CN109422530A - 一种防止开浇断裂的长水口碗部 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种防止开浇断裂的长水口碗部，其由固体材料和液态酚醛树脂组成；所述固体材料包括如下重量百分比的组分：刚玉35～47％、石墨33～40％、石英7～15％、SiC 4～10％；所述液态酚醛树脂的质量为固体材料质量的8～12％。本发明还提供了其制备方法，以及具有所述长水口碗部的长水口。按照本发明设计的防止开浇断裂的长水口碗部，长水口的碗部开浇断裂得到了有效的控制。

Description

一种防止开浇断裂的长水口碗部
技术领域
本发明属于炼钢连铸用冶金辅料领域，具体涉及一种防止开浇断裂的长水口碗部。
背景技术
连铸长水口是钢水连续铸造过程中从大包开浇到中间包进行缓冲稳流的钢流通道，的一种人工合成的辅助材料。它是将含CaO、SiO2的原料、Al2O3，石墨以及抗渣线侵蚀的MgO及ZrO2按合适的比例进行配制。其中Al2O3是基本的耐火材料，具有高温下，强度高，CaO具有降低水口吐出孔结瘤物熔点的作用，石墨主要用来降低震动，MgO和ZrO2主要用来降低渣线位置对水口材料的侵蚀。
在连铸的过程中，需将中间包内的钢水连续稳定的注入结晶器内，在此过程中，长水口和铝碳塞棒相配合使用，当中间包开始浇铸的时候，将铝碳塞棒从长水口碗部拔出，使得钢水从长水口碗部和铝碳塞棒之间流入长水口，铝碳塞棒需要不停的上升、下降，以调节其和长水口碗部之间的间隙，进而调整进入钢水的流量，在这个过程中铝碳塞棒和长水口碗部之间会有很大的冲刷力(由钢水造成的，间隙越小，冲刷力越大)，而现有长水口碗部材质稳定性差，已发生断裂。
目前，在宝钢股份一炼钢分厂厚板连铸中，开浇次数很多。在开浇时，经常发生长水口碗部开浇断裂的事故，给生产带来的极大的安全隐患。
发明内容
本发明的目的是通过研究造成碗部开浇断裂的原因，重新设定长水口各个部分的材料组分，达到安全稳定生产的目的。
一种防止开浇断裂的长水口碗部，由固体材料和液态酚醛树脂组成；所述固体材料包括如下重量百分比的组分：刚玉35～47％、石墨33～40％、石英7～15％、SiC 4～10％；所述液态酚醛树脂的质量为固体材料质量的8～12％。
优选地，所述防止开浇断裂的长水口碗部，由固体材料和液态酚醛树脂组成；所述固体材料包括如下重量百分比的组分：刚玉44％、石墨37％、石英13％、SiC 6％；所述液态酚醛树脂的质量为固体材料质量的10％。
其中，刚玉是由Al2O3组成的矿石原料；石英是由SiO2组成的矿石原料，SiC是金刚砂的主要化学成分，因此也可以直接将材料中的刚玉替换为Al2O3，将石英替换为SiO2，将SiC替换为金刚砂。
本发明还提供了所述防止开浇断裂的长水口碗部的制备方法，其步骤为：将固体材料研磨，过200目筛，混合均匀，加入液态酚醛树脂，搅拌混合均匀，然后放入模具中利用压机压制成型，干燥。
液态酚醛树脂起到粘合剂的作用。
本发明还提供了一种具有上述水口碗部的长水口，其包括长水口本体及前述防止开浇断裂的长水口碗部。
长水口本体的材料和制备方法，与现有技术中的常规方案相同，现有技术中的长水口本体的材料包括固体材料与液态酚醛树脂；其中，固体材料一般包括如下重量百分比的组分：刚玉60～70％、石墨23～27％、石英7～13％；所述液态酚醛树脂的质量为固体材料质量的8～12％。
本发明针对长水口碗部的作用和性质，对其材料组成进行了改进，使用与长水口本体不同的材料作为碗部材料，起到防止开浇断裂的作用。
长水口碗部主要发生断裂的原因，长水口烘烤后，在于在使用中，线膨胀过大，所以在碗部位置应该进行降低线膨胀材料，以及增加线膨胀低的材料，且能够满足强度的要求。
在开浇初期，由于高速钢流的冲击下，极大的机械应力，这个应力要迅速消除，否则当应力达到碗部的屈服强度后，必然断裂。
根据以上原则，本发明的长水口碗部相较于长水口本体，增加了C的含量，降低Al2O3的含量，提高SiO2的含量。
其中，C也就是石墨，主要目的是为了提高开浇时期，钢水的热振性，减少机械应力在水口碗部的叠加。由于Al2O3的高温强度较好，但是线膨胀过大，所以在增加C的同时，减少Al2O3这种线膨胀过大的材料成为必然。另外，还要增加高温强度较好的材料，如SiO2，即石英，其有着较低的线膨胀系数，开浇后，膨胀较小，造成热应力较小。另外碗部加入部分碳化硅，碳化硅的热膨胀系数为刚玉的一半，在水口烘烤过程中，碳化硅可以起到抗氧化性的作用。部分组分的线膨胀系数即熔点如下表：
线膨胀系数(×10<sup>-6</sup>，1200℃) 熔点(℃)
SiO<sub>2</sub>(石英) 0.53 1700
Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>(刚玉) 9.0 2045
C(石墨) 1.2 3650
SiC(碳化硅) 4.8 2760
有益效果
按照本发明设计的防止开浇断裂的长水口碗部，长水口的碗部开浇断裂得到了有效的控制，取得了非常明显的效果。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明专利的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1
一种防止开浇断裂的长水口碗部，由固体材料和液态酚醛树脂组成；所述固体材料包括如下重量百分比的组分：刚玉44％、石墨37％、石英13％、SiC 6％；所述液态酚醛树脂的质量为固体材料质量的10％。
所述防止开浇断裂的长水口碗部的制备方法，其步骤为：将固体材料研磨，过200目筛，混合均匀，加入液态酚醛树脂，搅拌混合均匀，然后放入模具中利用压机压制成型，干燥。
一种具有上述水口碗部的长水口，其包括长水口本体及前述的防止开浇断裂的长水口碗部。
长水口本体的材料和制备方法，与现有技术中的常规方案相同，
长水口本体的材料包括固体材料与液态酚醛树脂；其中，固体材料包括如下重量百分比的组分：刚玉65％、石墨25％、石英10％；所述液态酚醛树脂的质量为固体材料质量的10％。长水口本体及水口碗部的烧制工艺与现有技术中一样。
实施例2
一种防止开浇断裂的长水口碗部，由固体材料和液态酚醛树脂组成；所述固体材料包括如下重量百分比的组分：刚玉45％、石墨36％、石英13％、SiC 6％；所述液态酚醛树脂的质量为固体材料质量的10％。
所述防止开浇断裂的长水口碗部的制备方法，其步骤为：将固体材料研磨，过200目筛，混合均匀，加入液态酚醛树脂，搅拌混合均匀，然后放入模具中利用压机压制成型，干燥。
一种具有上述水口碗部的长水口，其包括长水口本体及前述的防止开浇断裂的长水口碗部。
长水口本体的材料和制备方法，与现有技术中的常规方案相同，
长水口本体的材料包括固体材料与液态酚醛树脂；其中，固体材料包括如下重量百分比的组分：刚玉65％、石墨25％、石英10％；所述液态酚醛树脂的质量为固体材料质量的10％。长水口本体及水口碗部的烧制工艺与现有技术中一样。
实施例3
一种防止开浇断裂的长水口碗部，由固体材料和液态酚醛树脂组成；所述固体材料包括如下重量百分比的组分：刚玉35％、石墨40％、石英15％、SiC 10％；所述液态酚醛树脂的质量为固体材料质量的10％。
所述防止开浇断裂的长水口碗部的制备方法，其步骤为：将固体材料研磨，过200目筛，混合均匀，加入液态酚醛树脂，搅拌混合均匀，然后放入模具中利用压机压制成型，干燥。
一种具有上述水口碗部的长水口，其包括长水口本体及前述的防止开浇断裂的长水口碗部。
长水口本体的材料和制备方法，与现有技术中的常规方案相同，
长水口本体的材料包括固体材料与液态酚醛树脂；其中，固体材料包括如下重量百分比的组分：刚玉65％、石墨25％、石英10％；所述液态酚醛树脂的质量为固体材料质量的10％。长水口本体及水口碗部的烧制工艺与现有技术中一样。
测试例
对本发明实施例1-3得到的长水口的性能进行测试，测试方法为：将其加热到1200℃，然后搭载到碗部台阶上，使用拉力计进行损伤测试。
同时使用现有技术中的一种长水口作为对比例，该长水口的碗部与长水口本体材料一样，所述材料包括固体材料与液态酚醛树脂；其中，固体材料包括如下重量百分比的组分：刚玉65％、石墨25％、石英10％；所述液态酚醛树脂的质量为固体材料质量的10％。对比例的长水口的制备与实施例的长水口的制备工艺相同。
测试结果显示，本发明实施例1得到的长水口的抗拉强度为56MPa，实施例1得到的长水口的抗拉强度为50MPa，实施例1得到的长水口的抗拉强度为52MPa；对比例得到的长水口的抗拉强度为30MPa。
当然，本技术领域内的一般技术人员应当认识到，上述实施例仅是用来说明本发明，而非用作对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对上述实施例的变换、变形都将落在本发明权利要求的范围内。

Claims (5)

1.一种防止开浇断裂的长水口碗部，其特征在于：由固体材料和液态酚醛树脂组成；所述固体材料包括如下重量百分比的组分：刚玉35～47％、石墨33～40％、石英7～15％、SiC4～10％；所述液态酚醛树脂的质量为固体材料质量的8～12％。
2.根据权利要求1所述的防止开浇断裂的长水口碗部，其特征在于：由固体材料和液态酚醛树脂组成；所述固体材料包括如下重量百分比的组分：刚玉44％、石墨37％、石英13％、SiC 6％；所述液态酚醛树脂的质量为固体材料质量的10％。
3.权利要求1或2所述的防止开浇断裂的长水口碗部的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将固体材料研磨，过200目筛，混合均匀，加入液态酚醛树脂，搅拌混合均匀，然后放入模具中利用压机压制成型，干燥。
4.一种长水口，其特征在于：包括长水口本体及权利要求1或2所述的防止开浇断裂的长水口碗部。
5.根据权利要求4所述的长水口，其特征在于：所述长水口本体的材料包括固体材料与液态酚醛树脂；其中，固体材料包括如下重量百分比的组分：刚玉60～70％、石墨23～27％、石英7～13％；所述液态酚醛树脂的质量为固体材料质量的8～12％。
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