專利名稱：一種連鑄用耐火材料及其用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及耐火材料，特別涉及一種在連鑄生產(chǎn)用于制作防堵塞浸入式水口防堵塞內(nèi)襯的耐火材料。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的鋁碳質(zhì)浸入式水口除了機(jī)械損毀和蝕損外，連鑄過程中也會產(chǎn)生堵塞現(xiàn)象。特別是在澆鑄鋁鎮(zhèn)靜鋼時，常因鋼液中Al2O3等夾雜物沉積在水口內(nèi)壁而發(fā)生堵塞，而影響到連鑄的連續(xù)作業(yè)。同時粘附在水口內(nèi)表面的夾雜物，在澆鑄過程中可能脫落掉入鋼水中，造成連鑄坯中的非金屬夾雜，從而影響連鑄鋼坯的質(zhì)量。水口中容易產(chǎn)生沉積附著的部位主要包括浸入式水口渣線以下內(nèi)壁及吐出口周圍的部位。
為了防止水口堵塞，現(xiàn)在主要采用以下幾種方式，1、吹氣型水口，氬氣是通過水口的透氣襯強(qiáng)制吹入的，在水口內(nèi)孔壁上形成一個惰性氣體層，阻止了氧化鋁附著。在水口內(nèi)吹氬氣，雖可一定程度上減輕水口堵塞，但存在使鋼坯質(zhì)量惡化的問題，即在板坯凝固過程中，由于氬氣的分解作用而使鋼形成針眼的缺陷。
2、階梯型水口和旋流子水口，階梯型水口的內(nèi)壁采用階梯型后可改變水口內(nèi)鋼水的流動狀態(tài)，從而改善氧化鋁堵塞現(xiàn)象；旋流子水口也是通過改變水口內(nèi)鋼水的流動狀態(tài)來減少氧化鋁堵塞的。對于連澆次數(shù)高的情況下，這兩種水口防堵效果還不能滿足要求。其次，階梯型水口存在制作難度大的問題。
3、防堵塞內(nèi)壁水口，日本專利特開平4-224061提出了CaO-ZrO2-C內(nèi)襯材料。中國專利CN 1062248C公開了一種防氧化鋁堵塞的材料，即在鋯碳材料或鋯莫來石碳材料中加入氟化鈣。這兩種專利均是利用氧化鋁易與內(nèi)襯材料中的CaO或氟化鈣反應(yīng)形成低熔物，達(dá)到防止氧化鋁沉積的目的。隨著澆鑄時間的延長，防堵塞效果不佳，其次CaO-ZrO2-C內(nèi)襯材料存在易水化的問題。日本專利特開2003-145265提出一種無碳的Al2O3-MgO質(zhì)防堵塞內(nèi)襯材料。該專利采用低導(dǎo)熱的內(nèi)襯材料，可降低鋼種氧化鋁的析出和內(nèi)襯表面的粗糙化，從而減少氧化鋁堵塞。但該種材料仍存在抗熱震差的問題，不能完全滿足使用要求。
關(guān)于鋁碳質(zhì)浸入式水口中Al2O3的沉積附著機(jī)理，不同研究者的描述不盡相同，但在以下幾點(diǎn)上的看法是一致的。(1)水口耐火材料的高導(dǎo)熱性能會促使鋼液中氧化物的析出及在水口內(nèi)壁面的沉積；(2)水口中鋼液偏流所造成的死角以及鋼液對水口內(nèi)襯的化學(xué)潤濕性也會促進(jìn)鋼液中氧化物在水口內(nèi)壁面的沉積；(3)水口的透氣性及水口耐火材料中各組份的氧化還原反應(yīng)為鋼液提供了氧源，從而促進(jìn)了鋼液中金屬鋁的氧化，進(jìn)而造成鋼液中脫氧產(chǎn)物在水口內(nèi)壁面的沉積；(4)耐火材料表面的脫碳粗糙化也有利于鋼液中氧化物在水口內(nèi)壁面的沉積。從水口中Al2O3的沉積附著機(jī)理可以知道，由于高石墨含量導(dǎo)致水口的高導(dǎo)熱性以及容易脫碳是造成水口堵塞的主要原因之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種連鑄用耐火材料及其用途，解決浸入式水口容易產(chǎn)生氧化鋁堵塞、鋼水侵蝕和抗熱震性能差的技術(shù)問題。它在用于連鑄鋼，特別是含鋁量高的鋁鎮(zhèn)靜鋼，可有效地防止熔鋼中鋁附著造成的水口堵塞，而且壽命相當(dāng)長。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種連鑄用耐火材料，采用鋯莫來石材料、β-賽隆材料為主要原料，還可以加入耐火材料常用的氧化鋁、熔融石英、碳化硅、金屬硅、碳化硼中的一種或數(shù)種。連鑄用耐火材料組成成分的重量百分?jǐn)?shù)如下鋯莫來石30～80％β-賽隆 5～40％氧化鋁、熔融石英、碳化硅、金屬硅、碳化硼中的一種或數(shù)種0～30％外加結(jié)合劑酚醛樹脂、磷酸二氫鋁、硅溶膠的一種或數(shù)種4～8％。
制造方法為采用鋯莫來石、β-賽隆為主要原料，采用酚醛樹脂、磷酸二氫鋁、硅溶膠的一種或數(shù)種為結(jié)合劑。經(jīng)常規(guī)的造粒、干燥后與鋁碳本體、鋯碳渣線復(fù)合，用等靜壓成型后燒結(jié)，即可制成所需的浸入式水口。
本發(fā)明中，采用鋯莫來石、β-賽隆為主要原料，酚醛樹脂等為結(jié)合劑所制備的防堵塞內(nèi)襯浸入式水口，具有較高的抗氧化鋁沉積和抗熱震性能。鋯莫來石材料和β-賽隆材料都具有優(yōu)異的抗熱震性能和極佳的抗鋼水侵蝕性能。以鋯莫來石、β-賽隆為主要原料的無碳內(nèi)襯材料具有低的導(dǎo)熱率和高的抗熱震性能，它在澆鑄鋁鎮(zhèn)靜鋼時可有效地防止熔鋼中鋁附著造成的水口堵塞，而且壽命相當(dāng)長。
本發(fā)明的有益效果是同吹氣水口相比，吹氣水口在板坯凝固過程中，由于氬氣的分解作用而使鋼形成針眼的缺陷，本發(fā)明的浸入式水口不會產(chǎn)生存在使鋼坯質(zhì)量惡化的問題。同階梯式和旋流子水口相比，防堵塞效果更佳，制作難度不大。同CaO-ZrO2-C內(nèi)襯材料或添加氟化鈣的鋯莫來石碳內(nèi)襯材料相比，防堵塞效果更佳，壽命更長。同無碳的Al2O3-MgO質(zhì)防堵塞內(nèi)襯材料相比，抗熱震性能更佳，水口事故率低。以該耐火材料作為防堵塞內(nèi)襯的浸入式水口在抗氧化鋁堵塞、抗熱震性能是極佳的。它在用于連鑄鋼，特別是含鋁量高的鋁鎮(zhèn)靜鋼，可有效地防止熔鋼中鋁附著造成的水口堵塞。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1-6本發(fā)明防堵塞浸入式水口內(nèi)襯材料成分的重量百分?jǐn)?shù)及特性見表1，表2列出了比較例成分的重量百分?jǐn)?shù)及特性。
表1 本實(shí)施例的成分(重量百分?jǐn)?shù))和特性

表2 其它防堵塞內(nèi)襯材料的成分(重量百分?jǐn)?shù))和特性


預(yù)計(jì)發(fā)明推廣的可行性及前景水口堵塞一直是困擾鋼廠的一個問題。無碳防堵塞內(nèi)襯是解決浸入式水口堵塞的有效方式。
權(quán)利要求
1.一種連鑄用耐火材料，其組成成分的重量百分?jǐn)?shù)如下鋯莫來石30～80％β-賽隆5～40％氧化鋁、熔融石英、碳化硅、金屬硅、碳化硼中的一種或數(shù)種0～30％；外加結(jié)合劑的重量百分?jǐn)?shù)酚醛樹脂、磷酸二氫鋁、硅溶膠的一種或數(shù)種4～8％。
2.權(quán)利要求1所述的連鑄用耐火材料用于制造防堵塞浸入式水口防堵塞內(nèi)襯的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明涉及耐火材料，特別涉及一種在連鑄生產(chǎn)用于制作防堵塞浸入式水口防堵塞內(nèi)襯的耐火材料。解決了現(xiàn)有容易產(chǎn)生氧化鋁堵塞、鋼水侵蝕和抗熱震性能差的缺陷。一種連鑄用耐火材料，其組成成分的重量百分?jǐn)?shù)如下鋯莫來石30～80％，β－賽隆5～40％，氧化鋁、熔融石英、碳化硅、金屬硅、碳化硼中的一種或數(shù)種0～30％；外加結(jié)合劑酚醛樹脂、磷酸二氫鋁、硅溶膠的一種或數(shù)種4～8％。本發(fā)明用于連鑄鋼，特別是含鋁量高的鋁鎮(zhèn)靜鋼，可有效地防止熔鋼中鋁附著造成的水口堵塞。
文檔編號C04B35/185GK1727309SQ200410053219
公開日2006年2月1日 申請日期2004年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月28日
發(fā)明者金從進(jìn), 李澤亞, 李永全 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司