專利名稱：柔性連鑄水口的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種水口，具體涉及一種柔性連鑄水口，屬于冶金技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
水口主要采用鎂質(zhì)、高鋁質(zhì)、氧化鋯質(zhì)等耐火材料，經(jīng)過高溫?zé)Y(jié)而成。在連鑄過程中，無論是浸入式水口、大包長水口還是其他形式的水口，都會受到鋼水的沖刷，關(guān)聯(lián)設(shè)施的機械振動以及內(nèi)外表面溫度不同而產(chǎn)生的熱應(yīng)力。這些外在因素，對于沒有柔性、脆性大、抗震性能差的耐火材料來說，容易生成裂紋，甚至?xí)a(chǎn)生脆斷現(xiàn)象，嚴(yán)重影響連鑄過程的安全生產(chǎn)。為了改善水口的使用性能，許多專利中也提到了相應(yīng)的方法申請?zhí)枮?8244314. 5的專利提出一種由上下結(jié)構(gòu)體構(gòu)成的連鑄復(fù)合水口，且在結(jié)構(gòu)體連接處設(shè)置固定套組合，可提高水口的抗震性能，但制造過程較為復(fù)雜；申請?zhí)枮?00520101697.8的專利提出一種防炸裂的連鑄中間包上水口，主要方法是在上水口體中上部有鋼片抱箍；但此法只提高了水口局部區(qū)域的強度；而有更多的專利關(guān)注于開水口等形狀的設(shè)計，例如申請?zhí)枮?3211455. 9的專利、申請?zhí)枮?00810026285. O的專利、申請?zhí)枮?0100530950. 2的專利等，均對水口的開關(guān)等方面做出了要求，這些改進(jìn)對水口的強度提出了更高的要求。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種柔性連鑄水口，該水口的使用壽命得到提高，碰撞不會斷裂，具有柔軟性。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供的柔性連鑄水口，包括由耐火材料形成的內(nèi)層，由耐火材料形成的外層，以及設(shè)置于所述內(nèi)層和所述外層之間、由纖維狀材料形成的中間層。優(yōu)選地，所述耐火材料為鎂質(zhì)、高鋁質(zhì)、氧化鋯質(zhì)耐火材料中的一種。優(yōu)選地，所述纖維狀材料的體積占所述柔性連鑄水口總原料體積的3_8%。優(yōu)選地，所述纖維狀材料為陶瓷纖維或碳纖維。所述陶瓷纖維優(yōu)選為晶體纖維。優(yōu)選地，所述耐火材料為粉狀、球狀或塊狀耐火材料。本實用新型的有益效果通過在水口中形成纖維材料中間層，可使水口具有一定的柔性，能夠抵抗沖擊、震動等機械外力，防止裂紋形成和脆斷，并可以在一定程度上降低烘烤溫度和時間，延長水口的使用次數(shù)和壽命。另外，制造方法簡單，而且可以制造具有一定形狀的水口。

圖1是本實用新型柔性連鑄水口的橫截面圖。其中，附圖標(biāo)記說明如下1 一內(nèi)層，2—中間層，3 —外層具體實施方式
下面結(jié)合具體實施方式
對本實用新型作進(jìn)ー步說明，但本實用新型并不限于此。本實用新型提供的柔性連鑄水口，由耐火材料形成的內(nèi)層，由耐火材料形成的外層，以及設(shè)置于所述內(nèi)層和所述外層之間、由纖維狀材料或混有所述纖維狀材料的耐火材料形成的中間層構(gòu)成。所述耐火材料為本領(lǐng)域連鑄水口用常規(guī)耐火材料，優(yōu)選為鎂質(zhì)、高鋁質(zhì)、氧化鋯質(zhì)耐火材料中的ー種或多種；所述纖維狀材料是耐火的，優(yōu)選為陶瓷纖維和/或碳纖維材料。作為形成所述內(nèi)外層的耐火材料，優(yōu)選為粉狀、球狀或塊狀耐火材料。作為形成所述中間層的纖維狀材料，更優(yōu)選為陶瓷纖維，其成本較低。本實用新型的鎂質(zhì)耐火材料可以是方鎂石為主晶相、氧化鎂含量在80%以上的耐火材料。本實用新型的高鋁質(zhì)耐火材料可以是Al2O3含量大于80%的莫來石剛玉質(zhì)或剛玉莫來石質(zhì)滑板磚，或Al2O3含量大于95%的電熔剛玉或燒結(jié)剛玉。本實用新型的氧化鋯質(zhì)耐火材料可以是ZrO2含量為609^95%的鋯英石，或氧化錯。本實用新型的陶瓷纖維材料優(yōu)選為晶體纖維材料，包括多晶質(zhì)莫來石纖維、多晶質(zhì)氧化鋁纖維、多晶質(zhì)氧化鋯纖維。本實用新型的碳纖維材料優(yōu)選為碳含量大于99%的石墨纖維。本實用新型選擇 纖維狀材料或混有纖維狀材料的耐火材料形成中間層，優(yōu)選纖維狀材料的體積占水ロ體積的3-8%。當(dāng)所述中間層由混有纖維狀材料的耐火材料形成時，所述中間層中的纖維狀材料與耐火材料的體積比為1-7:1。選擇陶瓷纖維和/或碳纖維材料作為中間層的原因如下:這些纖維材料不僅具有一定的弾性和抗拉強度、耐沖擊，同時具有較高的承受高溫能力。根據(jù)組分的不同，陶瓷纖維抗拉強度為0.04-0.08MPa，可應(yīng)用于1400-1650°C的環(huán)境中；高強度的碳纖維抗拉強度大于2000MPa，碳纖維中的石墨纖維在無氧下可耐3500°C的高溫。由于加入的纖維材料位于水口中間層，所以可以滿足溫度的要求。另外，上述纖維材料多應(yīng)用于復(fù)合材料，同常用耐火材料具有良好的結(jié)合能力，利于獲得柔性水ロ。上述內(nèi)外層使用的耐火材料可以是鎂質(zhì)、高鋁質(zhì)、氧化鋯質(zhì)中的ー種或多種。為了達(dá)到不同的性能要求，內(nèi)外層的用料可以為不同混合比例的耐火材料；水口上段、渣線段、下段等可以為不同的材質(zhì)；生產(chǎn)的水口可以采取不同的結(jié)構(gòu)形式。另外，本申請中使用的纖維狀材料可以是多尺度、多形態(tài)的纖維制品。例如可以為短纖維、細(xì)纖維、也可以為長纖維、粗纖維。纖維狀材料可以通過混料的方式與形成內(nèi)外層的耐火材料混合以形成中間層坯料。另外，由于纖維的強度受到截面和復(fù)合結(jié)構(gòu)的影響，最優(yōu)的使用方法是將一定尺寸和截面形狀的纖維材料通過編織，形成編織帶、編織條、編織布。將具有交錯結(jié)構(gòu)的纖維帶、纖維條、纖維布按照布料順序加入到內(nèi)層原料和外層原料之間。為了制造本實用新型的水口，通常需要加入結(jié)合劑、燒結(jié)助劑等其他材料。所述結(jié)合劑可以是常見的浙青、焦油或者酚醛樹脂，所述燒結(jié)助劑可以是Ca0、Mg0等。本實用新型提供的上述柔性連鑄水口的制造方法，包括配料、布料、壓制成型、干燥、浸油、磨制、高溫?zé)频裙ば?。主要步驟如下:步驟一，配料:分別取形成內(nèi)層和外層的耐火材料的原材料，并向耐火材料的原材料中加入結(jié)合劑進(jìn)行混料，從而獲得內(nèi)層生坯料和外層生坯料；將纖維狀材料編織成帶狀、條狀或布狀作為中間層坯料，或者將所述纖維狀材料與耐火材料的原材料混合形成中間層坯料；步驟二，在成型模具中進(jìn)行布料:首先均勻鋪設(shè)步驟一獲得的所述內(nèi)層生坯料；然后將所述中間層坯料覆蓋于所述內(nèi)層生坯料上；最后再將步驟一得到的所述外層生坯料均勻覆蓋于所述中間層坯料上；步驟三，布料完畢后進(jìn)行等靜壓，得到所述連鑄水口的生坯； 步驟四，將所述生坯干燥、浸油、磨制后，高溫?zé)瞥伤凇１娝苤?，為了在較低的燒制溫度下獲得致密的水口材料，應(yīng)盡可能選擇較為細(xì)小的粉料作為內(nèi)外層耐火材料的原材料。另外布料是非常關(guān)鍵的工序，即將細(xì)小纖維、纖維帶、纖維布等纖維材料布置在兩層耐火材料之間。壓制成型的壓力和高溫?zé)频臏囟葢?yīng)與配料成分相適應(yīng)，盡量做到在不損害或降低纖維材料性能的條件下進(jìn)行。所述等靜壓可以為冷等靜壓或熱等靜壓，其壓力可以是100_200MPa，保壓時間可以為20-120秒。所述生坯干燥的溫度可以為350_400°C，時間為10-30小時。所述高溫?zé)频臏囟葹?200-1600°C，燒制時間為2_4小時；氣氛為有碳粒保護(hù)的還原氣氛，或者氮氣氣氛，或者 惰性氣體保護(hù)的弱氧化氣氛。實施例1:浸入式水口及其制造方法本實施例制作的浸入式水口內(nèi)層體積和外層體積相等，水口上段、渣線段、下段等各段的材質(zhì)相同，水口內(nèi)外層耐火材料的材質(zhì)相同，中間層為石墨纖維布。水口所用原料配比如表I所示。表I浸入式水口所用原材料及比例
權(quán)利要求1.ー種柔性連鑄水口，其特征在于，包括:由耐火材料形成的內(nèi)層，由耐火材料形成的外層，以及設(shè)置于所述內(nèi)層和所述外層之間、由纖維狀材料形成的中間層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性連鑄水口，其特征在干，所述耐火材料為鎂質(zhì)、高鋁質(zhì)、氧化鋯質(zhì)耐火材料中的ー種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性連鑄水口，其特征在干，所述纖維狀材料的體積占所述柔性連鑄水ロ總原料體積的3-8%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性連鑄水口，其特征在干，所述纖維狀材料為陶瓷纖維或碳纖維。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的柔性連鑄水ロ，其特征在干，所述陶瓷纖維為晶體纖維。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性連鑄水口，其特征在干，所述耐火材料為粉狀、球狀或塊狀耐火材料。
專利摘要本實用新型提供了一種柔性連鑄水口，屬于冶金技術(shù)領(lǐng)域。該水口包括由耐火材料形成的內(nèi)層，由耐火材料形成的外層，以及設(shè)置于所述內(nèi)層和所述外層之間、由纖維狀材料形成的中間層。通過在水口中形成纖維材料中間層，可使水口具有一定的柔性，能夠抵抗沖擊、震動等機械外力，防止裂紋形成和脆斷，并可以在一定程度上降低烘烤溫度和時間，延長水口的使用次數(shù)和壽命。
文檔編號B22D41/50GK202910268SQ20122065150
公開日2013年5月1日 申請日期2012年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月30日
發(fā)明者許榮昌, 劉成寶 申請人:萊蕪鋼鐵集團(tuán)有限公司