一種連鑄用上水口的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種連鑄用上水口的制備方法，該上水口由內(nèi)外兩層組成，內(nèi)層由鈦酸鋁、氮化硅和氮化鋁組成；外層由多孔莫來(lái)石陶瓷顆粒、莫來(lái)石細(xì)粉、鋯莫來(lái)石細(xì)粉、Cr2O3細(xì)粉、粘土細(xì)粉-200目活性α氧化鋁微粉組成，所述制備方法包括如下步驟：1)混料：將內(nèi)層和外層原料按上述配比在攪拌機(jī)中分別混合攪拌均勻，然后造粒；2)成型：采用等靜壓工藝成型，將上口按內(nèi)層和外層壓制成型；3)燒成：將成型后的坯體烘干后在還原氣氛中經(jīng)1460-1500℃還原氣氛下或無(wú)氧環(huán)境燒結(jié)。該上水口使用壽命超過(guò)20小時(shí)，抗熱震性好，能有效地防止鋼水中氧化鋁在上水口內(nèi)腔粘附堆積，防止鋼流堵塞。
【專利說(shuō)明】一種連鑄用上水口的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋼鐵冶金耐火材料【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種連鑄用上水口的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代高速、高效連鑄技術(shù)及潔凈鋼冶煉技術(shù)的發(fā)展，進(jìn)一步提高現(xiàn)有連鑄用功能耐火材料的性能，開(kāi)發(fā)新型材質(zhì)，以滿足當(dāng)代連鑄技術(shù)的要求，是目前迫切需要解決的問(wèn)題。上水口是用于連續(xù)澆鑄使用的一次性耐火材料部件，安裝于鋼包或中間包底部，下面與浸入式水口相連接，上水口在使用過(guò)程中直接與鋼水接觸，因此提高中間包上水口的使用壽命要求其材質(zhì)要能夠承受鋼液中的Al、Fe、Mn或其氧化物等成分與材料中的SiO2反應(yīng)所生成低熔物的侵蝕和沖刷，要求具有良好的抗熱震性、抗剝落性能、抗侵蝕性能、耐磨性以及較高的機(jī)械強(qiáng)度。
[0003]在澆鑄鋁鎮(zhèn)靜鋼和含鈦及稀有元素的鋼種時(shí)，在中間包水口內(nèi)壁部位易產(chǎn)生Al2O3等夾雜物的附著堵塞，導(dǎo)致連鑄操作不穩(wěn)定及鑄坯非金屬夾雜，嚴(yán)重影響和限制了連鑄生產(chǎn)線效率的發(fā)揮和提高。對(duì)透氣防堵型水口來(lái)說(shuō)，是通過(guò)改變水口內(nèi)壁的材質(zhì)及配比，提高其內(nèi)壁材質(zhì)的氣孔率，以達(dá)到吹氬透氣防堵的目的，而內(nèi)壁材料氣孔率的提高勢(shì)必要降低其強(qiáng)度以及抗鋼水沖刷和侵蝕能力，從而造成其使用壽命的降低，甚至出現(xiàn)內(nèi)壁侵蝕穿孔等事故。
[0004]目前， 針對(duì)水口堵塞通過(guò)水口材料所采用的方法和措施如下:一、采用在水口界面上形成低熔點(diǎn)氧化物的水口材質(zhì)，使接觸到界面的氧化鋁顆粒與界面之間沒(méi)有吸引力作用，控制了氧化鋁的附著，但是此種方法容易造成水口抗鋼液沖刷能力降低；二、水口材料選擇一些與鋼液具有非浸潤(rùn)性的新材質(zhì)，利用它們良好的耐侵蝕性、與熔渣的不潤(rùn)濕性等特性可以有效地防止Al2O3的附著堵塞。
[0005]目前，國(guó)內(nèi)外上水口采用的材質(zhì)有鋁炭、氧化鋁-尖晶石-炭、熔融石英、莫來(lái)石質(zhì)、剛玉、高鋁等。采用熔融石英雖可不經(jīng)烘烤直接使用，但石英質(zhì)水口抗侵蝕性能差，不利于多爐連澆，而且又易使鋼水滲入非金屬夾雜，影響鋼水質(zhì)量；鋁炭質(zhì)或鋁炭鋯質(zhì)水口使用過(guò)程中易堵塞，影響正常生產(chǎn)；莫來(lái)石質(zhì)上水口抗侵蝕能力較差；剛玉、高鋁質(zhì)抗熱震性能較差，使用過(guò)程中容易剝落。
[0006]近年來(lái)，多爐連澆、高速澆注先進(jìn)鑄造工藝，對(duì)于中間包上水口的防止空氣吸入、防氧化鋁堵塞、抗熱沖擊剝落、耐侵蝕性、耐磨損性、高強(qiáng)度的機(jī)械性能等方面都提出了更高的要求，現(xiàn)有的技術(shù)產(chǎn)品都不能同時(shí)完全滿足上水口使用條件對(duì)材料的綜合性能要求，連鑄過(guò)程中使用壽命有限，難以滿足新的鑄造工藝要求，另外成型工藝比較復(fù)雜，制造成本較聞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提出一種連鑄用上水口的制備方法，該上水口具有抗熱沖擊性能良好等特點(diǎn)，而且還具有優(yōu)異的抗渣性、耐侵蝕性、耐堿和對(duì)多種金屬熔液及玻璃液不浸潤(rùn)的特性。
[0008]為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0009]一種連鑄用上水口的制備方法，該上水口由內(nèi)外兩層組成，內(nèi)層的原料以重量份計(jì)由下列原料組成:-200目鈦酸鋁76-80份，-200目氮化硅12-14份，-200目氮化鋁6_8份，酚醛樹(shù)脂4-6份；外層的原料以重量份計(jì)由下列原料組成:20-200目多孔莫來(lái)石陶瓷顆粒30-34份，-200目莫來(lái)石細(xì)粉42-46份、-200目鋯莫來(lái)石細(xì)粉6-8份、-200目Cr2O3細(xì)粉3-5份、-200目粘土細(xì)粉4-6份、-200目活性α氧化鋁微粉1-3份，硅溶膠3-5份，所述制備方法包括如下步驟:
[0010]I)混料:將內(nèi)層和外層原料按上述配比在攪拌機(jī)中分別混合攪拌均勻，然后造粒;
[0011]2)成型:采用等靜壓工藝成型，將上口按內(nèi)層和外層壓制成型；
[0012]3)燒成:將成型后的坯體烘干后在還原氣氛中經(jīng)1460-1500°C還原氣氛下或無(wú)氧環(huán)境燒結(jié)。
[0013]本發(fā)明具有如下有益效果:
[0014]I)本發(fā)明的上水口內(nèi)層以鈦酸鋁為主，鈦酸鋁材料熔點(diǎn)高(1860°C )，熱膨脹系數(shù)低，抗熱沖擊性能良好等特點(diǎn) ，而且還具有優(yōu)異的抗渣性、耐侵蝕性、耐堿和對(duì)多種金屬熔液及玻璃液不浸潤(rùn)的特性，配以適量的氮化硅和氮化鋁使得制備的上水口具有優(yōu)異的抗熱震性能以及良好的機(jī)械強(qiáng)度和硬度，并具有較高的強(qiáng)度。
[0015]2)本發(fā)明的上水口的外層通過(guò)材料組份的配比使得其具有較高的氣孔率、穩(wěn)定的透氣性、均勻的透氣度、高的強(qiáng)度、很好的熱震穩(wěn)定性和抗介質(zhì)侵蝕能力。
[0016]3)內(nèi)層和外層的配合使得該水口的使用壽命超過(guò)20小時(shí)，抗熱震性好，預(yù)熱及澆注過(guò)程中無(wú)微裂紋，使用后無(wú)冷態(tài)裂紋；鈦酸鋁內(nèi)層抗渣侵蝕能力增強(qiáng)，能有效地防止鋼水中氧化鋁及其它雜質(zhì)在上水口內(nèi)腔粘附堆積，從而杜絕因孔徑縮小而導(dǎo)致的鋼流不暢甚至堵塞現(xiàn)象。
【具體實(shí)施方式】
[0017]實(shí)施例一
[0018]一種連鑄用上水口的制備方法，該上水口由內(nèi)外兩層組成，內(nèi)層的原料以重量份計(jì)由下列原料組成:-200目鈦酸鋁76份，-200目氮化硅14份，-200目氮化鋁6份，酚醛樹(shù)脂6份；外層的原料以重量份計(jì)由下列原料組成:20-200目多孔莫來(lái)石陶瓷顆粒30份，-200目莫來(lái)石細(xì)粉46份、-200目鋯莫來(lái)石細(xì)粉6份、-200目Cr2O3細(xì)粉5份、-200目粘土細(xì)粉4份、-200目活性α氧化鋁微粉3份，硅溶膠3份，所述制備方法包括如下步驟:
[0019]I)混料:將內(nèi)層和外層原料按上述配比在攪拌機(jī)中分別混合攪拌均勻，然后造粒;
[0020]2)成型:采用等靜壓工藝成型，將上口按內(nèi)層和外層壓制成型；
[0021]3)燒成:將成型后的坯體烘干后在還原氣氛中經(jīng)1460°C還原氣氛下或無(wú)氧環(huán)境燒結(jié)?
[0022]實(shí)施例二[0023]一種連鑄用上水口的制備方法，該上水口由內(nèi)外兩層組成，內(nèi)層的原料以重量份計(jì)由下列原料組成:-200目鈦酸鋁80份，-200目氮化硅12份，-200目氮化鋁8份，酚醛樹(shù)脂4份；外層的原料以重量份計(jì)由下列原料組成:20-200目多孔莫來(lái)石陶瓷顆粒34份，-200目莫來(lái)石細(xì)粉42份、-200目鋯莫來(lái)石細(xì)粉8份、-200目Cr2O3細(xì)粉3份、-200目粘土細(xì)粉6份、-200目活性α氧化鋁微粉1份，硅溶膠5份，所述制備方法包括如下步驟:
[0024]I)混料:將內(nèi)層和外層原料按上述配比在攪拌機(jī)中分別混合攪拌均勻，然后造粒;
[0025]2)成型:采用等靜壓工藝成型，將上口按內(nèi)層和外層壓制成型；
[0026]3)燒成:將成型后的坯體烘干后在還原氣氛中經(jīng)1500°C還原氣氛下或無(wú)氧環(huán)境
紅 口 ?
[0027]實(shí)施例三
[0028]一種連鑄用上水口的制備方法，該上水口由內(nèi)外兩層組成，內(nèi)層的原料以重量份計(jì)由下列原料組成:-200目鈦酸鋁78份，-200目氮化硅13份，-200目氮化鋁7份，酚醛樹(shù)脂5份；外層的原料以重量份計(jì)由下列原料組成:20-200目多孔莫來(lái)石陶瓷顆粒32份，-200目莫來(lái)石細(xì)粉44份、-200目鋯莫來(lái)石細(xì)粉7份、-200目Cr2O3細(xì)粉4份、-200目粘土細(xì)粉5份、-200目活性α氧化鋁微粉2份，硅溶膠4份，所述制備方法包括如下步驟:
[0029]I)混料:將內(nèi)層和外層原料按上述配比在攪拌機(jī)中分別混合攪拌均勻，然后造粒;
[0030]2)成型:采用等靜壓工藝成型，將上口按內(nèi)層和外層壓制成型；
`[0031]3)燒成:將成型后的坯體烘干后在還原氣氛中經(jīng)1480°C還原氣氛下或無(wú)氧環(huán)境
紅 口 ?
【權(quán)利要求】
1.一種連鑄用上水口的制備方法，其特征在于，該上水口由內(nèi)外兩層組成，內(nèi)層的原料以重量份計(jì)由下列原料組成:-200目鈦酸鋁76-80份，-200目氮化硅12-14份，-200目氮化鋁6-8份，酚醛樹(shù)脂4-6份；外層的原料以重量份計(jì)由下列原料組成:20-200目多孔莫來(lái)石陶瓷顆粒30-34份，-200目莫來(lái)石細(xì)粉42-46份、-200目鋯莫來(lái)石細(xì)粉6_8份、-200目Cr2O3細(xì)粉3-5份、-200目粘土細(xì)粉4_6份、-200目活性α氧化鋁微粉1-3份，硅溶膠3_5份，所述制備方法包括如下步驟: 1)混料:將內(nèi)層和外層原料按上述配比在攪拌機(jī)中分別混合攪拌均勻，然后造粒； 2)成型:采用等靜壓工藝成型，將上口按內(nèi)層和外層壓制成型； 3)燒成:將成型后的坯體烘干后在還原氣氛中經(jīng)1460-1500°C還原氣氛下或無(wú)氧環(huán)境燒結(jié)?
【文檔編號(hào)】C04B35/66GK103771874SQ201210405617
【公開(kāi)日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2012年10月22日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月22日
【發(fā)明者】沈志堅(jiān) 申請(qǐng)人:無(wú)錫申佳液壓科技有限公司