CN108285351A - 一种中间包上水口用尖晶石料及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种中间包上水口用尖晶石料及其应用，属于冶金耐火材料制作领域。本发明的一种尖晶石料配方，包括以下材料：三种规格的镁铝尖晶石、硅粉、铝粉、SiC、B4C和热固性酚醛树脂结合剂。尖晶石料配方能够应用于制作含尖晶石料的碗口、制作含尖晶石料碗口的中间包上水口。本发明的目的在于克服现有中间包上水口易堵塞等问题，提供了一种中间包上水口用尖晶石料及其应用。本发明采用改变尖晶石料的配方，并将其应用于中间包上水口的碗口和中间包上水口的内壁上，尖晶石质上水口具有材质防堵和抗钢水冲刷侵蚀的功能，使得上水口不易堵塞。

Description

一种中间包上水口用尖晶石料及其应用
技术领域
本发明涉及冶金耐火材料制作领域，更具体地说，涉及一种中间包上水口用尖晶石料及其应用。
一种中间包上水口用尖晶石料、含尖晶石料的碗口及生产方法、含尖晶石料的中间包上水口及生产方法
背景技术
目前，普通上水口作为连铸生产中的关键耐火材料，在防止钢水氧化，分散、调整结晶器内钢水流型，促使夹杂物上浮及防止保护渣卷入方面起着重要的作用，但是在浇铸低碳铝镇静钢和含钛钢、稀土钢时经常会因钢液中的氧化铝夹杂物沉积在水口内壁和碗口部位而发生堵塞。常采用的方法是：1、从连铸系统耐火材料的不同部位向钢液中吹氩气；2、水口选用不含碳或含碳低的材料。但吹入氩气容易使结晶器内发生沸腾，在钢坯内形成微气孔，降低钢的质量；而水口中不含碳或碳低会导致水口热震性差，降低产品寿命。因此，一种中间包上水口用尖晶石料及其应用的研制对于冶金耐火材料制作行业来说具有重要的意义。
经检索，已有专利方案公开。如中国专利：申请号：201611049041.5，专利名称：一种双辊薄带坯连铸机用铝镁尖晶石质布流水口及制备方法，申请日：2017.05.31。该专利的原料组成及重量百分比含量为：粒度为5mm至大于3mm的铝镁尖晶石：35～45％，粒度3mm至大于1mm的铝镁尖晶石：5～15％，粒度≤0.088mm的铝镁尖晶石：23～27％，结合剂：3～9％，外加上述原料中重量百分比的0.10～0.20％的表面活性剂及水搅拌成泥料；振动成型；烘干；热处理；自然冷却后待用。本发明耐热温度达到≥1720℃，抗热震性能可达12次以上，抗高温液态金属侵蚀性能好、耐冲刷。但其不足之处在于该方法无法从根本上解决堵塞问题，而且水口的使用寿命有限。
专利内容
1.专利要解决的技术问题
本专利的目的在于克服现有中间包上水口易堵塞等问题，提供了一种中间包上水口用尖晶石料及其应用。本发明采用改变尖晶石料的配方，并将其应用于中间包上水口的碗口和中间包上水口的内壁上，尖晶石质上水口具有材质防堵和抗钢水冲刷侵蚀的功能，使得上水口不易堵塞。
2.技术方案
为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
一种中间包上水口用尖晶石料及其应用，包括以下材料，其重量百分比为：
以上材料规格中0.044mm即为325目。
一种含尖晶石料的碗口，包括碗口上部和碗口下部，所述碗口内部为空心结构，碗口上部的内侧自上而下开口逐渐减小，并呈圆弧过渡；所述碗口下部连接在碗口上部的底面。
作为本发明更进一步地改进，所述碗口上部的底面围成一个水平的圆环。
作为本发明更进一步地改进，所述圆环内侧向下延伸，且半径围绕着碗口中心轴逐渐减小，形成碗口的下部。
作为本发明更进一步地改进，所述碗口下部的底面围成一个水平的圆环，该圆环的圆心与碗口上部的底面圆环的圆心同处在碗口的中心轴上。
作为本发明更进一步地改进，所述碗口上部的底面到碗口下部的底面呈梯形过渡。
一种含尖晶石料碗口的生产方法，包括以下步骤：
步骤一：按照尖晶石料配方进行原料称量；
步骤二：将称量后的原料进行混合造粒；
步骤三：将步骤二中所述的颗粒填入碗口模具中，并将该模具中的原料振实；
步骤四：将填完料的碗口模具密封后压制为成型的碗口模具；
步骤五：烧制步骤四所述成型的碗口模具，然后冷却出坯。
作为本发明更进一步地改进，步骤二具体步骤如下：将称量好的原料全部加入混合造粒机中，然后加入热固性酚醛树脂结合剂，加入量为：重量百分比5～8％。
作为本发明更进一步地改进，通过混合造粒机造出0～2毫米的细颗粒，然后等待颗粒干燥后再进行困料24小时。
作为本发明更进一步地改进，步骤四具体步骤如下：将填完料的碗口模具密封后吊入等静压缸中，在80Mpa～120Mpa压力下进行压制，使模具一次成型，并且保压10～20分钟。
作为本发明更进一步地改进，步骤五具体步骤如下：将完成保压的碗口模具放入梭式窑中，在1100℃～1300℃中密闭烧成，烧成时间20小时～40小时，然后冷却出坯。
一种含尖晶石料碗口的中间包上水口，包括内壁、外壁和碗口；所述碗口内侧底部镶嵌在内壁的顶部和外壁内侧的顶部上，碗口外侧底部镶嵌在外壁外侧的顶部上，所述碗口内侧底部与外侧底部呈梯形过渡；所述内壁为中空的圆柱体内腔，内壁的底部延伸至中间包上水口底部；所述外壁包裹在内壁的外部。
作为本发明更进一步的改进，所述碗口内部为空心结构，碗口内侧的上部自上而下开口逐渐减小，并呈圆弧形过渡，利于钢水流入。
作为本发明更进一步的改进，所述碗口的材质为铝镁尖晶石。
作为本发明更进一步的改进，所述内壁的材质与碗口的材质相同。
作为本发明更进一步的改进，所述外壁的材质为铝碳材料，该铝碳材料由铝、碳和金属硅粉组成，其中铝为棕刚玉，含量50～80％，碳为石墨，含量为15～35％，金属硅粉，含量1～15％。
作为本发明更进一步的改进，所述外壁上部呈圆柱体，外壁底部向外延伸形成圆台底座，外壁上部与圆台底座呈直角过渡。
作为本发明更进一步的改进，所述外壁底部连接有过渡层。
作为本发明更进一步的改进，所述过渡层下部设置有滑板面，过渡层材质为外壁和滑板面混合均匀的物料，其混料比例为1:1；所述过渡层和滑板面均围绕内壁形成圆环状结构。
作为本发明更进一步的改进，所述滑板面底部开设有透气槽，透气槽为圆环，其圆心与滑板面底部圆心相同。
作为本发明更进一步的改进，所述滑板面的材质为铝碳材料，该铝碳材料由铝、碳和抗氧化剂组成，其中铝主要为板状刚玉，含量为65～80％，碳为石墨，含量为10～20％，抗氧化剂为金属硅粉，含量为1～15％。
一种含尖晶石料碗口的中间包上水口的生产方法，包括以下步骤：
步骤一：制作内壁和外壁；
步骤二：将碗口与内壁和外壁进行连接形成中间包上水口毛坯；
步骤三：将毛坯进行加工处理、喷涂防氧化涂层后包装入库。
作为本发明更进一步地改进，所述步骤一具体步骤如下：
步骤1)：将内壁的铝镁尖晶石料、外壁的铝碳料、过渡层的料和滑板面的料进行依次称量；
步骤2)：将铝镁尖晶石料、铝碳料、过渡层的料和滑板面的料分别加入热固性酚醛树脂结合剂，加入的重量百分比为：5～8％，然后依次进行混合造粒；
步骤3)：将滑板面的料、过渡层的料、外壁的铝碳料和内壁的铝镁尖晶石料依次填入中间包水口模具中，并将该模具中的原料振实；
步骤4)：将填完料的中间包水口模具密封后压制成型的中间包水口模具；
步骤5)：烧制步骤4)所述的成型的中间包水口模具，然后冷却出坯。
作为本发明更进一步地改进，通过混合造粒机造出细颗粒，然后等待颗粒干燥后再进行困料24小时。
作为本发明更进一步地改进，所述步骤4)具体步骤如下：将填完料的中间包水口模具密封后吊入等静压缸中，在80Mpa～120Mpa压力下进行压制，使模具一次成型，并且保压 10～20分钟。
作为本发明更进一步地改进，所述步骤5)具体步骤如下：将完成保压的中间包水口模具放入梭式窑中，在1100℃～1300℃中密闭烧成，烧成时间20小时～40小时。
作为本发明更进一步地改进，所述步骤二具体步骤如下：所述碗口与外壁和内壁之间的连接材料为耐火泥，连接后保温在80℃的环境下进行干燥，干燥时间10-12小时。
3.有益效果
采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
(1)本发明的一种尖晶石料配方，包括以下材料，具体的重量百分比为：0.044mm的镁铝尖晶石，10～15％；0.5-0mm的镁铝尖晶石，42.5～66.5％；1-0.5mm的镁铝尖晶石，15～20％；95％min且＜0.044mm的硅粉，1～5％；＜0.044mm的铝粉，1～5％；＜0.044mm的 SiC，1～3％；＜0.044mm的B4C，0.5～1.5％；热固性酚醛树脂结合剂，5～8％。本发明中尖晶石料熔点高，热膨胀系数低，对钢液呈现化学惰性，有良好的抗热冲击性能和力学性能，有很好的抗剥落性能，在与铝碳材料有同样的抗热震性的情况下，具有比铝碳材料更低的导热系数，能有效的防止钢水温度的降低，同时尖晶石材料保证了材料表面的光滑性，具有抑制氧化铝附着的优良特性；
(2)本发明的一种含尖晶石料的碗口，包括碗口上部和碗口下部，所述碗口内部为空心结构，碗口上部的内侧自上而下开口逐渐减小，并呈圆弧过渡；所述碗口下部连接在碗口上部的底面。本发明中的碗口具有防堵和抗钢水冲刷侵蚀的功能，延长了产品的使用寿命；
(3)本发明的一种含尖晶石料的碗口，所述碗口上部的底面围成一个水平的圆环；所述碗口下部的底面围成一个水平的圆环，该圆环的圆心与碗口上部的底面圆环的圆心同处在碗口的中心轴上。本发明最大程度地增加了钢水与碗口内部的接触面积，增加碗口抗钢水冲刷侵蚀的功能；
(4)本发明的一种含尖晶石料的碗口，所述圆环内侧向下延伸，且半径围绕着碗口中心轴逐渐减小，形成碗口的下部。本发明使碗口能更牢固地与中间包上水口连接，不易脱落；
(5)本发明的一种含尖晶石料碗口的生产方法，本发明中的尖晶石材质，经过高压成型，通过高温烧成制度，使得该碗口抗钢水冲刷侵蚀的功能增强，延长水口寿命，对钢种的适应性更强；
(6)本发明的一种含尖晶石料碗口的生产方法，本发明中的热固性酚醛树脂结合剂具有很强的浸润能力，成型性能好，体积密度大，气孔率低；另外该结合剂尺寸稳定,耐热、阻燃，电绝缘性能好，耐酸性强；
(7)本发明的一种含尖晶石料碗口的生产方法，通过混合造粒机造粒可以使颗粒一次成型，实现颗粒均匀性，使压制成型的材料更致密；另外困料24小时使颗粒在密闭的环境下发生复杂的化学变化，能提高材料的结合强度，成分更均匀；
(8)本发明的一种含尖晶石料碗口的生产方法，将填完料的碗口模具密封后吊入等静压缸中，在80Mpa～120Mpa压力下进行压制，使模具一次成型，并且保压10～20分钟。本发明中等静压缸中各个方向上受到的压力是均匀的和大小一致的，避免成型后的碗口在使用过程中产生裂纹；同时，模具可以一次成型，避免进入第二道成型工序，缩短时间，提高效率；另外压制压力从原来的40Mpa～80Mpa提高到现在的80Mpa～120Mpa的情况下，可以使保压时间由原来的30～50分钟缩短到现在的10～20分钟，大大提高了生产效率；
(9)本发明的一种含尖晶石料碗口的生产方法，将完成保压的碗口放入梭式窑中，在 1100℃～1300℃中密闭烧成，烧成时间20小时～40小时，然后冷却出坯。本发明中烧成温度由原来的1200℃～1400℃降低到1100℃～1300℃，节约了能源，降低了成本；同时烧成时间由原来的40～60小时缩短到20小时～40小时，减少了时间，提高了生产效率；
(10)本发明的一种含尖晶石料碗口的中间包上水口，包括内壁、外壁和碗口；所述碗口内侧底部镶嵌在内壁的顶部和外壁内侧的顶部上，碗口外侧底部镶嵌在外壁外侧的顶部上，所述碗口内侧底部与外侧底部呈梯形过渡；所述内壁为中空的圆柱体内腔，内壁的底部延伸至中间包上水口底部；所述外壁包裹在内壁的外部；所述碗口的材质为铝镁尖晶石。本发明采用将设置独立的尖晶石质碗口，并且将内壁使用与碗口相同的铝镁尖晶石材料，因为尖晶石料熔点高，热膨胀系数低，对钢液呈现化学惰性，有良好的抗热冲击性能和力学性能，有很好的抗剥落性能，在与铝碳材料有同样的抗热震性的情况下，具有比铝碳材料更低的导热系数，能有效的防止钢水温度的降低，同时尖晶石材料保证了材料表面的光滑性，具有抑制氧化铝附着的优良特性。所以尖晶石质上水口具有材质防堵和抗钢水冲刷侵蚀的功能，使得上水口不易堵塞，并对渣线的锆碳料起保护作用，延长了产品的使用寿命；
(11)本发明的一种含尖晶石料碗口的中间包上水口，外壁底部与滑板面之间设置有过渡层，过渡层材质为上下两接触面材料混合均匀的物料，过渡层起过渡作用，避免内壁和外壁直接接触后再高温的作用下产生裂纹，使内壁和外壁能较好的结合；
(12)本发明的一种含尖晶石料碗口的中间包上水口，外壁的材质为铝碳料，铝碳料耐火度高，化学稳定性良好，耐侵蚀，延长了水口的使用寿命；
(13)本发明的一种含尖晶石料碗口的中间包上水口，过渡层下部设置有滑板面，该滑板面强度较高，摩擦损伤较小，抗高温侵蚀；另外该滑板面安装后与中间包间的缝隙较小，钢水不易渗漏；
(14)本发明的一种含尖晶石料碗口的中间包上水口，滑板面底部开设有透气槽，透气槽为圆形，与中间包连接后通入氩气，形成密封圈，较少钢水溢出，优化钢水质量，同时也起到保温作用；
(15)本发明的一种含尖晶石料碗口的中间包上水口的生产方法，本发明经过高压成型的尖晶石内衬，通过高温烧成制度，使得该碗口和内壁整体抗钢水冲刷侵蚀的功能增强，延长水口寿命，对钢种的适应性更强；
(16)本发明的一种含尖晶石料碗口的中间包上水口的生产方法，将内壁和外壁的材料放入模具进行一次成型，改进了原来的先制成内壁，再制成外壁的过程，大大缩短了生产时间，提高了生产效率；同时使内壁和外壁能更好的结合，避免脱落和裂纹；
(17)本发明的一种含尖晶石料碗口的中间包上水口的生产方法，将填完料的中间包上水口模具密封后吊入等静压缸中，在80Mpa～120Mpa压力下进行压制，使模具一次成型，并且保压10～20分钟。本发明中等静压缸中各个方向上受到的压力是均匀的和大小一致的，避免成型后的碗口在使用过程中产生裂纹；同时，模具可以一次成型，避免进入第二道成型工序，缩短时间，提高效率；另外压制压力从原来的40Mpa～80Mpa提高到现在的80Mpa～ 120Mpa的情况下，可以使保压时间由原来的30～50分钟缩短到现在的10～20分钟，大大提高了生产效率；
(18)本发明的一种含尖晶石料碗口的中间包上水口的生产方法，将完成保压的中间包上水口模具放入梭式窑中，在1100℃～1300℃中密闭烧成，烧成时间20小时～40小时，然后冷却出坯。本发明中烧成温度由原来的1200℃～1400℃降低到1100℃～1300℃，节约了能源，降低了成本；同时烧成时间由原来的40～60小时缩短到20小时～40小时，减少了时间，提高了生产效率；
(19)本发明的一种含尖晶石料碗口的中间包上水口的生产方法，所述碗口与外壁和内壁之间的连接材料为耐火泥，耐火泥可塑性好，施工方便；粘结强度大，抗蚀能力强；耐火度较高；抗渣侵性好；热剥落性好。
附图说明
图1为一种含尖晶石料碗口的中间包上水口的纵截面示意图；
图2为一种含尖晶石料的碗口的纵截面示意图。
示意图中的标号说明：1、内壁；2、外壁；3、碗口；4、过渡层；5、滑板面；6、透气槽。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。
实施例1
如图2所示，本发明的一种尖晶石料配方，包括以下材料，其重量百分比：0.044mm粒度的镁铝尖晶石：10％；0.5-0mm粒度的镁铝尖晶石：66.5％；1-0.5mm粒度的镁铝尖晶石：15％；硅粉：1％；铝粉：1％；SiC：1％；B4C：0.5％；热固性酚醛树脂结合剂：5％。以上材料规格中0.044mm即为325目。
本实施中尖晶石料熔点高，热膨胀系数低，对钢液呈现化学惰性，有良好的抗热冲击性能和力学性能，有很好的抗剥落性能，在与铝碳材料有同样的抗热震性的情况下，具有比铝碳材料更低的导热系数，能有效的防止钢水温度的降低，同时尖晶石材料保证了材料表面的光滑性，具有抑制氧化铝附着的优良特性。
实施例2
如图2所示，本发明的一种尖晶石料配方，包括以下材料，其重量百分比：0.044mm粒度的镁铝尖晶石：15％；0.5-0mm粒度的镁铝尖晶石：42.5％；1-0.5mm粒度的镁铝尖晶石：20％；硅粉：5％；铝粉：5％；SiC：3％；B4C：1.5％；热固性酚醛树脂结合剂：8％。以上材料规格中0.044mm即为325目。
本实施中尖晶石料熔点高，热膨胀系数低，对钢液呈现化学惰性，有良好的抗热冲击性能和力学性能，有很好的抗剥落性能，在与铝碳材料有同样的抗热震性的情况下，具有比铝碳材料更低的导热系数，能有效的防止钢水温度的降低，同时尖晶石材料保证了材料表面的光滑性，具有抑制氧化铝附着的优良特性。
实施例3
如图2所示，本发明的一种尖晶石料配方，包括以下材料，其重量百分比：0.044mm粒度的镁铝尖晶石：12％；0.5-0mm粒度的镁铝尖晶石：55％；1-0.5mm粒度的镁铝尖晶石：18％；硅粉：3％；铝粉：3％；SiC：2％；B4C：1％；热固性酚醛树脂结合剂：6％。以上材料规格中0.044mm即为325目。
本实施中尖晶石料熔点高，热膨胀系数低，对钢液呈现化学惰性，有良好的抗热冲击性能和力学性能，有很好的抗剥落性能，在与铝碳材料有同样的抗热震性的情况下，具有比铝碳材料更低的导热系数，能有效的防止钢水温度的降低，同时尖晶石材料保证了材料表面的光滑性，具有抑制氧化铝附着的优良特性。
实施例4
如图2所示，本实施例的一种含尖晶石料的碗口，包括碗口3上部和碗口3下部，所述碗口3内部为空心结构，碗口3上部的内侧自上而下开口逐渐减小，并呈圆弧过渡；所述碗口3下部连接在碗口3上部的底面。
本实施例中的碗口3具有防堵和抗钢水冲刷侵蚀的功能，延长了产品的使用寿命。
实施例5
如图2所示，本实施例与实施例4基本相同，所述碗口3上部的底面围成一个水平的圆环；所述碗口3下部的底面围成一个水平的圆环，该圆环的圆心与碗口3上部的底面圆环的圆心同处在碗口3的中心轴上。
本实施例最大程度地增加了钢水与碗口3内部的接触面积，增加碗口3抗钢水冲刷侵蚀的功能。
实施例6
如图2所示，本实施例与实施例5基本相同，所述圆环内侧向下延伸，且半径围绕着碗口3中心轴逐渐减小，形成碗口3的下部；所述碗口上部的底面到碗口下部的底面呈梯形过渡。
本实施例使碗口3能更牢固地与中间包上水口连接，不易脱落。
实施例7
如图2所示，本实施例的一种含尖晶石料碗口的生产方法，包括以下步骤：
步骤一：按照尖晶石料配方进行原料称量；
步骤二：将称量后的原料进行混合造粒；
步骤三：将步骤二中所述的颗粒填入碗口模具中，并将该模具中的原料振实；
步骤四：将填完料的碗口模具密封后压制为成型的碗口模具；
步骤五：烧制步骤四所述的成型的碗口模具，然后冷却出坯。
本实施例中的尖晶石材质，经过高压成型，通过高温烧成制度，使得该碗口抗钢水冲刷侵蚀的功能增强，延长水口寿命，对钢种的适应性更强。
实施例8
如图2所示，本实施例与实施例7基本相同，所述步骤二具体步骤如下：将称量好的原料全部加入混合造粒机中，然后加入热固性酚醛树脂结合剂，加入量为：重量百分比5％。
本实施例中热固性酚醛树脂结合剂具有很强的浸润能力，成型性能好，体积密度大，气孔率低；另外该结合剂尺寸稳定,耐热、阻燃，电绝缘性能好，耐酸性强。
实施例9
如图2所示，本实施例与实施例7基本相同，所述步骤二具体步骤如下：将称量好的原料全部加入混合造粒机中，然后加入热固性酚醛树脂结合剂，加入量为：重量百分比8％。
本实施例中热固性酚醛树脂结合剂具有很强的浸润能力，成型性能好，体积密度大，气孔率低；另外该结合剂尺寸稳定,耐热、阻燃，电绝缘性能好，耐酸性强。
实施例10
如图2所示，本实施例与实施例7基本相同，所述步骤二具体步骤如下：将称量好的原料全部加入混合造粒机中，然后加入热固性酚醛树脂结合剂，加入量为：重量百分比6％。
本实施例中热固性酚醛树脂结合剂具有很强的浸润能力，成型性能好，体积密度大，气孔率低；另外该结合剂尺寸稳定,耐热、阻燃，电绝缘性能好，耐酸性强。
实施例11
如图2所示，本实施例与实施例8～实施例10的任一实施例基本相同，通过混合造粒机造出2mm的细颗粒，然后等待颗粒干燥后再进行困料24小时。
本实施例通过混合造粒机造粒可以使颗粒一次成型，实现颗粒均匀性，使压制成型的材料更致密；另外困料24小时使颗粒在密闭的环境下发生复杂的化学变化，能提高材料的结合强度，成分更均匀。
实施例12
如图2所示，本实施例与实施例11基本相同，所述步骤四具体步骤如下：将填完料的碗口模具密封后吊入等静压缸中，在80Mpa压力下进行压制，使模具一次成型，并且保压10 分钟。
本实施例中等静压缸中各个方向上受到的压力是均匀的和大小一致的，避免成型后的碗口在使用过程中产生裂纹；同时，模具可以一次成型，避免进入第二道成型工序，缩短时间，提高效率；另外压制压力从原来的40Mpa提高到现在的80Mpa的情况下，可以使保压时间由原来的30～50分钟缩短到现在的10分钟，大大提高了生产效率。
实施例13
如图2所示，本实施例与实施例11基本相同，所述步骤四具体步骤如下：将填完料的碗口模具密封后吊入等静压缸中，在120Mpa压力下进行压制，使模具一次成型，并且保压20 分钟。
本实施例中等静压缸中各个方向上受到的压力是均匀的和大小一致的，避免成型后的碗口在使用过程中产生裂纹；同时，模具可以一次成型，避免进入第二道成型工序，缩短时间，提高效率；另外压制压力从原来的80Mpa提高到现在的120Mpa的情况下，可以使保压时间由原来的30～50分钟缩短到现在的20分钟，大大提高了生产效率。
实施例14
如图2所示，本实施例与实施例11基本相同，所述步骤四具体步骤如下：将填完料的碗口模具密封后吊入等静压缸中，在100Mpa压力下进行压制，使模具一次成型，并且保压15 分钟。
本实施例中等静压缸中各个方向上受到的压力是均匀的和大小一致的，避免成型后的碗口在使用过程中产生裂纹；同时，模具可以一次成型，避免进入第二道成型工序，缩短时间，提高效率；另外压制压力从原来的40Mpa～80Mpa提高到现在的100Mpa的情况下，可以使保压时间由原来的30～50分钟缩短到现在的15分钟，大大提高了生产效率。
实施例15
如图2所示，本实施例与实施例12～实施例14的任一实施例基本相同，所述步骤五具体步骤如下：将完成保压的碗口模具放入梭式窑中，在1100℃中密闭烧成，烧成时间20小时小时，然后冷却出坯。
本实施例中烧成温度由原来的1200℃降低到1100℃，节约了能源，降低了成本；同时烧成时间由原来的40～60小时缩短到20小时，减少了时间，提高了生产效率。
实施例16
如图2所示，本实施例与实施例12～实施例14的任一实施例基本相同，所述步骤五具体步骤如下：将完成保压的碗口模具放入梭式窑中，在1300℃中密闭烧成，烧成时间40小时，然后冷却出坯。
本实施例中烧成温度由原来的1400℃降低到1300℃，节约了能源，降低了成本；同时烧成时间由原来的60小时缩短到40小时，减少了时间，提高了生产效率。
实施例17
如图2所示，本实施例与实施例12～实施例14的任一实施例基本相同，所述步骤五具体步骤如下：将完成保压的碗口模具放入梭式窑中，在1200℃中密闭烧成，烧成时间30小时，然后冷却出坯。
本实施例中烧成温度由原来的1400℃降低到1200℃，节约了能源，降低了成本；同时烧成时间由原来的40～60小时缩短到30小时，减少了时间，提高了生产效率。
实施例18
如图1和图2所示，本实施例的一种含尖晶石料碗口的中间包上水口，包括内壁1、外壁2和碗口3；所述碗口3内侧底部镶嵌在内壁1的顶部和外壁2内侧的顶部上，碗口3外侧底部镶嵌在外壁2外侧的顶部上，所述碗口3内侧底部与外侧底部呈梯形过渡；所述内壁 1为中空的圆柱体内腔，内壁1的底部延伸至中间包上水口底部；所述外壁2包裹在内壁1 的外部；所述碗口3内部为空心结构，碗口3内侧的上部自上而下开口逐渐减小，并呈圆弧形过渡；所述碗口3的材质为铝镁尖晶石。
本实施例采用将设置独立的尖晶石质碗口，并且将内壁使用与碗口相同的铝镁尖晶石材料，因为尖晶石料熔点高，热膨胀系数低，对钢液呈现化学惰性，有良好的抗热冲击性能和力学性能，有很好的抗剥落性能，在与铝碳材料有同样的抗热震性的情况下，具有比铝碳材料更低的导热系数，能有效的防止钢水温度的降低，同时尖晶石材料保证了材料表面的光滑性，具有抑制氧化铝附着的优良特性。所以尖晶石质上水口具有材质防堵和抗钢水冲刷侵蚀的功能，使得上水口不易堵塞，并对渣线的锆碳料起保护作用，延长了产品的使用寿命。
实施例19
如图1和图2所示，本实施例与实施例18基本相同，所述内壁1的材质与碗口3的材质相同，所述外壁的材料为铝碳材料，该铝碳材料由铝、碳和金属硅粉组成，其中铝为棕刚玉，含量50％，碳为石墨，含量为35％，金属硅粉，含量15％。；所述外壁2上部呈圆柱体，外壁2底部向外延伸形成圆台底座，外壁2上部与圆台底座呈直角过渡。
本实施例中铝碳料外壁耐火度高，化学稳定性良好，耐侵蚀，也延长了水口的使用寿命。
实施例20
如图1和图2所示，本实施例与实施例18基本相同，所述内壁1的材质与碗口3的材质相同，所述外壁的材料为铝碳材料，该铝碳材料由铝、碳和金属硅粉组成，其中铝为棕刚玉，含量80％，碳为石墨，含量为15％，金属硅粉，含量5％。；所述外壁2上部呈圆柱体，外壁2底部向外延伸形成圆台底座，外壁2上部与圆台底座呈直角过渡。
本实施例中铝碳料外壁耐火度高，化学稳定性良好，耐侵蚀，也延长了水口的使用寿命。
实施例21
如图1和图2所示，本实施例与实施例18基本相同，所述内壁1的材质与碗口3的材质相同，所述外壁的材料为铝碳材料，该铝碳材料由铝、碳和金属硅粉组成，其中铝为棕刚玉，含量74％，碳为石墨，含量为25％，金属硅粉，含量1％。；所述外壁2上部呈圆柱体，外壁2底部向外延伸形成圆台底座，外壁2上部与圆台底座呈直角过渡。
本实施例中铝碳料外壁耐火度高，化学稳定性良好，耐侵蚀，也延长了水口的使用寿命。
实施例22
如图1和图2所示，本实施例与实施例18基本相同，所述内壁1的材质与碗口3的材质相同，所述外壁的材料为铝碳材料，该铝碳材料由铝、碳和金属硅粉组成，其中铝为棕刚玉，含量67％，碳为石墨，含量为25％，金属硅粉，含量7％。；所述外壁2上部呈圆柱体，外壁2底部向外延伸形成圆台底座，外壁2上部与圆台底座呈直角过渡。
本实施例中铝碳料外壁耐火度高，化学稳定性良好，耐侵蚀，也延长了水口的使用寿命。
实施例23
如图1，本实施例与实施例19～实施例22的任一实施例基本相同，基本相同，所述外壁 2底部连接有过渡层4。
本实施例中过渡层材质为上下两接触面材料混合均匀的物料，过渡层起过渡作用，避免内壁和外壁直接接触后再高温的作用下产生裂纹，使内壁和外壁能较好的结合。
实施例24
如图1，本实施例与实施例23基本相同，所述过渡层4下部设置有滑板面5，该过渡层 4材质为外壁2和滑板面5混合均匀的物料，其混料比例为1:1；所述过渡层4和滑板面5均围绕内壁1形成圆环状结构。
本实施例中滑板面强度较高，摩擦损伤较小，抗高温侵蚀；另外该滑板面安装后与中间包间的缝隙较小，钢水不易渗漏。
实施例25
如图1，本实施例与实施例24基本相同，滑板面5底部开设有透气槽6，透气槽6为圆环，其圆心与滑板面5底部圆心相同。
本实施例中透气槽与中间包连接后通入氩气，形成密封圈，较少钢水溢出，优化钢水质量，同时也起到保温作用。
实施例26
如图1，本实施例与实施例25基本相同，所述滑板面的材质为铝碳材料，该铝碳材料由铝、碳和抗氧化剂组成，其中铝主要为板状刚玉，含量为80％，碳为石墨，含量为10％，抗氧化剂为金属硅粉，含量为10％。
本实施例中滑板面强度较高，摩擦损伤较小，抗高温侵蚀；另外该滑板面安装后与中间包间的缝隙较小，钢水不易渗漏。
实施例27
如图1，本实施例与实施例25基本相同，所述滑板面的材质为铝碳材料，该铝碳材料由铝、碳和抗氧化剂组成，其中铝主要为板状刚玉，含量为65％，碳为石墨，含量为20％，抗氧化剂为金属硅粉，含量为15％。
本实施例中滑板面强度较高，摩擦损伤较小，抗高温侵蚀；另外该滑板面安装后与中间包间的缝隙较小，钢水不易渗漏。
实施例28
如图1，本实施例与实施例25基本相同，所述滑板面的材质为铝碳材料，该铝碳材料由铝、碳和抗氧化剂组成，其中铝主要为板状刚玉，含量为79％，碳为石墨，含量为20％，抗氧化剂为金属硅粉，含量为1％。
本实施例中滑板面强度较高，摩擦损伤较小，抗高温侵蚀；另外该滑板面安装后与中间包间的缝隙较小，钢水不易渗漏。
实施例29
如图1，本实施例与实施例25基本相同，所述滑板面的材质为铝碳材料，该铝碳材料由铝、碳和抗氧化剂组成，其中铝主要为板状刚玉，含量为77％，碳为石墨，含量为15％，抗氧化剂为金属硅粉，含量为8％。
本实施例中滑板面强度较高，摩擦损伤较小，抗高温侵蚀；另外该滑板面安装后与中间包间的缝隙较小，钢水不易渗漏。
实施例30
如图1和图2所示，本实施例的一种含尖晶石料碗口的中间包上水口的生产方法，包括以下步骤：
步骤一：制作内壁1和外壁2；
步骤二：将碗口3与内壁1和外壁2进行连接形成中间包上水口毛坯；
步骤三：将毛坯进行加工处理、喷涂防氧化涂层后包装入库。
本实施例中经过高压成型的尖晶石内衬，通过高温烧成制度，使得该碗口3和内壁1整体抗钢水冲刷侵蚀的功能增强，延长水口寿命，对钢种的适应性更强。
实施例31
如图1和图2所示，本实施例与实施例30基本相同，所述步骤一具体步骤如下：
步骤1)：将内壁1的铝镁尖晶石料、外壁2的铝碳料、过渡层4的料和滑板面5的料进行依次称量；
步骤2)：将铝镁尖晶石料、铝碳料、过渡层4的料和滑板面5的料分别加入热固性酚醛树脂结合剂，加入量为：5％(重量百分比)，然后依次进行混合造粒；
步骤3)：将滑板面5的料、过渡层4的料、外壁2的铝碳料和内壁1的铝镁尖晶石料依次填入中间包水口模具中，并将该模具中的原料振实；
步骤4)：将填完料的中间包水口模具密封后压制成型的中间包水口模具；
步骤5)：烧制步骤4)所述的成型的中间包水口模具，然后冷却出坯。
本实施例将内壁1和外壁2的材料放入模具进行一次成型，改进了原来的先制成内壁1，再制成外壁2的过程，大大缩短了生产时间，提高了生产效率；同时使内壁1和外壁2能更好的结合，避免脱落和裂纹。
实施例32
如图1和图2所示，本实施例与实施例30基本相同，所述步骤一具体步骤如下：
步骤1)：将内壁1的铝镁尖晶石料、外壁2的铝碳料、过渡层4的料和滑板面5的料进行依次称量；
步骤2)：将铝镁尖晶石料、铝碳料、过渡层4的料和滑板面5的料分别加入热固性酚醛树脂结合剂，加入量为：8％(重量百分比)，然后依次进行混合造粒；
步骤3)：将滑板面5的料、过渡层4的料、外壁2的铝碳料和内壁1的铝镁尖晶石料依次填入中间包水口模具中，并将该模具中的原料振实；
步骤4)：将填完料的中间包水口模具密封后压制成型的中间包水口模具；
步骤5)：烧制步骤4)所述的成型的中间包水口模具，然后冷却出坯。
本实施例将内壁1和外壁2的材料放入模具进行一次成型，改进了原来的先制成内壁1，再制成外壁2的过程，大大缩短了生产时间，提高了生产效率；同时使内壁1和外壁2能更好的结合，避免脱落和裂纹。
实施例33
如图1和图2所示，本实施例与实施例30基本相同，与实施例28基本相同，所述步骤一具体步骤如下：
步骤1)：将内壁1的铝镁尖晶石料、外壁2的铝碳料、过渡层4的料和滑板面5的料进行依次称量；
步骤2)：将铝镁尖晶石料、铝碳料、过渡层4的料和滑板面5的料分别加入热固性酚醛树脂结合剂，加入量为：6％(重量百分比)，然后依次进行混合造粒；
步骤3)：将滑板面5的料、过渡层4的料、外壁2的铝碳料和内壁1的铝镁尖晶石料依次填入中间包水口模具中，并将该模具中的原料振实；
步骤4)：将填完料的中间包水口模具密封后压制成型的中间包水口模具；
步骤5)：烧制步骤4)所述的成型的中间包水口模具，然后冷却出坯。
本实施例将内壁1和外壁2的材料放入模具进行一次成型，改进了原来的先制成内壁1，再制成外壁2的过程，大大缩短了生产时间，提高了生产效率；同时使内壁1和外壁2能更好的结合，避免脱落和裂纹。
实施例34
如图1和图2所示，本实施例与实施例31～实施例33的任一实施例基本相同，通过混合造粒机造出细颗粒，然后等待颗粒干燥后再进行困料24小时。
本实施例通过混合造粒机造粒可以使颗粒一次成型，实现颗粒均匀性，使压制成型的材料更致密；另外困料24小时使颗粒在密闭的环境下发生复杂的化学变化，能提高材料的结合强度，成分更均匀。
实施例35
如图1和图2所示，本实施例与实施例34基本相同，所述步骤4)具体步骤如下：将填完料的中间包水口模具密封后吊入等静压缸中，在80Mpa压力下进行压制，使模具一次成型，并且保压10分钟。
本实施例中等静压缸中各个方向上受到的压力是均匀的和大小一致的，避免成型后的碗口在使用过程中产生裂纹；同时，模具可以一次成型，避免进入第二道成型工序，缩短时间，提高效率；另外压制压力从原来的40Mpa提高到现在的80Mpa的情况下，可以使保压时间由原来的30～50分钟缩短到现在的10分钟，大大提高了生产效率。
实施例36
如图1和图2所示，本实施例与实施例34基本相同，所述步骤4)具体步骤如下：将填完料的中间包水口模具密封后吊入等静压缸中，在120Mpa压力下进行压制，使模具一次成型，并且保压20分钟。
本实施例中等静压缸中各个方向上受到的压力是均匀的和大小一致的，避免成型后的碗口在使用过程中产生裂纹；同时，模具可以一次成型，避免进入第二道成型工序，缩短时间，提高效率；另外压制压力从原来的80Mpa提高到现在的120Mpa的情况下，可以使保压时间由原来的30～50分钟缩短到现在的20分钟，大大提高了生产效率。
实施例37
如图1和图2所示，本实施例与实施例34基本相同，所述步骤4)具体步骤如下：将填完料的中间包水口模具密封后吊入等静压缸中，在100Mpa压力下进行压制，使模具一次成型，并且保压15分钟。
本实施例中等静压缸中各个方向上受到的压力是均匀的和大小一致的，避免成型后的碗口在使用过程中产生裂纹；同时，模具可以一次成型，避免进入第二道成型工序，缩短时间，提高效率；另外压制压力从原来的40Mpa～80Mpa提高到现在的100Mpa的情况下，可以使保压时间由原来的30～50分钟缩短到现在的15分钟，大大提高了生产效率。
实施例38
如图1和图2所示，本实施例与实施例35～实施例37的任一实施例基本相同，本实施例的一种含尖晶石料碗口的中间包上水口的生产方法，所述步骤5)具体为：将完成保压的中间包水口模具放入梭式窑中，在1100℃中密闭烧成，烧成时间20小时。
本实施例中烧成温度由原来的1200℃降低到1100℃，节约了能源，降低了成本；同时烧成时间由原来的40～60小时缩短到20小时，减少了时间，提高了生产效率。
实施例39
如图1和图2所示，本实施例与实施例35～实施例37的任一实施例基本相同，本实施例的一种含尖晶石料碗口的中间包上水口的生产方法，所述步骤5)具体为：将完成保压的中间包水口模具放入梭式窑中，在1300℃中密闭烧成，烧成时间40小时。
本实施例中烧成温度由原来的1400℃降低到1300℃，节约了能源，降低了成本；同时烧成时间由原来的60小时缩短到40小时，减少了时间，提高了生产效率。
实施例40
如图1和图2所示，本实施例与实施例35～实施例37的任一实施例基本相同，本实施例的一种含尖晶石料碗口的中间包上水口的生产方法，所述步骤5)具体为：将完成保压的中间包水口模具放入梭式窑中，在1200℃中密闭烧成，烧成时间30小时。
本实施例中烧成温度由原来的1400℃降低到1200℃，节约了能源，降低了成本；同时烧成时间由原来的40～60小时缩短到30小时，减少了时间，提高了生产效率。
实施例41
如图1和图2所示，本实施例与实施例38～实施例40的任一实施例基本相同，所述碗口与外壁和内壁之间的连接材料为耐火泥，连接后保温在80℃的环境下进行干燥，干燥时间10 小时。
本实施例中耐火泥可塑性好，施工方便；粘结强度大，抗蚀能力强；耐火度较高；抗渣侵性好；热剥落性好。
实施例42
如图1和图2所示，本实施例与实施例38～实施例40的任一实施例基本相同，所述步骤二具体步骤如下：所述碗口与外壁和内壁之间的连接材料为耐火泥，连接后保温在80℃的环境下进行干燥，干燥时间12小时。
本实施例中耐火泥可塑性好，施工方便；粘结强度大，抗蚀能力强；耐火度较高；抗渣侵性好；热剥落性好。
实施例43
如图1和图2所示，本实施例与实施例38～实施例40的任一实施例基本相同，所述步骤二具体步骤如下：所述碗口3与外壁和内壁之间的连接材料为耐火泥，连接后保温在80℃的环境下进行干燥，干燥时间11小时。
本实施例中耐火泥可塑性好，施工方便；粘结强度大，抗蚀能力强；耐火度较高；抗渣侵性好；热剥落性好。
以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种中间包上水口用尖晶石料，其特征在于：包括以下材料，其重量百分比为：
2.基于权利要求1所述的一种含尖晶石料的碗口，其特征在于：包括碗口(3)上部和碗口(3)下部，碗口(3)内部为空心结构，碗口(3)上部的内侧自上而下开口逐渐减小，并呈圆弧过渡；所述碗口(3)下部连接在碗口(3)上部的底面。
3.根据权利要求2所述的一种含尖晶石料的碗口，其特征在于：所述圆环内侧向下延伸，且半径围绕着碗口中心轴逐渐减小，形成碗口(3)的下部。
4.根据权利要求3所述的一种含尖晶石料的碗口，其特征在于：所述碗口(3)上部的底面到碗口(3)下部的底面呈梯形过渡。
5.基于权利要求2至4任一项所述的一种含尖晶石料碗口的生产方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：按照尖晶石料配方进行原料称量；
步骤二：将称量后的原料进行混合造粒；
步骤三：将步骤二中所述的颗粒填入碗口模具中，并将该模具中的原料振实；
步骤四：将填完料的碗口模具密封后压制为成型的碗口模具；
步骤五：烧制步骤四所述成型的碗口模具，然后冷却出坯。
6.根据权利要求5所述的一种含尖晶石料碗口的生产方法，其特征在于：步骤四具体步骤如下：将填完料的碗口模具密封后吊入等静压缸中，在80Mpa～120Mpa压力下进行压制，使模具一次成型，并且保压10～20分钟。
7.根据权利要求6所述的一种含尖晶石料碗口的生产方法，其特征在于：步骤五具体步骤如下：将完成保压的碗口模具放入梭式窑中，在1100℃～1300℃中密闭烧成，烧成时间20小时～40小时，然后冷却出坯。
8.基于权利要求5至7任一项所述的一种含尖晶石料碗口的中间包上水口，其特征在于：包括内壁(1)、外壁(2)和碗口(3)；所述碗口(3)内侧底部镶嵌在内壁(1)的顶部和外壁(2)内侧的顶部上，碗口(3)外侧底部镶嵌在外壁(2)外侧的顶部上，所述碗口(3)内侧底部与外侧底部呈梯形过渡；所述内壁(1)为中空的圆柱体内腔，内壁(1)的底部延伸至中间包上水口底部；所述外壁(2)包裹在内壁(1)的外部。
9.基于权利要求8所述的一种含尖晶石料碗口的中间包上水口的生产方法，包括以下步骤：
步骤一：制作内壁(1)和外壁(2)；
步骤二：将碗口(3)与内壁(1)和外壁(2)进行连接形成中间包上水口毛坯；
步骤三：将毛坯进行加工处理、喷涂防氧化涂层后包装入库。
10.根据权利要求9所述的一种含尖晶石料碗口的中间包上水口的生产方法，其特征在于：所述步骤一具体步骤如下：
步骤1)：将内壁(1)的铝镁尖晶石料、外壁(2)的铝碳料、过渡层(4)的料和滑板面(5)的料进行依次称量；
步骤2)：将铝镁尖晶石料、铝碳料、过渡层(4)的料和滑板面(5)的料分别加入热固性酚醛树脂结合剂，加入的重量百分比为：5～8％，然后依次进行混合造粒；
步骤3)：将滑板面(5)的料、过渡层(4)的料、外壁(2)的铝碳料和内壁(1)的铝镁尖晶石料依次填入中间包水口模具中，并将该模具中的原料振实；
步骤4)：将填完料的中间包水口模具密封后压制成型的中间包水口模具；
步骤5)：烧制步骤4)所述的成型的中间包水口模具，然后冷却出坯。
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