一种采用含膨胀石墨材料的浸入式水口的密封结构及方法技术

本发明专利技术一种采用含膨胀石墨材料的浸入式水口的密封结构及方法，在所述浸入式水口的上端面设置有环形凹槽，在所述的环形凹槽中填充有上下两层捣打料，下层捣打料的上表面低于浸入式水口上端面3‑4mm。上下两层捣打料，上层为非膨胀捣打料层，下层为膨胀捣打料层。本发明专利技术通过对现有浸入式水口的外形进行优化设计，和生产工艺改进，使其在钢厂高温使用时，适应滑动安装机构现有的锁紧方式，在浸入式水口平面上的环形凹槽的下层捣打料中含一定比例膨胀石墨的特殊耐火材料，利用膨胀石墨高温膨胀的性能，将高温使用时浸入式水口平面变形弯曲，中间位置出现的缝隙进行有效封闭，提高水口的密封性能，保证中间包钢水浇注的安全顺行。

Sealing structure and method of submerged entry nozzle using expanded graphite material

The invention relates to a sealing structure and method of an immersion nozzle with expanded graphite material. An annular groove is arranged on the upper end face of the immersion nozzle. The annular groove is filled with two layers of tamping material, and the upper surface of the lower layer of tamping material is lower than the upper end face of the immersion nozzle by 3 4 mm. The top and bottom two layers of ramming material, the upper layer is a non swelling ramming material layer, and the lower layer is a swelling ramming material layer. By optimizing the shape of the existing submerged nozzle and improving the production process, the invention makes it suitable for the existing locking mode of the sliding mounting mechanism when used at high temperature in a steel plant. The special refractory containing a certain proportion of expanded graphite is used in the ramming material of the lower layer of the annular groove on the plane of the submerged nozzle. Expanded graphite high-temperature expansion performance, the high-temperature use of submerged nozzle plane deformation bending, the middle position of the gap effectively closed, improve the sealing performance of the nozzle, to ensure the safety of tundish molten steel pouring smooth.

【技术实现步骤摘要】
一种采用含膨胀石墨材料的浸入式水口的密封结构及方法
本专利技术涉及炼钢厂中间包连续铸钢用浸入式水口耐火材料，尤其涉及一种采用含膨胀石墨材料的浸入式水口的密封结构及方法。
技术介绍
浸入式水口是连续铸钢设备中安装在中间包底部，向上与中间包透气上水口对接，向下插入结晶器钢液面以下，用于钢水连续浇注用套管型耐火材料。它的主要功能是防止中间包注流过程中钢水的二次氧化和飞溅，避免结晶器保护渣卷入钢液，改善注流在结晶器内的流动状态和热流分布。目前世界各国的板坯连铸和大方坯连铸都采用这种浸入式水口进行浇注。浸入式水口如图1所示。浸入式水口的一项重要功能，就是防止中间包注流过程中钢水的二次氧化，那么钢水从中间包，经过透气上水口和浸入式水口，流入到结晶器中，在此过程中，以外换式水口机构为例，透气上水口和浸入式水口是通过滑动安装机构以平面对平面的方式对接，那么两个平面之间的密闭性好坏，直接影响到钢水在此部位能否被氧化。而实际情况是，由于滑动安装机构必须要从安全浇注的角度考虑，在平面的四个角部位，以液压方式将上平面(透气上水口的滑动面)与下平面(浸入式水口的滑动面1)牢牢锁紧，避免在高速浇注钢水过程中脱落。透气上水口和浸入式水口同属于较高档次的功能性耐火材料，与金属材料相似，有一定的弹性，上下平面的两端一旦高压锁紧，往往会造成平面变形弯曲，中间位置出现一定的缝隙，会导致吸气，钢水二次氧化，耐材急剧氧化而损毁，影响钢水浇注的安全生产、钢水质量。而目前，作为生产浸入式水口的耐火材料厂家，往往是将水口的板面加工磨制得十分精细平整，板面扭曲尺寸甚至小于0.03mm，但是在安装锁紧之后，透气上水口和浸入式水口平面变形，两个平面之间一般都会产生0.2-0.6mm的缝隙，到了实际钢水浇注过程中，由于高温作用，透气上水口和浸入式水口平面变形会进一步加剧，甚至达到1.0-2.0mm，严重时，依然会造成透气上水口和浸入式水口平面之间吸气，造成钢水二次氧化，耐材急剧氧化而损毁。如图2所示，g为锁紧前，滑面间隙6<0.03mm；h为锁紧后，滑面间隙60.2-0.6mm。因此，现有普通的浸入式水口生产工艺，已经不能适应钢厂高品质钢种生产的使用条件，必须优化现有浸入式水口生产工艺，改善透气上水口和浸入式水口平面之间的密封性能。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种采用含膨胀石墨材料的浸入式水口的密封结构及方法，通过对现有浸入式水口的外形进行优化设计，和生产工艺改进，使其在钢厂高温使用时，适应滑动安装机构现有的锁紧方式，在浸入式水口平面的特殊部位预置含一定比例膨胀石墨的特殊耐火材料，利用膨胀石墨高温膨胀的性能，将高温使用时浸入式水口平面变形弯曲，中间位置出现的缝隙进行有效封闭，提高水口的密封性能，保证中间包钢水浇注的安全顺行。为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案实现：一种采用含膨胀石墨材料的浸入式水口的密封结构，在所述浸入式水口的上端面设置有环形凹槽，在所述的环形凹槽中填充有上下两层捣打料，下层捣打料的上表面低于浸入式水口上端面3-4mm。所述的上下两层捣打料，上层为非膨胀捣打料层，下层为膨胀捣打料层。所述的环形凹槽的宽度为3-10mm，深度为7-12mm，半径为60-130mm。一种采用含膨胀石墨材料的浸入式水口的密封结构的密封材料，包括捣打料A、捣打料B，所述捣打料A为上层捣打料，是由如下重量份数的原料配制而成：98白刚玉骨料或棕刚玉或板状刚玉36目8-20份、98白刚玉骨料或棕刚玉或板状刚玉80目8-20份、98白刚玉细粉或棕刚玉或板状刚玉180目20-35份、、鳞片石墨10-20份、活性氧化铝微粉0-6份、金属铝粉0-4份、金属硅粉0-2份、碳化硼0-1份、固体树脂粉0-2份、液体树脂7-10份；所述捣打料B为下层捣打料，是由如下重量份数的原料配制而成：98白刚玉骨料或棕刚玉或板状刚玉36目8-20份、98白刚玉骨料或棕刚玉或板状刚玉80目8-20份、98白刚玉细粉或棕刚玉或板状刚玉180目20-35份、焦宝石粉320目3-10份、鳞片石墨5-10份、膨胀石墨5-15份、黏土粉0-6份、金属铝粉0-4份、金属硅粉0-2份、硼酸钠0-1份、固体树脂粉0-2份、液体树脂7-10份。一种采用含膨胀石墨材料的浸入式水口的密封结构的密封材料的制备方法，具体方法如下：1)捣打料A的制备：a)将捣打料A中的98白刚玉细粉或棕刚玉或板状刚玉180目、鳞片石墨、活性氧化铝微粉、金属铝粉、金属硅粉、碳化硼、固体树脂粉，按照上述重量份数统一加入到双螺旋混合机中，混合15-25min后装袋待用，命名为预混粉A；b)先将高速混炼机的内部加热到30-45℃，再将捣打料A中的98白刚玉骨料或棕刚玉或板状刚玉36目、98白刚玉骨料或棕刚玉或板状刚玉80目一次性加入到高速混炼机中，40-60转/分钟混炼3-6分钟，然后一次性加入温度为35-40℃的液体树脂，80-120转/分钟混炼5-10分钟，将预混粉A一次性加入到高速混炼机中，80-120转/分钟混炼5-10分钟，温度48-52℃时出料；2)捣打料B的制备：a)将捣打料B中的98白刚玉细粉或棕刚玉或板状刚玉180目、焦宝石粉320目、鳞片石墨、膨胀石墨、黏土粉、金属铝粉、金属硅粉、硼酸钠、固体树脂粉，按照上述重量份数统一加入到双螺旋混合机中，混合15-25min后装袋待用，命名为预混粉B；b)先将高速混炼机的内部加热到30-45℃，再将捣打料B中的98白刚玉骨料或棕刚玉或板状刚玉36目、98白刚玉骨料或棕刚玉或板状刚玉80目原料一次性加入到高速混炼机中，40-60转/分钟混炼3-6分钟，然后一次性加入温度为35-40℃的液体树脂，80-120转/分钟混炼5-10分钟，将预混粉B一次性加入到高速混炼机中，80-120转/分钟混炼5-10分钟，温度48-52℃时出料。一种采用含膨胀石墨材料的浸入式水口的密封结构的密封材料的使用方法，具体方法如下：1)将加工出环形凹槽的浸入式水口固定在工作平台上，带环形凹槽的水口平面向上，先将捣打料B均匀平铺在环形凹槽内，用工具捣固密实，保证最后捣打料B的上平面低于浸入式水口的平面3-4mm；2)将捣打料A均匀平铺在环形凹槽内的捣打料B上表面，用工具捣固密实，保证最后捣打料A的上平面高于浸入式水口的平面2.0-2.5mm；最后放置到电干燥窑中干燥，从室温至200℃，每小时升温20-25℃，200℃保温4-5小时，冷却后出窑；3)把高于浸入式水口平面的捣打料A磨掉；4)在钢厂，上线安装使用前烘烤1-2小时，温度500-550℃。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术利用不同耐火材料，在不同温度区间出现的收缩和膨胀现象，通过对其收缩系数和膨胀系数的计算，研发出不同性能的捣打料A、捣打料B，并在浸入式水口的平面上预先设计加工出环形凹槽，然后分别在环形凹槽下层充填捣打料B，上层充填捣打料A，每层均捣固密实，干燥，铣面处理，成品包装。该产品在高温使用条件下，环形凹槽中的捣打料B体积膨胀，向上推动捣打料A，使之凸出浸入式水口平面0.6-1.2mm，在水口内孔的一周，形成一道环形密封结构，将透气上水口和浸入式水口平面由于高温变形而产生的缝隙有效封堵，避免了吸气现象本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种采用含膨胀石墨材料的浸入式水口的密封结构，其特征在于，在所述浸入式水口的上端面设置有环形凹槽，在所述的环形凹槽中填充有上下两层捣打料，下层捣打料的上表面低于浸入式水口上端面3‑4mm。

【技术特征摘要】
1.一种采用含膨胀石墨材料的浸入式水口的密封结构，其特征在于，在所述浸入式水口的上端面设置有环形凹槽，在所述的环形凹槽中填充有上下两层捣打料，下层捣打料的上表面低于浸入式水口上端面3-4mm。2.根据权利要求1所述的一种采用含膨胀石墨材料的浸入式水口的密封结构，其特征在于，所述的上下两层捣打料，上层为非膨胀捣打料层，下层为膨胀捣打料层。3.根据权利要求1所述的一种采用含膨胀石墨材料的浸入式水口的密封结构，其特征在于，所述的环形凹槽的宽度为3-10mm，深度为7-12mm，半径为60-130mm。4.一种如权利要求1或2所述的采用含膨胀石墨材料的浸入式水口的密封结构的密封材料，其特征在于，包括捣打料A、捣打料B，所述捣打料A为上层捣打料，是由如下重量份数的原料配制而成：98白刚玉骨料或棕刚玉或板状刚玉36目8-20份、98白刚玉骨料或棕刚玉或板状刚玉80目8-20份、98白刚玉细粉或棕刚玉或板状刚玉180目20-35份、鳞片石墨10-20份、活性氧化铝微粉0-6份、金属铝粉0-4份、金属硅粉0-2份、碳化硼0-1份、固体树脂粉0-2份、液体树脂7-10份；所述捣打料B为下层捣打料，是由如下重量份数的原料配制而成：98白刚玉骨料或棕刚玉或板状刚玉36目8-20份、98白刚玉骨料或棕刚玉或板状刚玉80目8-20份、98白刚玉细粉或棕刚玉或板状刚玉180目20-35份、焦宝石粉320目3-10份、鳞片石墨5-10份、膨胀石墨5-15份、黏土粉0-6份、金属铝粉0-4份、金属硅粉0-2份、硼酸钠0-1份、固体树脂粉0-2份、液体树脂7-10份。5.一种如权利要求3所述的采用含膨胀石墨材料的浸入式水口的密封结构的密封材料的制备方法，其特征在于，具体方法如下：1)捣打料A的制备：a)将捣打料A中的98白刚玉细粉或棕刚玉或板状刚玉180目、鳞片石墨、活性氧化铝微粉、金属铝粉、金属硅粉、碳化硼、固体树脂粉，按照上述重量份数统一加入到双螺旋混合机中，混合15-25min...

【专利技术属性】
技术研发人员：李涛，孙逊，徐福余，张程，李志义，王琼，吴比，
申请(专利权)人：鞍山市和丰耐火材料有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21