長壽命鋁碳質長水口及其生產工藝的製作方法
2023-06-07 23:36:11
專利名稱：長壽命鋁碳質長水口及其生產工藝的製作方法
技術領域：
本發明屬於煉鋼連鑄用功能性複合耐火材料製品，特別是一種長壽命鋁碳質長水口及其生產工藝。
背景技術：
長水口(保護套管)在鋼包和中間包之間採取保護澆注，利用專用夾持裝置，固定在鋼包和中間包之間，用於隔絕鋼水和空氣的接觸，可以減少鋼水二次氧化，提高鋼水純淨度。首先、長水口在使用過程中，由於受到鋼流的反覆衝刷造成內孔擴大，要求長水口具備良好的抗衝刷性能。其次、在澆注過程中，中間包覆蓋渣對長水口渣線部位不斷侵蝕，造成渣線部位斷裂，要求長水口具有良好的耐侵蝕性和抗渣性。還有、鋼包長水口在澆注準備階段，必須提前進行預熱烘烤才能使用，但是在更換大包鋼水時，無法對長水口進行烘烤，使用過程中經常出現炸裂現象，造成連鑄中斷汙染鋼水，基於上述因素，要求長水口必須具備良好的抗衝刷、抗侵蝕、抗急冷急熱性能，同時不能有開裂現象。長水口根據材質分類主要有石英質和鋁碳質。90年代前後為石英質長水口，不經預熱即可使用，缺點是對鋼水適應性差，含錳較高的鋼水不耐侵蝕，使用壽命短。為滿足煉鋼日益更新要求，推出鋁碳質長水口，主要用石墨、剛玉和矽粉等高檔耐火材料製成，對鋼水適應性強，可澆注任何鋼種。該材質的長水口一般需要高溫預熱方可使用，不經烘烤預熱使用存在炸裂的危險。為確保鋁碳水口免烘烤使用，我們利用等靜壓機二次成型，在水口內層複合一層融融石英質材料(S^2 ^ 65%)，石英材料具有良好的抗熱震性，熱導率低、線膨脹係數小等特點，通過複合內襯水口炸裂問題得以解決。為滿足高效連鑄的需求，針對鋁碳質長水口在使用中出現的問題，長水口碗部因密封不嚴造成漏氣問題，採取在水口外層複合鐵皮，在水口碗部平面利用凸凹槽進行連接吹氬氣，水口碗部在惰性氣體的彌散保護下，杜絕了吸入空氣，既能防止鋼水二次氧化，又
能防止水口碳燒蝕的的作用。②
長水口使用中出現頸部斷裂問題，採取熱穩定較好強度大的材料，防止水口在使用的吊裝
和鋼水衝擊擺動導致水口斷裂 水口渣線部位侵蝕問題，採取抗渣性好的高鋁低碳材料，
渣線抗侵蝕性能大幅度提高。通過以上四點的解決，長水口質量有所改善，但是水口頸部穿鋼問題，一直是各耐火材料生產廠家研製開發長壽命長水口的瓶頸。
發明內容
本發明提供一種能夠避免長水口頸部以下部位因鋼水偏流衝刷造成穿鋼的問題的長壽命鋁碳質長水口及其生產工藝。一種長壽命鋁碳質長水口，包括水口主體，所述水口主體內壁上設置一層防炸裂內襯，所述防炸裂內襯與水口主體之間設置一層抗衝刷防穿鋼內襯。
所述防炸裂內襯是以熔融石英為主要骨料的複合材料，SiO2的質量百分含量彡 65%。所述抗衝刷防穿鋼內襯的原料包括高純度石墨、白剛玉、矽粉、碳化硼和工業氧化鋁，各原料的質量百分含量為別為10 15%、70 75%、3 5%、2 4%、6 10%。所述抗衝刷防穿鋼內襯的原料包括高純度石墨、白剛玉、矽粉、碳化硼和工業氧化鋁，各原料的質量百分含量為別為13%、72%、4%、3%、8%。所述抗衝刷防穿鋼內襯的厚度為3 5mm。長壽命鋁碳質長水口的生產工藝包括以下步驟
a.內部使用預模具，通過使用橡膠套在冷等靜壓機中先將防炸裂內襯壓製成型；
b.然後在防炸裂內襯外套上壓制抗衝刷防穿鋼內襯的膠套，將抗衝刷防穿鋼內襯的原料混勻後加入後進壓機壓制，利用壓機將兩層內襯結合在一起；
c.兩層內襯壓制結束，套入壓制外部材料膠套，按常規方法裝各部位材料後壓製成整體產品。本發明通過在水口主體內壁上設置一層防炸裂內襯，以熔融石英為主要骨料的複合材料，SiO2的質量百分含量> 65%，石英材料具有良好的抗熱震性，熱導率低、線膨脹係數小等特點，通過增加內襯厚度，可有效緩解澆鋼時材料的熱膨脹導致的縱裂。最內層直接與鋼水接觸的為防炸裂內襯，防炸裂內襯緊貼著防炸裂內襯外層的抗衝刷防穿鋼內襯，利用高純度石墨、白剛玉、矽粉、碳化硼、工業氧化鋁為主要原料，各原料佔10-15%、70-75%、4%、 3%>8%,白剛玉密度大、抗磨性好，有極強抵抗鋼水的衝刷能力，石墨在高溫情況下起到碳連接的作用，使剛玉及其它輔助材料能有效結合在一起，防止高溫結合強度小造成的顆粒被鋼流帶走。其它輔助材料，在高溫下優先與鋼水中的氧發生置換反應，防止鋼水中氧與水口中碳反應，導致水口強度降低。我們利用複合3-5mm厚的抗衝刷防穿鋼內襯在水口中間層， 配合防炸裂內襯的保溫抗炸裂性能，水口通過複合抗衝刷防穿鋼內襯後，既滿足熱穩定性的需求，又能提高此部位的抗衝刷性能，達到了抗衝刷、抗侵蝕、抗炸裂的目的，在國內外鋼廠使用均壽命比以往水口使用壽命由原來的8 10爐提高到15 17爐，實現了長壽命長水口的目的。
具體實施例方式
實施例一
一種長壽命鋁碳質長水口，包括水口主體，所述水口主體內壁上設置一層防炸裂內襯， 所述防炸裂內襯與水口主體之間設置一層抗衝刷防穿鋼內襯，所述防炸裂內襯是以熔融石英為主要骨料的複合材料，SiO2的質量百分含量> 65%，所述抗衝刷防穿鋼內襯的原料包括高純度石墨、白剛玉、矽粉、碳化硼和工業氧化鋁，各原料的質量百分含量為別為10%、75%、 5%、2%、8%。所述抗衝刷防穿鋼內襯的厚度為3 5mm。長壽命鋁碳質長水口的生產工藝包括以下步驟
a.內部使用預模具，通過使用橡膠套在冷等靜壓機中先將防炸裂內襯壓製成型；
b.然後在防炸裂內襯外套上壓制抗衝刷防穿鋼內襯的膠套，將抗衝刷防穿鋼內襯的原料混勻後加入後進壓機壓制，利用壓機將兩層內襯結合在一起；
c.兩層內襯壓制結束，套入壓制外部材料膠套，按常規方法裝各部位材料後壓製成整體產品。
實施例二
一種長壽命鋁碳質長水口，包括水口主體，所述水口主體內壁上設置一層防炸裂內襯， 所述防炸裂內襯與水口主體之間設置一層抗衝刷防穿鋼內襯，所述防炸裂內襯是以熔融石英為主要骨料的複合材料，SiO2的質量百分含量> 65%，所述抗衝刷防穿鋼內襯的原料包括高純度石墨、白剛玉、矽粉、碳化硼和工業氧化鋁，各原料的質量百分含量為別為14%、71%、 4%、2%、9%。所述抗衝刷防穿鋼內襯的厚度為3 5mm。長壽命鋁碳質長水口的生產工藝見實施例一。實施例三
一種長壽命鋁碳質長水口，包括水口主體，所述水口主體內壁上設置一層防炸裂內襯， 所述防炸裂內襯與水口主體之間設置一層抗衝刷防穿鋼內襯，所述防炸裂內襯是以熔融石英為主要骨料的複合材料，SiO2的質量百分含量> 65%，所述抗衝刷防穿鋼內襯的原料包括高純度石墨、白剛玉、矽粉、碳化硼和工業氧化鋁，各原料的質量百分含量為別為13%、72%、 4%、3%、8%。所述抗衝刷防穿鋼內襯的厚度為3 5mm。長壽命鋁碳質長水口的生產工藝見實施例一。
權利要求
1.一種長壽命鋁碳質長水口，包括水口主體，其特徵在於所述水口主體內壁上設置一層防炸裂內襯，所述防炸裂內襯與水口主體之間設置一層抗衝刷防穿鋼內襯。
2.如權利要求1所述的長壽命鋁碳質長水口，其特徵在於防炸裂內襯是以熔融石英為主要骨料的複合材料，SiO2的質量百分含量> 65%。
3.如權利要求1或2所述的長壽命鋁碳質長水口，其特徵在於所述抗衝刷防穿鋼內襯的原料包括高純度石墨、白剛玉、矽粉、碳化硼和工業氧化鋁，各原料的質量百分含量為別為 10 15%、70 75%、3 5%、2 4%、6 10%。
4.如權利要求1或2所述的長壽命鋁碳質長水口，其特徵在於所述抗衝刷防穿鋼內襯的原料包括高純度石墨、白剛玉、矽粉、碳化硼和工業氧化鋁，各原料的質量百分含量為別為 13%、72%、4%、3%、8%。
5.如權利要求1或2所述的長壽命鋁碳質長水口，其特徵在於所述抗衝刷防穿鋼內襯的厚度為3 5mm。
6.如權利要求3所述的長壽命鋁碳質長水口，其特徵在於所述抗衝刷防穿鋼內襯的厚度為3 5mm。
7.如權利要求1所述的長壽命鋁碳質長水口，其特徵在於，長壽命鋁碳質長水口的生產工藝包括以下步驟a.內部使用預模具，通過使用橡膠套在冷等靜壓機中先將防炸裂內襯壓製成型；b.然後在防炸裂內襯外套上壓制抗衝刷防穿鋼內襯的膠套，將抗衝刷防穿鋼內襯的原料混勻後加入後進壓機壓制，利用壓機將兩層內襯結合在一起；c.兩層內襯壓制結束，套入壓制外部材料膠套，按常規方法裝各部位材料後壓製成整體產品。
全文摘要
本發明公開了一種長壽命鋁碳質長水口及其生產工藝，包括水口主體，所述水口主體內壁上設置一層防炸裂內襯，所述防炸裂內襯與水口主體之間設置一層抗衝刷防穿鋼內襯。通過在水口主體內壁上設置一層防炸裂內襯，複合3-5mm厚的抗衝刷防穿鋼內襯在水口中間層，配合防炸裂內襯的保溫抗炸裂性能，水口通過複合抗衝刷防穿鋼內襯後，既滿足熱穩定性的需求，又能提高此部位的抗衝刷性能，達到了抗衝刷、抗侵蝕、抗炸裂的目的，實現了長壽命長水口的目的。
文檔編號B22D41/54GK102528010SQ20121004077
公開日2012年7月4日 申請日期2012年2月22日 優先權日2012年2月22日
發明者李書成, 李偉峰, 楊英傑, 王英傑, 葛建利 申請人:河南省西保冶材集團有限公司