一種可重復(fù)使用免預(yù)熱長水口及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及鋼鐵連鑄用功能耐火材料，尤其設(shè)及用于連鑄生產(chǎn)的一種可重復(fù)使用 的免預(yù)熱長水口及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 長水口是鋼鐵連鑄生產(chǎn)過程中重要的功能耐火制品，使用時(shí)與鋼包下水口通過滑 板機(jī)構(gòu)連接，將烙融鋼水由鋼包輸送至中間包，起到保護(hù)誘注、防止鋼水二次氧化的作用。 目前幾乎所有的長水口都是免預(yù)熱型，即由冷態(tài)直接使用，開誘前無需預(yù)熱。使用時(shí)，長水 口要經(jīng)受第一次開誘初期高溫鋼水對長水口材質(zhì)巨大的熱沖擊、整個(gè)誘次過程中鋼水對內(nèi) 壁的沖刷蝕損W及烙融態(tài)的中間包覆蓋劑對長水口渣線外壁的侵蝕作用，因此要求長水口 必須具有優(yōu)良的抗熱震性、抗沖刷性和抗侵蝕性。
[0003] 在不產(chǎn)生熱震開裂的前題下，長水口的使用壽命取決于渣線部位蝕損后的殘余壁 厚。通常，當(dāng)長水口渣線部位的殘余壁厚不足時(shí)，便被廢棄，并在鋼包內(nèi)鋼水誘完換包時(shí)，更 換一支新的長水口 W繼續(xù)誘注，直到整個(gè)誘次結(jié)束。對于誘注時(shí)間較長的誘次，通常會(huì)使用 2~3支長水口；對于誘注時(shí)間較短的誘次或侵蝕不嚴(yán)重的情況，即使長水口殘余壁厚有富 余，在誘次結(jié)束后，長水口也被廢棄而不再重復(fù)使用。主要原因是長水口用完冷卻下來后， 再次重復(fù)使用時(shí)，極易出現(xiàn)熱震開裂的現(xiàn)象。因此長水口通常只在一個(gè)誘次內(nèi)連續(xù)使用，而 不重復(fù)使用，運(yùn)在很多場合造成了材料的浪費(fèi)和生產(chǎn)成本的增加。
[0004] 為使長水口能夠重復(fù)使用，需要解決的主要問題是長水口在第一次使用完畢并冷 卻下來W后，再次由冷態(tài)下直接使用時(shí)不發(fā)生熱震開裂的現(xiàn)象。
[0005] 為提高長水口的抗熱震性能，免預(yù)熱長水口都具有復(fù)合結(jié)構(gòu)，在長水口的內(nèi)壁復(fù) 合一層稱為內(nèi)襯的材質(zhì)。內(nèi)襯通常選用低導(dǎo)熱系數(shù)、低熱膨脹系數(shù)、低彈性模量和較低強(qiáng)度 的材料，并制備成具有較高氣孔率的復(fù)合層。其目的在于利用多孔材質(zhì)的特性來減緩開誘 初期高溫鋼水對長水口的熱沖擊和減小長水口內(nèi)部的熱應(yīng)力。內(nèi)襯與適當(dāng)?shù)谋倔w材質(zhì)配 合，使得免預(yù)熱長水口能夠經(jīng)受住開誘時(shí)的鋼水的熱沖擊而不產(chǎn)生熱震開裂。
[0006] 然而，一方面內(nèi)襯材料由于其氣孔率較高，強(qiáng)度較低，往往不耐鋼水的沖刷，在使 用不長時(shí)間后內(nèi)襯即被鋼水沖刷蝕損掉；另一方面，由于開口氣孔率較高，鋼水滲入多孔的 內(nèi)襯材料內(nèi)部并與之反應(yīng)生成變質(zhì)層，使內(nèi)襯的物理化學(xué)性能改變，失去了減緩熱沖擊、松 弛熱應(yīng)力的作用。長水口在第一次開始使用時(shí)，內(nèi)襯材質(zhì)和多孔結(jié)構(gòu)都處于完好狀態(tài)，開誘 一段時(shí)間后，長水口本身的溫度已經(jīng)上升到足夠高，因此內(nèi)襯性質(zhì)的改變并不影響長水口 在運(yùn)個(gè)誘次內(nèi)的繼續(xù)使用。但是，如果誘次結(jié)束，長水口完全冷卻下來，由冷態(tài)再次開誘重 復(fù)使用時(shí)，就極易出現(xiàn)熱震開裂的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明提供了一種可重復(fù)使用的免預(yù)熱長水口，既保留了內(nèi)襯材料低熱傳導(dǎo)、低 熱膨脹、可緩解開誘時(shí)高溫鋼水對外層本體熱沖擊的特性，同時(shí)具有很強(qiáng)的抗鋼水沖刷能 力；一個(gè)誘次使用完后，內(nèi)襯保存基本完好，而且性能不變，因此可重復(fù)使用；本發(fā)明同時(shí) 提供了一種可重復(fù)使用的免預(yù)熱長水口的制造方法
[0008] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用W下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
[0009] -種可重復(fù)使用免預(yù)熱長水口，由本體和內(nèi)襯兩部分復(fù)合而成，其中本體由下述 質(zhì)量百分比的組分組成：鱗片石墨22~30%，板狀剛玉45~55%，電烙錯(cuò)莫來石5~ 20 %，a -輕燒氧化侶3~8 %，其它添加劑3~8 %，外加本體總質(zhì)量8~12 %的粉末酪醒 樹脂和5~8%的慷醒；內(nèi)襯由下述質(zhì)量百分比的組分組成：氧化侶空屯、球70~85%，板狀 剛玉5~20%，a -輕燒氧化侶3~10%，氧化鐵1~3%，其它添加劑1~3%，外加內(nèi)襯 總質(zhì)量2~5%的粉末酪醒樹脂和3~5%的慷醒；其它添加劑采用棚砂、碳化棚、金屬娃粉 中的一種或幾種。
[0010] 所述本體組分中鱗片石墨的規(guī)格為+198 ;板狀剛玉的粒度為36目和180目~0， 兩種粒度組分的配比為1 :〇. 6~1. 75 ;電烙錯(cuò)莫來石的粒度為0. 6mm~0, a -輕燒氧化侶 的粒度為5~1ym。
[0011] 所述內(nèi)襯組分中氧化侶空屯、球的粒度為0.6~0. 1mm;板狀剛玉的粒度為180 目~0;a-輕燒氧化侶的粒度為5~1ym;氧化鐵為金紅石相，粒度為2~1ym。
[0012] 所述其它添加劑中的棚砂粒度為325目，碳化棚粒度為325目，金屬娃粉的粒度為 325 目。
[0013] 所述粉末酪醒樹脂為結(jié)合劑，慷醒為溶劑。
[0014] 一種可重復(fù)使用免預(yù)熱長水口的制造方法，包括如下步驟：
[0015] 1)將按照配比稱量好的本體原料和外加的粉末酪醒樹脂一起加入混煉機(jī)預(yù)混3 分鐘，然后加入慷醒溶劑，W上所有組分混煉均勻后，在90~100°C溫度下烘干1小時(shí)W上 至適合成型的揮發(fā)份值，作為本體巧料待用；
[0016]2)將按照配比稱量好的內(nèi)襯原料和外加的粉末酪醒樹脂一起加入混煉機(jī)預(yù)混3 分鐘，然后加入慷醒溶劑，W上所有組分混煉均勻后，在90~100°C溫度下烘干40分鐘W上 至適合成型的揮發(fā)份值，作為內(nèi)襯巧料待用；
[0017] 3)將內(nèi)襯巧料和本體巧料分別加入組合成型模具中，震實(shí)封蓋，在冷等靜壓機(jī)內(nèi) 成型，成型壓力110~120MPa，成型后長水口毛巧內(nèi)襯的厚度為5~6mm;
[0018] 4)成型好的長水口毛巧于害爐中預(yù)燒，W15°C/小時(shí)升溫至230°C，保溫2小時(shí)W 上；
[0019] 5)將預(yù)燒后的毛巧置于燒成害內(nèi)，還原氣氛下燒成，燒成溫度1200°C~1300°C， 升溫速率為l〇〇°C/小時(shí)，保溫3小時(shí)W上；
[0020] 6)將燒成后長水口毛巧車加工至圖紙尺寸，長水口外壁刷涂防氧化涂層；
[0021] 7)將防氧化涂層烘干后裝袋即可。
[0022] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
[0023]1)內(nèi)襯材料含有較多封閉型氣孔，而開口的顯氣孔率很低；在高溫下使用時(shí)，因 氧化鐵的促進(jìn)燒結(jié)的作用，內(nèi)襯材料中產(chǎn)生部分陶瓷結(jié)合，無碳無娃；因此既保留了內(nèi)襯材 料低熱傳導(dǎo)、低熱膨脹、緩解開誘時(shí)高溫鋼水對外層本體的熱沖擊的特性，同時(shí)具有很強(qiáng)的 抗鋼水沖刷能力；
[0024] 2)鋼水通過后不掛鋼，反應(yīng)變質(zhì)層非常薄，一個(gè)誘次使用完后，內(nèi)襯保存基本完 好，而且性能不變；水口完全冷卻后再次開誘時(shí)，內(nèi)襯材質(zhì)的隔熱、緩解熱應(yīng)力的作用仍然 有效，因此具有可重復(fù)使用的特性；
[00巧]3)在短誘次或侵蝕不嚴(yán)重，而渣線殘余厚度有富余的連鑄生產(chǎn)中，可W節(jié)約耐材 消耗，降低成本。
【附圖說明】
[0026] 圖1是本發(fā)明所述一種可重復(fù)使用的免預(yù)熱長水口的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027] 圖中：1.本體2.內(nèi)襯
【具體實(shí)施方式】
[0028] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步說明：
[0029] 見圖1，是本發(fā)明所述一種可重復(fù)使用的免預(yù)熱長水口的結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明所 述一種可重復(fù)使用免預(yù)熱長水口，由本體1和內(nèi)襯2兩部分復(fù)合而成，其中本體1由下述質(zhì) 量百分比的組分組成：鱗片石墨22~30%，板狀剛玉45~55%，電烙錯(cuò)莫來石5~20%， 曰-輕燒氧化侶3~8%，其它添加劑3~8%，外加本體總質(zhì)量8~12%的粉末酪醒樹脂 和5~8%的慷醒；內(nèi)襯2由下述質(zhì)量百分比的組分組成：氧化侶空屯、球70~85%，板狀剛 玉5~20%，a-輕燒氧化侶3~10%，氧化鐵1~3%，其它添加劑1~3%，外加內(nèi)襯總 質(zhì)量2~5%的粉末酪醒樹脂和3~5%的慷醒；其它添加劑采用棚砂、碳化棚、金屬娃粉中 的一種或幾種。
[0030] 所述本體1組分中鱗片石墨的規(guī)格為+198;板狀剛玉的粒度為36目和180目~ 0,兩種粒度組分的配比為1:〇.6~1. 75 ;電烙錯(cuò)莫來石的粒度為0. 6mm~0, a -輕燒氧化 侶的粒度為5~Iii m。
[003。所述內(nèi)襯2組分中氧化侶空屯、球的粒度為0.6~0.Imm;板狀剛玉的粒度為180 目~0;a-輕燒氧化侶的粒度為5~1ym;氧化鐵為金紅石相，粒度為2~1ym。
[0032] 所述其它添加劑中的棚砂粒度為325目，碳化棚粒度為325目，金屬娃粉的粒度為 325 目。
[0033] 所述粉末酪醒樹脂為結(jié)合劑，慷醒為溶劑。
[0034] -種可重復(fù)使用免預(yù)熱長水口的制造方法，包括如下步驟：
[0035] 1)將按照配比稱量好的本體1原料和外加的粉末酪醒樹脂一起加入混煉機(jī)預(yù)混3 分鐘，然后加入慷醒溶劑，W上所有組分混煉均勻后，在90~100°C溫度下烘干1小時(shí)W上 至適合成型的揮發(fā)份值，作為本體巧料待用；
[0036] 2)將按照配比稱量好的內(nèi)襯2原料和外加的粉末酪醒樹脂一起加入混煉機(jī)預(yù)混3 分鐘，然后加入慷醒溶劑，W上所有組分混煉均勻后，在90~100°C溫度下烘干40分鐘W上 至適合成型的揮發(fā)份值，作為內(nèi)襯巧料待用；
[0037] 3)將內(nèi)襯巧料和本體巧料分別加入組合成型模具中，震實(shí)封蓋，在冷等靜壓機(jī)內(nèi) 成型，成型壓力110~120MPa，成型后長水口毛巧內(nèi)襯2的厚度為5~6mm;
[0038] 4)成型好的長水口毛巧于害爐中預(yù)燒，W15°C/小時(shí)升溫至230°C，保溫2小時(shí)W 上；
[003引 W將預(yù)燒后的毛巧置于燒成害內(nèi)，還原氣氛下燒成，燒成溫度1200°C~1300。 升溫速率為100°c /小時(shí)，保溫3小時(shí)W上；
[0040] 6)將燒成后長水口毛巧車加工至圖紙尺寸，長水口外壁刷涂防氧化涂層；
[0041] 7)將防氧化涂層烘干后裝袋即可。
[0042] W下實(shí)施例在W本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具 體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。下述實(shí)施例中所用方法如無特 別說明均為常規(guī)方法。
[004引【實(shí)施例1】
[0044] 所制備的可重復(fù)使用免預(yù)熱長水口的外層本體1按質(zhì)量百分比配料組成為：
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