專利名稱：連鑄無(wú)碳水口的制作工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種煉鋼過(guò)程使用的連鑄耐火材料-連鑄無(wú)碳水口的制作工藝。
背景技術(shù)：
目前，低碳鋼的碳要達(dá)到30PPM已經(jīng)十分困難。碳含量中的2-3PPM來(lái)源于連鑄時(shí)耐火材料的石墨，無(wú)碳水口是現(xiàn)在耐火行業(yè)中十分熱門(mén)的連鑄功能材料，美國(guó)維蘇威(VESUVIUS)的生產(chǎn)方法是將含碳材料進(jìn)行裸燒，去掉耐火材料表層的石墨，克服了在澆注初期鋼水的增碳，作用比較明顯，但是同時(shí)帶來(lái)的問(wèn)題是該層比較疏松，抗鋼水的沖刷時(shí)間比較短，日本品川的無(wú)碳水口是利用尖晶石為主體材料，在寶鋼試用時(shí)反映的問(wèn)題也是使用時(shí)間比較短，國(guó)內(nèi)的研究主要是以氮化硅、塞隆或阿隆為主體材料，最大的問(wèn)題是低溫強(qiáng)度不高，對(duì)使用氣氛要求苛刻。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種與本體材質(zhì)配合的無(wú)碳層，對(duì)鋼水的增碳有明顯的抑制作用，且無(wú)碳材料與本體結(jié)合性好，具有低的熱膨脹系數(shù)的連鑄無(wú)碳水口的制作工藝。
具體技術(shù)方案如下一種連鑄無(wú)碳水口的制作工藝，包括本體，在本體的內(nèi)孔復(fù)合一層無(wú)碳層，具體的制作工藝如下①按重量比份配料，將ZrO22-3份Al2O33-4份SiO21-2份鎂阿隆 0.1-0.5份混合配料；②將上述各組份加入熱固型樹(shù)脂進(jìn)行混合造粒；③經(jīng)流動(dòng)干燥床在70-85℃進(jìn)行干燥；④干燥后經(jīng)振動(dòng)篩進(jìn)行過(guò)篩，形成泥料；⑤過(guò)篩后選＜2mm泥料，采用等靜壓與本體復(fù)合成型。
同現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明無(wú)碳層選用的鋁鋯-鎂阿隆系材料，使之在中低溫時(shí)具有較大的強(qiáng)度，有熱膨脹系數(shù)低，導(dǎo)熱系數(shù)低，在使用時(shí)能使無(wú)碳層的內(nèi)外溫差大，降低了制品的溫度梯度，提高制品的抗熱沖擊性，易成型，易燒結(jié)的特點(diǎn)。
對(duì)本體材料的選擇
1、原材料及試驗(yàn)方案的選擇長(zhǎng)水口和浸入式水口是以電熔剛玉、氧化鋯和碳素材料為主體原料，添加防氧化劑和結(jié)合劑制成的耐火材料，它綜合利用碳素材料難被爐渣、鋼液浸潤(rùn)和剛玉具有高耐火性的優(yōu)異特性，碳素材料抗?fàn)t渣浸蝕的機(jī)理是(1)增大了磚工作面與爐渣之間的浸潤(rùn)角。(2)磚內(nèi)產(chǎn)生CO氣體，該氣體的壓力可以阻止渣的滲透。(3)磚內(nèi)部呈較強(qiáng)的還原狀態(tài)，能還原渣中的鐵氧化物，提高渣粘度，防止渣滲入磚內(nèi)部。2、選用的原材料情況如下(1)電熔剛玉是長(zhǎng)水口生產(chǎn)的主要原料。它在磚的渣線和本體部分體中是骨架。欲生產(chǎn)高質(zhì)量、高強(qiáng)度的長(zhǎng)水口，須選擇氧化鋁含量盡可能高(99％以上)，體密≥3.55g/cm3，α氧化鋁大于95％的電熔剛玉。以符合此種要求的剛玉制得的長(zhǎng)水口，具有低的熔損速率，制品強(qiáng)度高。(2)鱗片石墨作為長(zhǎng)水口的原料之一的鱗片石墨，其主要特性諸如固定碳含量、灰分組成、耐氧化性能、粒度、形狀及揮發(fā)分直接影響鎂碳磚的性能和使用效果。符合一定技術(shù)要求的石墨用生產(chǎn)長(zhǎng)水口，制品耐侵蝕性，耐剝落性，高溫強(qiáng)度，耐氧化性都會(huì)得到全面的改進(jìn)。(3)樹(shù)脂熱塑型的固體樹(shù)脂結(jié)合劑的選擇是本試驗(yàn)的關(guān)鍵問(wèn)題，要求結(jié)合劑具有較高的殘?zhí)悸?，造粒時(shí)的分散性好。經(jīng)1100攝氏度碳化后能形成牢固、連續(xù)的碳網(wǎng)結(jié)構(gòu)，在220攝氏度烘干后能達(dá)到很高的固化強(qiáng)度。(4)防氧化劑為防止長(zhǎng)水口在使用時(shí)的氧化，必須加入一定量的防氧化劑。通常使用的防氧化劑有Si、B4C，Si粉在使用過(guò)程中主要與碳反應(yīng)生成SiC，最終與氧化鋁形成莫來(lái)石，伴有一定的體積膨脹，使制品致密，從而抑制氧化。試驗(yàn)時(shí)的防氧化劑，我們還同時(shí)選擇了B4C這是因?yàn)樵陂L(zhǎng)水口的表面，B4C和氧生成B2O3，這種高粘玻璃體能有效地封閉氣孔，使氧化反應(yīng)不能向深層次擴(kuò)展。所以，本試驗(yàn)采用了硅粉、B4C，以及特種防氧化劑按一定比例共同加入的防氧化措施。產(chǎn)品的性能見(jiàn)下表

遼寧省耐火材料質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站檢驗(yàn)報(bào)告

熱固型樹(shù)脂指標(biāo)



下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)描述。
圖1為本發(fā)明的生產(chǎn)工藝流程圖。
圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
如下實(shí)施例1一種連鑄無(wú)碳水口的制作工藝，包括本體，在本體的內(nèi)孔復(fù)合一層無(wú)碳層，具體的制作工藝如下①按重量比份配料，將ZrO22份 Al2O33份 SiO21份 鎂阿隆0.1份混合配料；②將上述各組份加入熱固型樹(shù)脂進(jìn)行造粒；③經(jīng)流動(dòng)干燥床在70℃進(jìn)行干燥；④干燥后經(jīng)振動(dòng)篩進(jìn)行過(guò)篩，形成泥料；⑤過(guò)篩后選＜2mm泥料，采用等靜壓與本體復(fù)合成型。
實(shí)施例2一種連鑄無(wú)碳水口的制作工藝，包括本體，在本體的內(nèi)孔復(fù)合一層無(wú)碳層，具體的制作工藝如下①按重量比份配料，將ZrO22.5份 Al2O33.5份 SiO21.5份鎂阿隆0.3份混合配料；②將上述各組份加入熱固型樹(shù)脂進(jìn)行造粒；③經(jīng)流動(dòng)干燥床在78℃進(jìn)行干燥；④干燥后經(jīng)振動(dòng)篩進(jìn)行過(guò)篩，形成泥料；⑤過(guò)篩后選＜2mm泥料，采用等靜壓與本體復(fù)合成型。
實(shí)施例3一種連鑄無(wú)碳水口的制作工藝，包括本體，在本體的內(nèi)孔復(fù)合一層無(wú)碳層，具體的制作工藝如下①按重量比份配料，將ZrO23份 Al2O34份 SiO22份 鎂阿隆0.5份混合配料；②將上述各組份加入熱固型樹(shù)脂進(jìn)行造粒；③經(jīng)流動(dòng)干燥床在85℃進(jìn)行干燥；④干燥后經(jīng)振動(dòng)篩進(jìn)行過(guò)篩，形成泥料；⑤過(guò)篩后選＜2mm泥料，采用等靜壓與本體復(fù)合成型。
無(wú)碳長(zhǎng)水口用于鋼廠連鑄生產(chǎn)的保護(hù)澆注。長(zhǎng)水口是鋼水從鋼包到中間包的鋼水通道，可以隔絕鋼水與空氣的接觸，防止鋼水的二次氧化以及增加鋼坯中的[N]、[H]等雜質(zhì)。浸入式水口則是鋼水從中間包到結(jié)晶器的通道，其除了可保護(hù)鋼水不與空氣接觸外，還可以使鋼水穩(wěn)定流動(dòng)，不卷渣，保證結(jié)晶器液面的平穩(wěn)，減少了鋼坯的內(nèi)部缺陷。長(zhǎng)水口和浸入式水口是鋼廠連鑄生產(chǎn)時(shí)不可缺少的功能耐火材料。
無(wú)碳型不烘烤長(zhǎng)水口是常規(guī)鋁碳長(zhǎng)水口的替代產(chǎn)品，無(wú)碳浸入式水口則是普通鋁鋯碳浸入式水口的替代產(chǎn)品。這種發(fā)展方向是我國(guó)鋼鐵工業(yè)由產(chǎn)量大國(guó)到質(zhì)量大國(guó)過(guò)度對(duì)耐火材料提出的新要求。隨著無(wú)碳型水口的研制成功，我國(guó)生產(chǎn)的純凈鋼，特別是超低碳鋼的質(zhì)量將會(huì)有很大的提高。
權(quán)利要求
1.一種連鑄無(wú)碳水口的制作工藝，包括本體，其特征在于在本體的內(nèi)孔復(fù)合一層無(wú)碳層，具體的制作工藝如下①按重量比份配料，將ZrO22-3份Al2O33-4份SiO21-2份鎂阿隆 0.1-0.5份混合配料；②將上述各組份加入熱固型樹(shù)脂進(jìn)行造粒；③經(jīng)流動(dòng)干燥床在70-85℃進(jìn)行干燥；④干燥后經(jīng)振動(dòng)篩進(jìn)行過(guò)篩，形成泥料；⑤過(guò)篩后選＜2mm泥料，采用等靜壓與本體復(fù)合成型。
全文摘要
一種連鑄無(wú)碳水口的制作工藝，包括本體，在本體的內(nèi)孔復(fù)合一層無(wú)碳層，具體的制造工藝是將一定比份的ZrO
文檔編號(hào)B22C1/00GK1410185SQ0214482
公開(kāi)日2003年4月16日 申請(qǐng)日期2002年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月15日
發(fā)明者楊紅, 于春民, 王致印 申請(qǐng)人:謝啟榮, 楊紅