀布流液态金属的高铝质布流水口及其制备方法，能满足双辊薄带坯连铸技术的使用要求。
为实现上述任务，本发明采用的技术方案是：以25~35wt%的髙铝质原料大颗粒、15~25wt%的髙铝质原料中颗粒、15~25wt%的髙铝质原料小颗粒、23~27wt%的髙铝质原料细粉和3~10wt%的结合剂为混合料，外加所述混合料0.10~0.22wt%的表面活性剂和5.5~8.0wt%的水，再将所述混合料、表面活性剂和水加入混料机中混练，得到混合泥料；
将所述混合泥料加入模具中，机械成型，制备为高铝质布流水口坯，将所述高铝质布流水口坯在110~140℃条件下烘干，在500~650℃条件下保温8~12小时，制得高铝质布流水口；
所述髙铝质原料大颗粒为特级铝矾土熟料大颗粒、刚玉大颗粒、莫来石大颗粒中的一种，所述髙铝质原料大颗粒的粒度为5~3mm；所述髙铝质原料中颗粒为特级铝矾土熟料中颗粒、刚玉中颗粒、莫来石中颗粒中的一种，所述髙铝质原料中颗粒的粒度小于3mm且大于1mm；所述髙铝质原料小颗粒为特级铝矾土熟料小颗粒、刚玉小颗粒、莫来石小颗粒中的一种，所述髙铝质原料小颗粒的粒度≤1mm；所述髙铝质原料细粉为特级铝矾土熟料细粉、刚玉细粉、莫来石细粉中的一种，所述髙铝质原料细粉的粒度≤0.088mm。
所述髙铝质原料为特级铝矾土熟料、刚玉、莫来石中的一种。
所述结合剂为铝酸钙水泥与SiO2微粉的混合物、ρ-Al2O3与SiO2微粉的混合物、铝酸钙水泥、SiO2微粉中的一种。
所述SiO2微粉的SiO2含量≥90wt%，比表面积≥20m2/g。
所述表面活性剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠中的一种以上。
所述机械成型是采用耐火材料振动成型机进行的机械振动成型。
所述高铝质布流水口为狭缝式高铝质布流水口或为排孔式高铝质布流水口。
由于采用上述技术方案，本发明具有如下积极效果：
本发明采用的髙铝质原料耐高温性能好、抗高温液态金属的侵蚀性好，由于采用振动成型制备和≤650℃条件下保温处理，制备的高铝质布流水口抗热震性能好。
本发明采用狭缝式或排孔式的良好布流结构，为注入水冷双辊中间熔池高温液态金属的成分均匀化提供了保障作用，有利于提高薄带连铸坯的质量，故所制备的高铝质布流水口能满足双辊薄带坯连铸技术的使用要求。
因此，本发明具有耐高温、抗热震性能好、抗高温液态金属的侵蚀性好和布流效果良好的特点，所制备的高铝质布流水口满足了双辊薄带坯连铸技术的使用要求。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，对本发明做进一步的描述，并非对保护范围的限制。
为避免重复，先将本具体实施方式所涉及的髙铝质原料、表面活性剂和机械成型统一描述如下，实施例中不再赘述：
所述特级铝矾土熟料大颗粒、刚玉大颗粒和莫来石大颗粒的粒度为5~3mm；所述特级铝矾土熟料中颗粒、刚玉中颗粒和莫来石中颗粒的粒度小于3mm且大于1mm；所述特级铝矾土熟料小颗粒、刚玉小颗粒和莫来石小颗粒的粒度≤1mm；所述特级铝矾土熟料细粉、刚玉细粉和莫来石细粉的粒度≤0.088mm。
所述SiO2微粉的SiO2含量≥90wt%，比表面积≥20m2/g。
所述机械成型是采用耐火材料振动成型机进行的机械振动成型。
实施例1
一种高铝质布流水口及其制备方法。以25~30wt%的特级铝矾土熟料大颗粒、20~25wt%的特级铝矾土熟料中颗粒、15~20wt%的莫来石小颗粒、25~27wt%的刚玉料细粉和7~10wt%的铝酸钙水泥为混合料，外加所述混合料0.08~0.10wt%的三聚磷酸钠、0.03~0.05wt%六偏磷酸钠和6.0~8.0wt%的水，再将所述混合料、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠和水加入混料机中混练，得到混合泥料。
将所述混合泥料加入模具中，机械成型，制得狭缝式高铝质布流水口坯，将所述狭缝式高铝质布流水口坯在110~140℃条件下烘干，在500~550℃条件下保温10~12小时，制得狭缝式高铝质布流水口。
实施例2
一种高铝质布流水口及其制备方法。以30~35wt%的莫来石大颗粒、15~20wt%的特级铝矾土熟料中颗粒、15~20wt%的莫来石小颗粒、25~27wt%的特级铝矾土熟料细粉、6~8wt%的铝酸钙水泥与SiO2微粉的混合物（本实施例所述混合物中：30wt%为SiO2微粉，70wt%为铝酸钙水泥）为混合料，外加所述混合料0.07~0.09wt%的三聚磷酸钠、0.03~0.08wt%六偏磷酸钠和5.5~7.0wt%的水，再将所述混合料、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠和水加入混料机中混练，得到混合泥料。
将所述混合泥料加入模具中，机械成型，制得排孔式高铝质布流水口坯，将所述排孔式高铝质布流水口坯在110~140℃条件下烘干，在550~600℃条件下保温9~11小时，制得排孔式高铝质布流水口。
实施例3
一种高铝质布流水口及其制备方法。以25~30wt%的莫来石大颗粒、15~20wt%的莫来石中颗粒、20~25wt%的特级铝矾土熟料小颗粒、24~26wt%的刚玉细粉、5~7wt%的ρ-Al2O3微粉与SiO2微粉的混合物（本实施例所述混合物中：30wt%为SiO2微粉；70wt%为ρ-Al2O3微粉）为混合料，外加所述混合料0.12~0.16wt%的三聚磷酸钠和6.0~7.5wt%的水，再将所述混合料、三聚磷酸钠和水加入混料机中混练，得到混合泥料。
将所述混合泥料加入模具中，机械成型，制得排孔式高铝质布流水口坯，将所述排孔式高铝质布流水口坯在110~140℃条件下烘干，在600~650℃条件下保温8~10小时，制得排孔式高铝质布流水口。
实施例4
一种高铝质布流水口及其制备方法。以30~35wt%的特级铝矾土熟料大颗粒、15~20wt%的莫来石中颗粒、15~20wt%的刚玉小颗粒、25~27wt%的特级铝矾土熟料细粉和3~6wt%的SiO2微粉为混合料，外加所述混合料0.17~0.22wt%的六偏磷酸钠和6.0~8.0wt%的水，再将所述混合料、六偏磷酸钠和水加入混料机中混练，得到混合泥料。
将所述混合泥料加入模具中，机械成型，制得狭缝式高铝质布流水口坯，将所述狭缝式高铝质布流水口坯在110~140℃条件下烘干，在530~580℃条件下保温10~12小时，制得狭缝式高铝质布流水口。
实施例5
一种高铝质布流水口及其制备方法。以25~30wt%的刚玉大颗粒、15~20wt%的刚玉中颗粒、20~25wt%的莫来石小颗粒、23~25wt%的刚玉细粉、7~10wt%的铝酸钙水泥与SiO2微粉的混合物（本实施例混合物中：20wt%为SiO2微粉；80wt%为铝酸钙水泥）为混合料，外加所述混合料0.15~0.20wt%的三聚磷酸钠和6.0~8.0wt%的水，再将所述混合料、三聚磷酸钠和水加入混料机中混练，得到混合泥料。
将所述混合泥料加入模具中，机械成型，制得排孔式高铝质布流水口坯，将所述排孔式高铝质布流水口坯在110~140℃条件下烘干，在580~630℃条件下保温8~10小时，制得排孔式高铝质布流水口。
本具体实施方式具有如下积极效果：
本具体实施方式采用的髙铝质原料耐高温性能好、抗高温液态金属的侵蚀性好，由于采用振动成型制备和≤650℃条件下保温处理，制备的高铝质布流水口抗热震性能好。
本具体实施方式采用狭缝式或排孔式的良好布流结构，为注入水冷双辊中间熔池高温液态金属的成分均匀化提供了保障作用，有利于提高薄带连铸坯的质量，故所制备的高铝质布流水口能满足双辊薄带坯连铸技术的使用要求。
因此，本具体实施方式具有耐高温、抗热震性能好、抗高温液态金属的侵蚀性好和布流效果良好的特点，所制备的高铝质布流水口满足了双辊薄带坯连铸技术的使用要求。

Claims (8)

1.一种高铝质布流水口的制备方法，其特征在于：以25～35wt％的髙铝质原料大颗粒、15～25wt％的髙铝质原料中颗粒、15～25wt％的髙铝质原料小颗粒、23～27wt％的髙铝质原料细粉和3～10wt％的结合剂为混合料，外加所述混合料0.10～0.22wt％的表面活性剂和5.5～8.0wt％的水，再将所述混合料、表面活性剂和水加入混料机中混练，得到混合泥料；
将所述混合泥料加入模具中，机械成型，制备为高铝质布流水口坯，将所述高铝质布流水口坯在110～140℃条件下烘干，在500～650℃条件下保温8～12小时，制得高铝质布流水口；
所述髙铝质原料大颗粒为特级铝矾土熟料大颗粒、刚玉大颗粒、莫来石大颗粒中的一种，所述髙铝质原料大颗粒的粒度为5～3mm；所述髙铝质原料中颗粒为特级铝矾土熟料中颗粒、刚玉中颗粒、莫来石中颗粒中的一种，所述髙铝质原料中颗粒的粒度小于3mm且大于1mm；所述髙铝质原料小颗粒为特级铝矾土熟料小颗粒、刚玉小颗粒、莫来石小颗粒中的一种，所述髙铝质原料小颗粒的粒度≤1mm；所述髙铝质原料细粉为特级铝矾土熟料细粉、刚玉细粉、莫来石细粉中的一种，所述髙铝质原料细粉的粒度≤0.088mm。
2.根据权利要求1所述的高铝质布流水口的制备方法，其特征在于所述髙铝质原料为特级铝矾土熟料、刚玉、莫来石中的一种。
3.根据权利要求1所述的高铝质布流水口的制备方法，其特征在于所述结合剂为铝酸钙水泥与SiO2微粉的混合物、ρ-Al2O3与SiO2微粉的混合物、铝酸钙水泥、SiO2微粉中的一种。
4.根据权利要求1所述的高铝质布流水口的制备方法，其特征在于所述SiO2微粉的SiO2含量≥90wt％，比表面积≥20m2/g。
5.根据权利要求1所述的高铝质布流水口的制备方法，其特征在于所述表面活性剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠中的一种以上。
6.根据权利要求1所述的高铝质布流水口的制备方法，其特征在于所述机械成型是采用耐火材料振动成型机进行的机械振动成型。
7.根据权利要求1所述的高铝质布流水口的制备方法，其特征在于所述高铝质布流水口为狭缝式高铝质布流水口或为排孔式高铝质布流水口。
8.一种高铝质布流水口，其特征在于所述高铝质布流水口是根据权利要求1～7项中任一项所述高铝质布流水口的制备方法所制备的高铝质布流水口。
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