CN113277861A - 一种用于浸入式水口的耐火材料及其用途 - Google Patents

一种用于浸入式水口的耐火材料及其用途 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种用于浸入式水口的耐火材料及其用途，涉及浸入式水口技术领域。该用于浸入式水口的耐火材料包括水口本体以及复合在水口本体内层的抗堵塞复合层，所述抗堵塞复合层包括以下重量份的原料：硅酸钙20‑30份、硅酸锆粉10‑20份、六铝酸钙15‑25份、铝镁尖晶石8‑12份、磷酸盐玻璃6‑8份、碳化硅4‑6份、酚醛树脂2‑4份。本发明，通过在水口本体内层复合抗堵塞复合层，由于抗堵塞复合层采用多种复合材料制备而成，从而提高了浸入式水口的耐压强度、抗折强度、抗氧化性能、抗热震性能以及抗冲刷性能，连铸过程中钢水夹杂物少，水口内壁不易出现堵塞的情况，从而提高了连铸坯质量。

Description

一种用于浸入式水口的耐火材料及其用途
技术领域
本发明涉及浸入式水口技术领域，具体为一种用于浸入式水口的耐火材料及其用途。
背景技术
浸入式水口是连续铸钢设备中安装在中间罐底部并插入结晶器钢液面以下的浇注用耐火套管。浸入式水口的主要功能是防止中间罐注流的二次氧化和钢水飞溅、卷渣，浸入式水口制作工艺流程为：各种原材料经过混炼，成为混合均匀的复合粉体，经等静压成型，成为所要求形状的生坯，经高温烧结制成具有一定强度的制品，再经整形，加工成所需尺寸，最后经探伤检查后，包装出厂。
水口侧孔部分的预热时间过长，使该部分氧化脱碳，造成其组织结构疏松，性能下降，抗钢水冲击和扰动的能力降低，在使用中极易断裂，并且在连铸浇注过程水口中孔、侧孔内极易附着沉积高温氧化铝等结瘤导致内孔堵塞，严重影响了连铸作业的持续进行，增加了企业的生产成本。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于浸入式水口的耐火材料及其用途，解决了现有技术中耐火材料抗钢水冲击和扰动的能力降低、连铸浇注过程水口中孔和侧孔易于产生氧化物结瘤而导致堵塞的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种用于浸入式水口的耐火材料，所述浸入式水口包括水口本体以及复合在水口本体内层的抗堵塞复合层，所述抗堵塞复合层包括以下重量份的原料：硅酸钙20-30份、硅酸锆粉10-20份、六铝酸钙15-25份、铝镁尖晶石8-12份、磷酸盐玻璃6-8份、碳化硅4-6份、酚醛树脂2-4份。
优选的，所述抗堵塞复合层包括以下重量份的原料：硅酸钙20份、硅酸锆粉10份、六铝酸钙15份、铝镁尖晶石8份、磷酸盐玻璃6份、碳化硅4份、酚醛树脂2份。
优选的，所述抗堵塞复合层包括以下重量份的原料：硅酸钙25份、硅酸锆粉15份、六铝酸钙20份、铝镁尖晶石10份、磷酸盐玻璃7份、碳化硅5份、酚醛树脂3份。
优选的，所述抗堵塞复合层包括以下重量份的原料：硅酸钙30份、硅酸锆粉20份、六铝酸钙25份、铝镁尖晶石12份、磷酸盐玻璃8份、碳化硅6份、酚醛树脂4份。
优选的，所述浸入式水口包括以下制备步骤：
S1、按照重量份称取硅酸钙、硅酸锆粉、六铝酸钙、铝镁尖晶石、磷酸盐玻璃、碳化硅、酚醛树脂；
S2、将上述物料混匀后进行破碎处理，然后对混合物料进行研磨处理；
S3、将上述物料利用湿法喷涂到水口本体的内壁上；
S4、将上述水口进行烧结处理，即得浸入式水口。
优选的，所述烧结处理温度为1050-1150℃，烧结处理时间为30-60min。
(三)有益效果
本发明提供了一种用于浸入式水口的耐火材料及其用途。具备以下有益效果：
本发明通过在水口本体内层复合抗堵塞复合层，由于抗堵塞复合层采用多种复合材料制备而成，从而提高了浸入式水口的耐压强度、抗折强度、抗氧化性能、抗热震性能以及抗冲刷性能，减少连铸过程中高熔点氧化物聚集与沉积，水口内壁不易出现堵塞的情况，从而确保了连铸的长时间稳定进行；同时，浸入式水口不易出现断裂的情况。
具体实施方式
下面将结合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做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。
实施例一：
本发明实施例提供一种用于浸入式水口的耐火材料，浸入式水口包括水口本体以及复合在水口本体内层的抗堵塞复合层，抗堵塞复合层包括以下重量份的原料：硅酸钙20份、硅酸锆粉10份、六铝酸钙15份、铝镁尖晶石8份、磷酸盐玻璃6份、碳化硅4份、酚醛树脂2份。
硅酸钙由氧化钙和二氧化硅在高温下煅烧熔融而成，可以作为耐火材料中的重要组成部分，提高了材料的耐火性；
硅酸锆是在高温炉中于1100℃左右进行焙烧，硅酸锆本身具有良好的耐高温性能，在浸入式水口中添加可以提高耐火性；
六铝酸钙材料是一种新型的耐火材料，具有诸多优异的耐火性能，例如，自身导热系数低，化学性质稳定，因其特有的晶体结构和性质使其作为新型高温隔热材料得到重视；
镁铝尖晶石耐高温，热膨胀系数小，热稳定性好，抗渣性强，具有良好的抗侵蚀能力、抗磨蚀能力，热震稳定性好，是一种优质耐火原料；
磷酸盐玻璃对氢氟酸有一定的抵抗能力，具有透紫外线、低色散等特点，使得耐火材料具有良好的抗侵蚀能力；
碳化硅由于化学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小、耐磨性能好，碳化硅的硬度很大，莫氏硬度为9.5级，仅次于世界上最硬的金刚石(10级)，具有优良的导热性能，是一种半导体，高温时能抗氧化。
本发明中，浸入式水口包括以下制备步骤：
S1、按照重量份称取硅酸钙、硅酸锆粉、六铝酸钙、铝镁尖晶石、磷酸盐玻璃、碳化硅、酚醛树脂；
S2、将上述物料混匀后进行破碎处理，然后对混合物料进行研磨处理；
S3、将上述物料利用湿法喷涂到水口本体的内壁上；
S4、将上述水口本体进行烧结处理，烧结处理温度为1050-1150℃，烧结处理时间为30-60min，即得浸入式水口。
实施例二：
本发明实施例提供一种用于浸入式水口的耐火材料，浸入式水口包括水口本体以及水口本体内层复合的抗堵塞复合层组成，抗堵塞复合层包括以下重量份的原料：硅酸钙25份、硅酸锆粉15份、六铝酸钙20份、铝镁尖晶石10份、磷酸盐玻璃7份、碳化硅5份、酚醛树脂3份。
本发明中，浸入式水口包括以下制备步骤：
S1、按照重量份称取硅酸钙、硅酸锆粉、六铝酸钙、铝镁尖晶石、磷酸盐玻璃、碳化硅、酚醛树脂；
S2、将上述物料混匀后进行破碎处理，然后对混合物料进行研磨处理；
S3、将上述物料利用湿法喷涂到水口本体的内壁上；
S4、将上述水口本体进行烧结处理，烧结处理温度为1050-1150℃，烧结处理时间为30-60min，即得浸入式水口。
实施例三：
本发明实施例提供一种用于浸入式水口的耐火材料，浸入式水口包括水口本体以及水口本体内层复合的抗堵塞复合层组成，抗堵塞复合层包括以下重量份的原料：硅酸钙30份、硅酸锆粉20份、六铝酸钙25份、铝镁尖晶石12份、磷酸盐玻璃8份、碳化硅6份、酚醛树脂4份。
本发明中，浸入式水口包括以下制备步骤：
S1、按照重量份称取硅酸钙、硅酸锆粉、六铝酸钙、铝镁尖晶石、磷酸盐玻璃、碳化硅、酚醛树脂；
S2、将上述物料混匀后进行破碎处理，然后对混合物料进行研磨处理；
S3、将上述物料利用湿法喷喷涂到水口本体的内壁上；
S4、将上述水口本体进行烧结处理，烧结处理温度为1050-1150℃，烧结处理时间为30-60min，即得浸入式水口。
本发明中，对制备的耐火材料进行测试，测试耐火材料的耐压强度、抗折强度、抗氧化性能、抗热震性能以及抗冲刷性能，与现有技术中的耐火材料进行对比(对比例)，其结果如下表1所示：
Figure BDA0003070256270000051
表1
本发明，通过在水口本体内层复合抗堵塞复合层，由于抗堵塞复合层采用多种复合材料制备而成，从而提高了浸入式水口的耐压强度、抗折强度、抗氧化性能、抗热震性能以及抗冲刷性能，减少连铸过程中高熔点氧化物聚集与沉积，水口内壁不易出现堵塞的情况，从而确保了连铸的长时间稳定进行；同时，浸入式水口不易出现断裂的情况。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个引用结构”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种用于浸入式水口的耐火材料，其特征在于：所述浸入式水口包括水口本体以及复合在水口本体内层的抗堵塞复合层，所述抗堵塞复合层包括以下重量份的原料：硅酸钙20-30份、硅酸锆粉10-20份、六铝酸钙15-25份、铝镁尖晶石8-12份、磷酸盐玻璃6-8份、碳化硅4-6份、酚醛树脂2-4份。
2.根据权利要求1所述的一种用于浸入式水口的耐火材料，其特征在于：所述抗堵塞复合层包括以下重量份的原料：硅酸钙20份、硅酸锆粉10份、六铝酸钙15份、铝镁尖晶石8份、磷酸盐玻璃6份、碳化硅4份、酚醛树脂2份。
3.根据权利要求1所述的一种用于浸入式水口的耐火材料，其特征在于：所述抗堵塞复合层包括以下重量份的原料：硅酸钙25份、硅酸锆粉15份、六铝酸钙20份、铝镁尖晶石10份、磷酸盐玻璃7份、碳化硅5份、酚醛树脂3份。
4.根据权利要求1所述的一种用于浸入式水口的耐火材料，其特征在于：所述抗堵塞复合层包括以下重量份的原料：硅酸钙30份、硅酸锆粉20份、六铝酸钙25份、铝镁尖晶石12份、磷酸盐玻璃8份、碳化硅6份、酚醛树脂4份。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种用于浸入式水口的耐火材料，其特征在于：所述浸入式水口包括以下制备步骤：
S1、按照重量份称取硅酸钙、硅酸锆粉、六铝酸钙、铝镁尖晶石、磷酸盐玻璃、碳化硅、酚醛树脂；
S2、将上述物料混匀后进行破碎处理，然后对混合物料进行研磨处理；
S3、将上述物料利用湿法喷涂到水口本体的内壁上；
S4、将上述水口进行烧结处理，即得浸入式水口。
6.根据权利要求5所述的一种用于浸入式水口的耐火材料，其特征在于：所述烧结处理温度为1050-1150℃，烧结处理时间为30-60min。
7.根据权利要求1-6任一项所述的一种用于浸入式水口的耐火材料用于制造浸入式水口抗堵塞内衬的应用。
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