CN113666760B - 一种用于密封浸入式水口滑动面的装置及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于密封浸入式水口滑动面的装置，所述浸入式水口滑动面上设置有环形密封槽，所述环形密封槽上设置有密封结构，所述密封结构包括铝矾土、电熔刚玉、沥青球、石墨、蛭石、结合剂及微粉，其配比重量百分比为：铝矾土35％～45％，电熔刚玉15％～25％，沥青球10％～20％，石墨≤10％，蛭石10％～20％，结合剂5％～10％，微粉3％～8％。本发明可以应用于不吹氩的板坯浸入式水口，且密封效果优于传统密封方式，节约氩气消耗，且还可延伸应用于长水口或者分体浸入式水口的密封。

Description

一种用于密封浸入式水口滑动面的装置及其制备方法
技术领域
本发明涉及氧化铝为基料的耐火材料领域，具体为一种用于密封浸入式水口滑动面的装置及其制备方法。
背景技术
浸入式水口是将中间包、结晶器二者连接的关键性耐火制品，是连铸工艺当中钢水的“通道”，对保护浇铸起着至关重要的作用。而随着钢铁冶金技术的不断发展，越老越多的钢铁企业开发出功能多样、成分特殊的品种钢、洁净钢。而浇铸这些钢的浸入式水口，常常要求具备特殊的功能。其中，在板坯连铸，尤其是大型宽厚板的连铸上，浸入式水口和中包水口间的密封要求，就是一项特殊的功能要求。目前传统密封方式是通过连铸机构的弹簧，使得浸入式水口板面和中包水口板面之间密封，并且通过板间吹氩槽进行正压吹氩，来实现密封的作用。然而，对于一些高品质要求的钢种来说，传统密封方式仍不能满足生产条件。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供以下的技术方案：
一种用于密封浸入式水口滑动面的装置，
所述浸入式水口滑动面上设置有环形密封槽，所述环形密封槽上设置有密封结构，所述密封结构包括铝矾土、电熔刚玉、沥青球、石墨、蛭石、结合剂及微粉，所述微粉为碳化硅、金属硅、碳化硼一种或两种以上组合使用；
其配比重量百分比为：铝矾土35％～45％，电熔刚玉15％～25％，沥青球10％～20％，石墨≤10％，蛭石10％～20％，结合剂5％～10％，微粉3％～8％。
优选的，所述铝矾土中的Al2O3含量≥80.0％，所述电熔刚玉中的Al2O3含量≥98.5％，所述沥青球中的C含量≥60.0％，所述石墨中的C含量≥98.0％，所述蛭石采用片状蛭石粉。
优选的，所述结合剂为热塑型和热固型混合酚醛树脂，混合比例为5:16，固定碳含量为40％～55％。
优选的，所述微粉为碳化硅，碳化硅中SiC含量≥95.0％，金属硅Si含量≥93％，碳化硼B含量≥70％。
优选的，所述密封结构内的组分颗粒级配比为：铝矾土1～0mm，电熔刚玉0.5～0.2mm，沥青球0.5～0.2mm，石墨≥50目，蛭石0.3～0mm，微粉≤0.075mm。
一种用于密封浸入式水口滑动面装置的制备方法，
所述方法用于制备所述密封结构，所述方法包括以下步骤：
S1：将铝矾土35％～45％，电熔刚玉15％～25％，沥青球10％～20％，石墨≤10％，蛭石10％～20％，微粉3％～8％，结合剂5％～10％，经过搅拌机进行造粒；
S2：再将S1步骤造粒生成的泥料干燥至挥发分为2％～3％，干燥后的泥料采用机压成型得到湿坯；
S3：将S2步骤的湿坯通过干燥箱进行固化，得到密封结构；
S4：将S3步骤生产的密封结构通过内火泥装配在浸入式水口滑动面的环形槽内，再次进入烘箱干燥，最后对浸入式水口滑动面进行研磨，完成浸入式水口的制造。
优选的，所述S2步骤中的成型压力设置为80～100Mpa。
优选的，所述S3步骤中的湿坯进入干燥箱固化，要求温度为150℃～200℃，时间为12小时～15小时。
优选的，所述S3步骤得到密封结构和所述浸入式水口滑动面的环形槽装配好以后，进入烘箱干燥，温度为120℃～150℃，时间≥8小时。
本发明有益效果
(1)本发明密封结构具有受热膨胀的功能，并且密封结构自身符合连铸用铝碳材料的特性，通过压机设备，可预成型为密封环，兼具抗氧化性能和强度，便于和浸入式水口铝碳材料有效结合。
(2)本发明通过开发设计浸入式水口滑动面上的环形密封槽，其尺寸完全覆盖中包水口的板间吹氩槽，在装配密封结构后，使用过程中，一旦受热，密封结构产生膨胀，提升板间密封，在中包水口不吹氩的情况下，也能保证密封效果，当然，中包水口进行吹氩，将作为双重保障，更利于密封，且提升板坯浸入式水口和中包水口板面间的密封性，防止因空气吸入钢水而导致的钢水品质波动。
(3)本发明可以应用于不吹氩的板坯浸入式水口，且密封效果优于传统密封方式，节约氩气消耗，且还可延伸应用于长水口或者分体浸入式水口的密封。
附图说明
图1为本发明结构剖视图。
图2为本发明结构俯视图。
附图标记说明：1-浸入式水口，2-密封结构。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例中的附图，对本发明的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
如图1-图2所示，本发明提供了一种用于密封浸入式水口滑动面的装置，
所述浸入式水口1滑动面上设置有环形密封槽，所述环形密封槽上设置有密封结构2，所述密封结构2包括铝矾土、电熔刚玉、沥青球、石墨、蛭石、结合剂及微粉，
其配比重量百分比为：铝矾土35％～45％，电熔刚玉15％～25％，沥青球10％～20％，石墨≤10％，蛭石10％～20％，结合剂5％～10％，微粉3％～8％，所述铝矾土中的Al2O3含量≥80.0％，所述电熔刚玉中的Al2O3含量≥98.5％，所述沥青球中的C含量≥60.0％，所述石墨中的C含量≥98.0％，所述蛭石采用片状蛭石粉，所述结合剂为热塑型和热固型混合酚醛树脂，混合比例为5:16，固定碳含量为40％～55％，所述微粉为碳化硅，所述SiC含量≥95.0％，金属硅Si含量≥93％，碳化硼B含量≥70％，一种或两种及其以上组合使用，所述密封结构2内的组分颗粒级配比为：铝矾土1～0mm，电熔刚玉0.5～0.2mm，沥青球0.5～0.2mm，石墨≥50目，蛭石0.3～0mm，微粉≤0.075mm，
由于铝碳基质的耐火材料属于脆性材料，一旦受热膨胀，热应力将急剧增加，将破坏自身的结构，出现开裂等现象，本发明的技术关键是在整个组分中引入高温塑性材料，用以削弱因膨胀导致的热应力，本发明中，各组分原料在本发明中的作用：
铝矾土和电熔刚玉具备较好的高温化学稳定性，在整个材料体系中作为耐磨损和骨料的作用；蛭石具备受热膨胀特性，片状蛭石的膨胀性可达到6倍以上，整个材料的膨胀特性由蛭石决定；球状沥青在高温条件下，是塑性较高的材料，同时能够起到密闭气孔、阻隔空气的作用；石墨具备极好的热震稳定性，同时热导率高，可以促使整个材料的受热均匀，防止局部受热形成开裂；微粉主要是金属硅、碳化硅、碳化硼等组合使用，作为材料的改性添加剂，提升其自身的抗氧化能力；混合型树脂是作为材料的结合剂使用，提升初坯和固化强度；
一种用于密封浸入式水口滑动面装置的制备方法，
所述方法用于制备所述密封结构2，所述方法包括以下步骤：
S1：将铝矾土35％～45％，刚玉15％～25％，沥青球10％～20％，石墨≤10％，蛭石10％～20％，微粉3％～8％，通过外加上述组分总重5％～10％的结合剂，经过搅拌机进行造粒；
S2：再将S1步骤造粒生成的泥料干燥至挥发分为2％～3％，干燥后的泥料采用机压成型得到湿坯，所述成型压力设置为80～100Mpa，其中挥发分指酚醛树脂在170℃下挥发出来的水、苯酚、甲醛类物质的质量百分数；
S3：将S2步骤的湿坯通过干燥箱进行固化，得到密封结构2；
S4：将S3步骤生产的密封结构2通过内火泥装配在浸入式水口1滑动面的环形槽内，再次进入烘箱干燥，最后对浸入式水口1滑动面进行研磨，完成浸入式水口1的制造；
所述S3步骤中的湿坯进入干燥箱固化，要求温度为150℃～200℃，时间为12小时～15小时，所述密封结构2和所述浸入式水口1滑动面的环形槽装配好以后，进入烘箱干燥，温度为120℃～150℃，时间≥8小时；
本发明通过开发设计浸入式水口1滑动面上的环形密封槽，其尺寸完全覆盖中包水口的板间吹氩槽，在装配密封结构2后，使用过程中，一旦受热，密封结构2产生膨胀，提升板间密封，在中包水口不吹氩的情况下，也能保证密封效果，当然，中包水口进行吹氩，将作为双重保障，更利于密封，且提升板坯浸入式水口1和中包水口板面间的密封性，防止因空气吸入钢水而导致的钢水品质波动。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于密封浸入式水口滑动面的装置，其特征在于，
所述浸入式水口滑动面上设置有环形密封槽，所述环形密封槽上设置有密封结构，所述密封结构包括铝矾土、电熔刚玉、沥青球、石墨、蛭石、结合剂及微粉，所述微粉为碳化硅、金属硅、碳化硼一种或两种以上组合使用；
其配比重量百分比为：铝矾土35%～45%，电熔刚玉15%～25%，沥青球10%～20%，石墨≤10%，蛭石10%～20%，结合剂5%～10%，微粉3%～8%；
所述铝矾土中的Al2O3含量≥80.0%，所述电熔刚玉中的Al2O3含量≥98.5%，所述沥青球中的C含量≥60.0%，所述石墨中的C含量≥98.0%，所述蛭石采用片状蛭石粉；
所述密封结构内的组分颗粒级配比为：铝矾土1～0mm，电熔刚玉0.5～0.2mm，沥青球0.5～0.2mm，石墨≥50目，蛭石0.3～0mm，微粉≤0.075mm。
2.根据权利要求1所述的一种用于密封浸入式水口滑动面的装置，其特征在于，
所述结合剂为热塑型和热固型混合酚醛树脂，混合比例为5:16，固定碳含量为40%～55%。
3.根据权利要求1所述的一种用于密封浸入式水口滑动面的装置，其特征在于，
所述碳化硅中SiC含量≥95.0%，金属硅Si含量≥93%，碳化硼B含量≥70%。
4.根据权利要求1至3任一项所述一种用于密封浸入式水口滑动面装置的制备方法，其特征在于，
所述方法用于制备所述密封结构，所述方法包括以下步骤：
S1：将铝矾土35%～45%，电熔刚玉15%～25%，沥青球10%～20%，石墨≤10%，蛭石10%～20%，微粉3%～8%，结合剂5%～10%，经过搅拌机进行造粒；
S2：再将S1步骤造粒生成的泥料干燥至挥发分为2%～3%，干燥后的泥料采用机压成型得到湿坯；
S3：将S2步骤的湿坯通过干燥箱进行固化，得到密封结构；
S4：将S3步骤生产的密封结构通过内火泥装配在浸入式水口滑动面的环形槽内，再次进入烘箱干燥，最后对浸入式水口滑动面进行研磨，完成浸入式水口的制造。
5.根据权利要求4所述的一种用于密封浸入式水口滑动面装置的制备方法，其特征在于，
所述S2步骤中的成型压力设置为80～100Mpa。
6.根据权利要求4所述的一种用于密封浸入式水口滑动面装置的制备方法，其特征在于，
所述S3步骤中的湿坯进入干燥箱固化，要求温度为150℃～200℃，时间为12小时～15小时。
7.根据权利要求4所述的一种用于密封浸入式水口滑动面装置的制备方法，其特征在于，
所述S3步骤得到密封结构和所述浸入式水口滑动面的环形槽装配好以后，进入烘箱干燥，温度为120℃～150℃，时间≥8小时。
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