CN106216653A - 一种连铸用长水口及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种连铸用长水口及其制造方法，一种连铸用长水口，包括长水口耐火本体，所述长水口耐火本体的内壁设有耐火透气内衬，所述耐火透气内衬与所述长水口耐火本体之间设有通气道，所述长水口耐火本体上设有与所述通气道连通的氩气通气通孔。不仅实现了防止钢水二次氧化的功能而且还使得长水口在浇钢过程中耐火材料不接触钢水，避免了耐火材料对钢水的污染，并且钢水中的夹杂物从出钢口流出时被氩气包裹上浮，起到净化钢水的作用，长水口所述耐火透气内衬不接触钢水，不受钢水冲刷，延长长水口的使用寿命且可多次重复利用，大大降低成本。

Description

一种连铸用长水口及其制造方法

技术领域

本发明属于连铸功能耐火材料领域，具体是一种连铸用长水口及其制造方法。

背景技术

随着世界经济和科技的发展，世界各国特别是发达国家对钢材质量的要求越来越严格。如何生产出更洁净更优质的超洁净钢材在市场中取得竞争优势，是各个钢铁厂和耐材厂家始终努力奋斗的方向。同时现阶段中国正值由制造大国向创造强国转变，对更洁净的钢材的要求也日益凸显。连铸作为钢坯成型的最后一道工序就显得尤为重要。

在炼钢连铸工段钢水从钢包到中间包的过程中为防止钢水二次氧化和钢液飞溅需用长水口进行保护浇铸。为了防止在浇钢的过程中由于负压的存在使得空气从长水口碗底处进入钢水中，需要对长水口碗底进行氩封。现有长水口功能比较单一，主要是保证钢水不被氧化，但是长水口在浇钢过程由于与钢水接触受到钢水的冲刷侵蚀，被钢水冲刷下来的耐材进入钢水中对钢水又形成了污染。

同样，现有长水口目前都是冷态开浇。为了防止长水口在冷态开浇时炸裂，需在长水口内壁附加一层内衬，此内衬主要利用的原理是高热振稳定性和低导热性。无论采用哪种原理的内衬，其共同特点是都不抗钢水冲刷，在浇钢前期就会被钢水完全冲刷掉汇入钢水中也对钢液造成了一定的污染，进而影响到铸坯的质量。

发明内容

本发明提出一种抗钢水冲刷，提高钢水洁净度的一种连铸用长水口。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案，包括长水口耐火本体，所述长水口耐火本体的内壁设有耐火透气内衬，所述耐火透气内衬与所述长水口耐火本体之间设有通气道，所述长水口耐火本体上设有与所述通气道连通的氩气通气通孔。。

本发明中，作为一种优选的技术方案，所述通气道的宽度为4mm-8mm，所述耐火透气内衬的厚度为5mm-10mm。

本发明中，作为一种优选的技术方案，所述耐火透气内衬的显气孔率为25％-35％。

本发明中，作为一种优选的技术方案，所述长水口耐火本体外侧设有钢壳，所述钢壳上安装有插入所述氩气通气通孔内的吹氩嘴，所述吹氩嘴插入所述氩气通气通孔并与所述通气道连通。

本发明中，作为一种优选的技术方案，制造所述长水口耐火本体的原料包括棕刚玉、白刚玉、镁铝尖晶石。

本发明中，作为一种优选的技术方案，生产所述耐火透气内衬的原料包括以下重量份组份：

电熔镁砂70份-85份；

石墨8份-15份；

锯末粉5份-10份；

添加剂为1份-5份；

结合剂5份-10份。

本发明中，作为一种优选的技术方案，所述添加剂为煅烧氧化铝微粉和金属硅粉，所述结合剂为酚醛树脂与液体树脂。

本发明还提出一种抗钢水冲刷，提高钢水洁净度的一种连铸用长水口制造方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案一种连铸用长水口的制造方法，其步骤为：

步骤一：

造粒：按照比例配好电熔镁砂、煅烧氧化铝微粉、金属硅粉和酚醛树脂放入造粒机中进行低速搅拌2min-5min，再中速搅拌1min-3min，加入液体树脂高速混合2min-5min后加入石墨和锯末粉再高速混合5min-12min进行造粒，得到颗粒料；

步骤二：

困料：将步骤一的颗粒料放入困料间放置，保证困料车间温度在20℃-25℃，湿度小于等于45％，得到泥料；

步骤三：

成型：将步骤二得到的泥料按照从下到上、从左到右的顺序放入模具中，在110MPa-125MPa下进行等静压成型，得到耐火透气内衬的毛坯；

步骤四：

加工：将开设有通气道的长水口耐火本体毛坯内套入步骤三得到的所述耐火透气内衬的毛坯，并开设穿过长水口耐火本体毛坯连通通气道的氩气通气通孔；

步骤五：

干燥：将步骤四得到的长水口毛坯在200℃-250℃的干燥窑里干燥20h-24h，得到干燥的长水口毛坯；

步骤六：

涂抗氧化涂层：将步骤五得到的干燥的长水口毛坯的外侧涂上抗氧化涂层；

步骤七：

烧成：将经过步骤六得到的长水口毛坯放入微氧化气氛的烧成窑里在800℃-950℃下烧20h-25h，得到长水口成品。

本发明中，作为一种优选的技术方案，所述电熔镁砂MgO的质量百分比大于等于98％，石墨规格为-194、-198、-195、895的一种或几种。

本发明中，作为一种优选的技术方案，步骤四中在开设完所述氩气通气孔后在所述长水口耐火本体毛坯外套上钢壳并安装吹氩嘴；还包括步骤八：将步骤七得到的长水口成品晾凉后出窑进行X光探伤，得到连铸用长水口。

由于采用了上述技术方案，一种连铸用长水口，包括长水口耐火本体，所述长水口耐火本体的内壁设有耐火透气内衬，所述耐火透气内衬与所述长水口耐火本体之间设有通气道，所述长水口耐火本体上设有与所述通气道连通的氩气通气通孔。本发明具有以下有益效果：不仅实现了防止钢水二次氧化的功能而且还使得长水口在浇钢过程中所述耐火层不接触钢水，避免了所述耐火层对钢水的污染。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种连铸用长水口的结构示意图。

图中：1、钢壳；2、吹氩嘴；3、通气道；4、耐火透气内衬；5、长水口耐火本体。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种连铸用长水口，包括长水口耐火本体5，所述长水口耐火本体5的内壁设有耐火透气内衬4，所述耐火透气内衬4与所述长水口耐火本体5之间设有通气道3，所述长水口耐火本体上设有与所述通气道连通的氩气通气通孔。

所述钢壳上安装有插入所述氩气通气通孔内的吹氩嘴2，所述吹氩嘴2插入所述氩气通气通孔并与所述通气道3连通，氩气经过吹氩嘴进入通气道，氩气在通气道内通过耐火透气内衬吹入钢液中，在水口内壁产生数量更多的微小气泡，微小气泡俘获钢水中的夹杂物进入中间包后迅速上浮，同时被中间包覆盖剂吸附，起到净化钢水的目的，提高铸坯的清洁度。而且通过耐火透气内衬吹入的氩气在浇钢过程中在长水口内腔处形成一层氩气幕，使得耐火层材料与钢水隔离，起到不污染钢水且能净化钢水及可以重复利用的功能。

所述通气道3的宽度为5mm，所述通气道的宽度还可以为4mm-8mm内的其他数值，所述耐火透气内衬4的厚度为5mm，所述耐火透气内衬的厚度还可以为5mm-10mm范围内的其他数值，氩气经过所述通气道3时经过高温，压力增大，经过所述耐火透气内衬4后出气泡效率高；

制造所述长水口耐火本体的原料包括棕刚玉、白刚玉、镁铝尖晶石。

所述耐火透气内衬4的显气孔率为30％，所述耐火透气内衬的显孔率还可以为25％-35％内的其他数值，氩气经过所述通气道3由所述耐火透气内衬4吹入钢水中，在长水口内壁产生大量的微小气泡，微小气泡俘获钢水中的夹杂物迅速上浮，起到净化钢水的目的，提高铸坯的清洁度。

生产所述耐火透气内衬的原料包括以下重量份组份：

电熔镁砂70份-85份；

石墨8份-15份；

锯末粉5份-10份；

添加剂为1份-5份；

结合剂5份-10份。

所述添加剂为煅烧氧化铝微粉和金属硅粉，所述结合剂为酚醛树脂与液体树脂。

耐火透气内衬的原料中各组分的份数的选用，对耐火透气内衬的性能有重要影响，现结合连铸用长水口的制造方法的多个实施例，进行说明，具体如下：

实施例一

一种连铸用长水口的制造方法，包括如下步骤：

步骤一：

造粒：将70重量份的电熔镁砂、0.5重量份的煅烧氧化铝微粉、0.5重量份的金属硅粉和2.5重量份的酚醛树脂放入造粒机中进行低速搅拌2min，再中速搅拌1min，加入2.5重量份的液体树脂高速混合2min后加入8重量份的石墨和5重量份的锯末粉再高速混合5min进行造粒，得到颗粒料；

步骤二：

困料：将步骤一的颗粒料放入困料间放置，保证困料车间温度在20℃，湿度保持在45％，得到泥料；

步骤三：

成型：将步骤二得到的泥料按照从下到上、从左到右的顺序放入模具中，在110MPa下进行等静压成型，得到耐火透气内衬的毛坯；

步骤四：

加工：将开设有通气道的长水口耐火本体毛坯内套入步骤三得到的所述耐火透气内衬的毛坯，并开设穿过长水口耐火本体毛坯连通通气道的氩气通气通孔；

步骤五：

干燥：将步骤四得到的长水口毛坯在200℃的干燥窑里干燥20h，得到干燥的长水口毛坯；

步骤六：

涂抗氧化涂层：将步骤五得到的干燥的长水口毛坯的外侧涂上抗氧化涂层；

步骤七：

烧成：将经过步骤六得到的长水口毛坯放入微氧化气氛的烧成窑里在800℃下烧20h，得到连铸用长水口成品；

步骤八：将步骤七得到的长水口成品晾凉后出窑进行X光探伤，得到连铸用长水口。

优选的，步骤四中在开设完所述氩气通气孔后在所述长水口耐火本体毛坯外套上钢壳并安装吹氩嘴；

优选的，所述电熔镁砂MgO的质量百分比大于等于98％，石墨规格为-194、-198、-195、895的一种或几种。

实施例二

一种连铸用长水口的制造方法，包括如下步骤：

步骤一：

造粒：将85重量份的电熔镁砂、2.5重量份的煅烧氧化铝微粉、2.5重量份的金属硅粉和5重量份的酚醛树脂放入造粒机中进行低速搅拌5min，再中速搅拌3min，加入5重量份的液体树脂高速混合5min后加入15重量份的石墨和10重量份的锯末粉再高速混合12min进行造粒，得到颗粒料；

步骤二：

困料：将步骤一的颗粒料放入困料间放置，保证困料车间温度在25℃，湿度保持在45％，得到泥料；

步骤三：

成型：将步骤二得到的泥料按照从下到上、从左到右的顺序放入模具中，在125MPa下进行等静压成型，得到耐火透气内衬的毛坯；

步骤四：

加工：将开设有通气道的长水口耐火本体毛坯内套入步骤三得到的所述耐火透气内衬的毛坯，并开设穿过长水口耐火本体毛坯连通通气道的氩气通气通孔；

步骤五：

干燥：将步骤四得到的长水口毛坯在250℃的干燥窑里干燥24h，得到干燥的长水口毛坯；

步骤六：

涂抗氧化涂层：将步骤五得到的干燥的长水口毛坯的外侧涂上抗氧化涂层；

步骤七：

烧成：将经过步骤六得到的长水口毛坯放入微氧化气氛的烧成窑里在950℃下烧25h，得到长水口成品；

步骤八：将步骤七得到的长水口成品晾凉后出窑进行X光探伤，得到连铸用长水口。

优选的，步骤四中在开设完所述氩气通气孔后在所述长水口耐火本体毛坯外套上钢壳并安装吹氩嘴；

优选的，所述电熔镁砂MgO的质量百分比大于等于98％，石墨规格为-194、-198、-195、895的一种或几种。

实施例三

一种连铸用长水口的制造方法，包括如下步骤：

步骤一：

造粒：将75重量份的98电熔镁砂、2重量份的煅烧氧化铝微粉、3重量份的金属硅粉和0.5重量份的酚醛树脂放入造粒机中进行低速搅拌2min，再中速搅拌1min，加入6重量份的液体树脂高速混合2min后加入10重量份的-194石墨和10重量份的锯末粉再高速混合12min进行造粒，得到颗粒料；

步骤二：

困料：将步骤一的颗粒料放入困料间放置，保证困料车间温度在24℃，湿度保持在45％，得到泥料；

步骤三：

成型：将步骤二得到的泥料按照从下到上、从左到右的顺序放入模具中，制作通气道的宽度为6mm、耐火透气内衬的厚度为8mm，在125MPa下进行等静压成型，得到所述耐火透气内衬的毛坯；

步骤四：

加工：将开设有通气道的长水口耐火本体毛坯内套入步骤三得到的所述耐火透气内衬的毛坯，并开设穿过长水口耐火本体毛坯连通通气道的氩气通气通孔；

步骤五：

干燥：将步骤四得到的长水口毛坯在240℃的干燥窑里干燥24h，得到干燥的长水口毛坯；

步骤六：

涂抗氧化涂层：将步骤五得到的干燥的长水口毛坯的外侧涂上抗氧化涂层；

步骤七：

烧成：将经过步骤六得到的长水口毛坯放入微氧化气氛的烧成窑里在950℃下烧21h，得到长水口成品。

步骤八：将步骤七得到的长水口成品晾凉后出窑进行X光探伤，得到连铸用长水口。

优选的，步骤四中在开设完所述氩气通气孔后在所述长水口耐火本体毛坯外套上钢壳并安装吹氩嘴；

优选的，所述电熔镁砂MgO的质量百分比大于等于98％，石墨规格为-194、-198、-195、895的一种或几种。

最后测得成品耐火透气内衬的显气孔率为34％，在物理实验室检测测得，由长水口所述耐火透气内衬发出的氩气幕能够穿过整个内腔到达对面的耐火透气内衬壁上，当有钢水通过时能够实现所述耐火层不与钢水接触，可以达到除去钢水中微小杂质的目的。

实施例四

一种连铸用长水口的制造方法，包括如下步骤：

步骤一：

造粒：将80重量份的98电熔镁砂、1重量份的煅烧氧化铝微粉、2重量份的金属硅粉和0.5重量份的酚醛树脂放入造粒机中进行低速搅拌2min，再中速搅拌1min，加入8重量份的液体树脂高速混合2min后加入12重量份的-194石墨和5重量份的锯末粉再高速混合12min进行造粒，得到颗粒料；

步骤二：

困料：将步骤一的颗粒料放入困料间放置，保证困料车间温度在24℃，湿度保持在45％，得到泥料；

步骤三：

成型：将步骤二得到的泥料按照从下到上、从左到右的顺序放入模具中，制作通气道的宽度为6mm、耐火透气内衬的厚度为8mm，在125MPa下进行等静压成型，得到所述耐火透气内衬的毛坯；

步骤四：

加工：将开设有通气道的长水口耐火本体毛坯内套入步骤三得到的所述耐火透气内衬的毛坯，并开设穿过长水口耐火本体毛坯连通通气道的氩气通气通孔；

步骤五：

干燥：将步骤四得到的长水口毛坯在240℃的干燥窑里干燥24h，得到干燥的长水口毛坯；

步骤六：

涂抗氧化涂层：将步骤五得到的干燥的长水口毛坯的外侧涂上抗氧化涂层；

步骤七：

烧成：将经过步骤六得到的长水口毛坯放入微氧化气氛的烧成窑里在950℃下烧21h，得到长水口成品。

步骤八：将步骤七得到的长水口成品晾凉后出窑进行X光探伤，得到连铸用长水口。

优选的，步骤四中在开设完所述氩气通气孔后在所述长水口耐火本体毛坯外套上钢壳并安装吹氩嘴；

优选的，所述电熔镁砂MgO的质量百分比大于等于98％，石墨规格为-194、-198、-195、895的一种或几种。

最后测得成品耐火透气内衬的显气孔率为28.8％，在物理实验室检测测得，由长水口耐火透气内衬发出的氩气幕能够穿过2/3的内腔，当有钢水通过时也能实现所述耐火层不与钢水接触，可以除去钢水中大部分微小杂质。

实施例五

一种连铸用长水口的制造方法，包括如下步骤：

步骤一：

造粒：将84重量份的98电熔镁砂、1重量份的煅烧氧化铝微粉、3重量份的金属硅粉和0.5重量份的酚醛树脂放入造粒机中进行低速搅拌2min，再中速搅拌1min，加入6重量份的液体树脂高速混合2min后加入7重量份的-194石墨和5重量份的锯末粉再高速混合12min进行造粒，得到颗粒料；

步骤二：

困料：将步骤一的颗粒料放入困料间放置，保证困料车间温度在24℃，湿度保持在45％，得到泥料；

步骤三：

成型：将步骤二得到的泥料按照从下到上、从左到右的顺序放入模具中，制作通气道的宽度为6mm、耐火透气内衬的厚度为8mm，在125MPa下进行等静压成型，得到所述耐火透气内衬的毛坯；

步骤四：

加工：将开设有通气道的长水口耐火本体毛坯内套入步骤三得到的所述耐火透气内衬的毛坯，并开设穿过长水口耐火本体毛坯连通通气道的氩气通气通孔；

步骤五：

干燥：将步骤四得到的长水口毛坯在240℃的干燥窑里干燥24h，得到干燥的长水口毛坯；

步骤六：

涂抗氧化涂层：将步骤五得到的干燥的长水口毛坯的外侧涂上抗氧化涂层；

步骤七：

烧成：将经过步骤六得到的长水口毛坯放入微氧化气氛的烧成窑里在950℃下烧21h，得到长水口成品。

步骤八：将步骤七得到的长水口成品晾凉后出窑进行X光探伤，得到连铸用长水口。

优选的，步骤四中在开设完所述氩气通气孔后在所述长水口耐火本体毛坯外套上钢壳并安装吹氩嘴；

优选的，所述电熔镁砂MgO的质量百分比大于等于98％，石墨规格为-194、-198、-195、895的一种或几种。

最后测得成品耐火透气内衬的显气孔率为25％，在物理实验室检测测得，由长水口耐火透气内衬发出的氩气幕能够穿过1/2的内腔，当有钢水通过时也能实现所述耐火层不与钢水接触，但是除去钢水中微小杂质的作用会差一些。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种连铸用长水口，包括长水口耐火本体，其特征在于：所述长水口耐火本体的内壁设有耐火透气内衬，所述耐火透气内衬与所述长水口耐火本体之间设有通气道，所述长水口耐火本体上设有与所述通气道连通的氩气通气通孔。

2.按照权利要求1所述的一种连铸用长水口，其特征在于：所述通气道的宽度为4mm-8mm，所述耐火透气内衬的厚度为5mm-10mm。

3.按照权利要求1所述的一种连铸用长水口，其特征在于：所述耐火透气内衬的显气孔率为25％-35％。

4.按照权利要求1所述的一种连铸用长水口，其特征在于：所述长水口耐火本体外侧设有钢壳，所述钢壳上安装有插入所述氩气通气通孔内的吹氩嘴，所述吹氩嘴插入所述氩气通气通孔并与所述通气道连通。

5.按照权利要求1所述的一种连铸用长水口，其特征在于：制造所述长水口耐火本体的原料包括棕刚玉、白刚玉、镁铝尖晶石。

6.按照权利要求1所述的一种连铸用长水口，其特征在于，生产所述耐火透气内衬的原料包括以下重量份组份：

电熔镁砂 70份-85份；

石墨 8份-15份；

锯末粉 5份-10份；

添加剂为 1份-5份；

结合剂 5份-10份。

7.按照权利要求6所述的一种连铸用长水口，其特征在于：所述添加剂为煅烧氧化铝微粉和金属硅粉，所述结合剂为酚醛树脂与液体树脂。

8.制造权利要求1-7中任一项所述的一种连铸用长水口的方法，其特征在于，其制备方法为：

步骤一：

造粒：按照比例配好电熔镁砂、煅烧氧化铝微粉、金属硅粉和酚醛树脂放入造粒机中进行低速搅拌2min-5min，再中速搅拌1min-3min，加入液体树脂高速混合2min-5min后加入石墨和锯末粉再高速混合5min-12min进行造粒，得到颗粒料；

步骤二：

困料：将步骤一的颗粒料放入困料间放置，保证困料车间温度在20℃-25℃，湿度小于等于45％，得到泥料；

步骤三：

成型：将步骤二得到的泥料按照从下到上、从左到右的顺序放入模具中，在110MPa-125MPa下进行等静压成型，得到耐火透气内衬的毛坯；

步骤四：

加工：将开设有通气道的长水口耐火本体毛坯内套入步骤三得到的所述耐火透气内衬的毛坯，并开设穿过长水口耐火本体毛坯连通通气道的氩气通气通孔；

步骤五：

干燥：将步骤四得到的长水口毛坯在200℃-250℃的干燥窑里干燥20h-24h，得到干燥的长水口毛坯；

步骤六：

涂抗氧化涂层：将步骤五得到的干燥的长水口毛坯的外侧涂上抗氧化涂层；

步骤七：

烧成：将经过步骤六得到的长水口毛坯放入微氧化气氛的烧成窑里在800℃-950℃下烧20h-25h，得到长水口成品。

9.按照权利要求8所述的一种连铸用长水口的制造方法，其特征在于：所述电熔镁砂MgO的质量百分比大于等于98％，石墨规格为-194、-198、-195、895的一种或几种。

10.按照权利要求8所述的一种连铸用长水口的制造方法，其特征在于：步骤四中在开设完所述氩气通气孔后在所述长水口耐火本体毛坯外套上钢壳并安装吹氩嘴；还包括步骤八：将步骤七得到的长水口成品晾凉后出窑进行X光探伤。