CN107892569A - 一种连铸用复合浸入式水口内衬材料 - Google Patents

一种连铸用复合浸入式水口内衬材料 Download PDF

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Abstract

一种连铸用复合浸入式水口内衬材料，属于钢铁冶金行业连铸用功能耐火材料领域。其特征在于，重量份组成为：锆酸钡65~80份，熔融石英10~20份，莫来石5~10份，氮化硼3~5份，酚醛树脂6~8份。本发明提供了一种将钢液由中间包导入到结晶器的复合结构浸入式水口内衬材料，主要是利用氧化铝和氧化钡更容易形成低熔点化合物的特性，使用后能够在浸入式水口内壁形成一层液相，防止氧化铝粘附以达到防堵塞的目的。

Description

一种连铸用复合浸入式水口内衬材料
技术领域
一种连铸用复合浸入式水口内衬材料，属于钢铁冶金行业连铸用功能耐火材料领域。
背景技术
浸入式水口安装于中间包内，是钢水由中间包到结晶器的通道，起到防止钢水二次氧化、布流等功能。它是钢铁连铸用最重要的功能耐火材料，其质量优劣将直接关系到整个连铸过程能否正常进行，同时也会对钢水夹杂物上浮、结晶器内流场产生重要影响，进而影响钢坯质量。
浸入式水口一般为铝碳材料，钢水经过时表面脱碳，形成凹凸不平的气孔性组织，钢液向气孔内侵入，并在表层产生钢液流的局部停滞现象。特别在连铸含钛、铝不锈钢或铝镇静钢时，由于钢中的[AI]和[Ti]易氧化生成相应的Ti02或Al203，析出附着沉积在凹凸不平的水口内壁，沉积物通过液相相互反应、烧结，从而形成坚实的沉积层。随着浇注进行，沉积层加厚，孔径缩小，最终堵死，直至停浇，给钢厂带来不必要的损失；同时在浇铸过程中夹杂物也容易从浸入式水田上再次进入钢水，形成大的夹杂，降低钢坯质量。
为了解决浸入式水口堵塞问题，采取了许多办法，如吹氩、结构防堵等，还有材料防堵，在浸入式水口内壁复合一层材料Zr02-CaO-C，MA、MA-氮化硼质防堵塞材料，中国专利200410053219.4公布了一种以锆莫来石和ß-赛隆为主的防堵塞材料，中国专利201010236300.1公布了一种以钛酸铝为主要原料的材料，中国专利201410479543.6公布了一种含硅灰石和钛酸钙的材料等，但这些材料针对性较强，只有在特定钢种时才可以有效防止浸入式水口堵塞。在浇铸轴承钢等特种钢时，钢水中氧化铝夹杂较多，浸入式水口容易堵塞，上述提到的材料会因为钢水温度低、粘附性强而使用效果不明显。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种能够防止浇铸轴承钢时浸入式水口堵塞的连铸用复合浸入式水口内衬材料。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该连铸用复合浸入式水口内衬材料，其特征在于，重量份组成为：锆酸钡65~80份，熔融石英10~20份，莫来石5~10份，氮化硼3~5份，酚醛树脂6~8份。
本发明提供了一种将钢液由中间包导入到结晶器的复合结构浸入式水口内衬材料，主要是利用氧化铝和氧化钡更容易形成低熔点化合物的特性，使用后能够在浸入式水口内壁形成一层液相，防止氧化铝粘附以达到防堵塞的目的。同时本发明添加低膨胀物质熔融石英、莫来石和氮化硼，调节材料的热膨胀系数到适当的范围，使本材料的抗热震性得到大大的提高。
优选的，所述的重量份组成为：锆酸钡70~75份，熔融石英14~16份，莫来石7.3~7.8份，氮化硼3.5~4份，酚醛树脂7~7.5份。优选的材料重量份组成能够更好的保证防堵塞效果。
优选的，所述的熔融石英与莫来石的质量比为1.8~2.2：1。优选的熔融石英与莫来石配合的质量比，能够使本发明的材料得到最为适应的热膨胀比，从而具有更好的抗热震性能。
优选的，所述锆酸钡中氧化钡含量为48wt%~54wt%。优选的锆酸钡组成更容易与氧化铝成份形成低熔点化合物，防氧化铝粘附性能更好。
优选的，所述熔融石英的粒度在0.01 mm ~0.1mm。优选粒度的熔融石英在使用后能够与其他物料更好的搭配，相容性更好，分布更加均匀，从而更好地保证材料的热膨胀系数在适当的范围。
优选的，所述氮化硼为六方氮化硼。本发明的氮化硼选择六方氮化硼时在使用后能够与其他物料更好的搭配，相容性更好，分布更加均匀，从而更好地保证材料的热膨胀系数在适当的范围。
优选的，所述酚醛树脂为热塑性线型酚醛树脂。当选择的酚醛树脂为热塑性线型酚醛树脂时所得到材料的强度更高。
与现有技术相比，本发明的一种连铸用复合浸入式水口内衬材料所具有的有益效果是：本发明提供了一种浸入式水口内衬材料，是一种将钢液由中间包导入到结晶器的复合结构浸入式水口内衬材料，主要是利用氧化铝和氧化钡更容易形成低熔点化合物的特性，使用后能够在浸入式水口内壁形成一层液相，防止氧化铝粘附以达到防堵塞的目的。同时本发明添加低膨胀物质熔融石英、莫来石和氮化硼，调节材料的热膨胀系数到适当的范围，使本材料的抗热震性得到大大的提高。还添加有一定量的酚醛树脂，使本发明材料的强度得到大大的提高。本发明内衬中含有较多的氧化钡，利用氧化钡与氧化铝可形成低共熔物的特点，使用时在浸入式水口内部形成光滑的表面，避免浸入式水口的堵塞，尤其适合在浇铸轴承钢等特种钢时应用。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，其中实施例1为最佳实施。
实施例1
重量份组成为：锆酸钡73份，熔融石英15份，莫来石7.5份，氮化硼3.8份，酚醛树脂7.8份；其中，锆酸钡中氧化钡含量为52wt%，熔融石英的粒度在0.05 mm ~0.1mm，氮化硼为六方氮化硼，酚醛树脂为热塑性线型酚醛树脂。
实施例2
重量份组成为：锆酸钡70份，熔融石英14份，莫来石7.8份，氮化硼4份，酚醛树脂7份；其中，锆酸钡中氧化钡含量为50wt%，熔融石英的粒度在0.03 mm ~0.1mm，氮化硼为六方氮化硼，酚醛树脂为热塑性线型酚醛树脂。
实施例3
重量份组成为：锆酸钡75份，熔融石英16份，莫来石7.3份，氮化硼3.5份，酚醛树脂7.5份；其中，锆酸钡中氧化钡含量为52wt%，熔融石英的粒度在0.03 mm ~0.07mm，氮化硼为六方氮化硼，酚醛树脂为热塑性线型酚醛树脂。
实施例4
重量份组成为：锆酸钡65份，熔融石英20份，莫来石5份，氮化硼5份，酚醛树脂6份；其中，锆酸钡中氧化钡含量为54wt%，熔融石英的粒度在0.01 mm ~0.05mm，氮化硼为菱方氮化硼，酚醛树脂为热塑性线型酚醛树脂。
实施例5
重量份组成为：锆酸钡80份，熔融石英10份，莫来石10份，氮化硼3份，酚醛树脂8份；其中，锆酸钡中氧化钡含量为48wt%，熔融石英的粒度在0.01 mm ~0.08mm，氮化硼为六方氮化硼，酚醛树脂为热固性酚醛树脂。
对比例1
重量份组成为：锆酸钡73份，熔融石英7.5份，莫来石15份，氮化硼3.8份，酚醛树脂7.8份；其中，锆酸钡中氧化钡含量为52wt%，熔融石英的粒度在0.05 mm ~0.1mm，氮化硼为六方氮化硼，酚醛树脂为热塑性线型酚醛树脂。
对比例2
重量份组成为：碳酸钡73份，熔融石英7.5份，莫来石15份，氮化硼3.8份，酚醛树脂7.8份；其中，熔融石英的粒度在0.05 mm ~0.1mm，氮化硼为六方氮化硼，酚醛树脂为热塑性线型酚醛树脂。
对比例3
重量份组成为：锆酸钡73份，熔融石英15份，莫来石3.8份，氮化硼7.5份，酚醛树脂4份；其中，锆酸钡中氧化钡含量为52wt%，熔融石英的粒度在0.05 mm ~0.1mm，氮化硼为六方氮化硼，酚醛树脂为热塑性线型酚醛树脂。
将上述实施例及对比例的配方用于浸入式水口后进行性能测试。实施例及对比例的配方所得材料的性能测试结果见表1。
表1 实施例及对比例的配方所得材料的性能测试结果
。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (7)

1.一种连铸用复合浸入式水口内衬材料，其特征在于，重量份组成为：锆酸钡65~80份，熔融石英10~20份，莫来石5~10份，氮化硼3~5份，酚醛树脂6~8份。
2.根据权利要求1所述的一种连铸用复合浸入式水口内衬材料，其特征在于：所述的重量份组成为：锆酸钡70~75份，熔融石英14~16份，莫来石7.3~7.8份，氮化硼3.5~4份，酚醛树脂7~7.5份。
3.根据权利要求1所述的一种连铸用复合浸入式水口内衬材料，其特征在于：所述的熔融石英与莫来石的质量比为1.8~2.2：1。
4.根据权利要求1所述的一种连铸用复合浸入式水口内衬材料，其特征在于：所述锆酸钡中氧化钡含量为48wt%~54wt%。
5.根据权利要求1所述的一种连铸用复合浸入式水口内衬材料，其特征在于：所述熔融石英的粒度在0.01 mm ~0.1mm。
6.根据权利要求1所述的一种连铸用复合浸入式水口内衬材料，其特征在于：所述氮化硼为六方氮化硼。
7.根据权利要求1所述的一种连铸用复合浸入式水口内衬材料，其特征在于：所述酚醛树脂为热塑性线型酚醛树脂。
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