一种高氧钢连铸用长水口制造技术

本发明专利技术公开了一种高氧钢连铸用长水口，包括长水口本体，其原料包含按重量百分比计的如下组分：刚玉70～75％，石墨25～30％；内孔体，设于所述长水口本体内部，其原料包含按重量百分比计的如下组分：镁铝尖晶石45～65％，刚玉20～50％，钛酸铝8～15％；渣线部位，设于所述长水口本体的下部，其原料包含按重量百分比计的如下组分：电熔镁砂40～60％，尖晶石25～50％，石墨8～15％。本发明专利技术的高氧钢连铸用长水口通过上述原料的成分配比，提高了高氧钢连铸用长水口的抗热震性、抗侵蚀性和抗渣性，且减少了钢水增碳，从而提高了连浇炉数，并有利于改善铸坯质量和连铸生产的安全和顺行。改善铸坯质量和连铸生产的安全和顺行。改善铸坯质量和连铸生产的安全和顺行。

【技术实现步骤摘要】
一种高氧钢连铸用长水口


[0001]本专利技术属于连铸功能耐火材料领域，具体涉及一种高氧钢连铸用长水口。

技术介绍

[0002]在连铸过程中，钢水由钢包向中间包浇铸时，为了避免钢水氧化和飞溅，通常在钢包底部安装长水口，一端与钢包的下水口连接，另一端插入到中间包的钢水中；长水口在连铸生产中起着非常重要的作用，主要包括3个方面：一是防止钢液温度散失；二是控制钢流飞溅；三是避免钢液二次氧化。
[0003]传统的长水口是Al2O3–
C质圆管形通道，是实现钢水保护浇铸以提高钢坯质量的重要功能耐火材料，其使用情况将直接影响到整个连铸工艺能否正常进行；在浇钢初期，当高温钢水流经长水口时，会在其内部产生很大的热应力，可能导致其开裂。
[0004]现用的长水口包括本体、渣线和内孔体，长水口本体采用Al2O3‑
C材料，渣线采用Al2O3‑
C，内孔体采用Al2O3‑
SiO2‑
C；不同部位的要求有所不同，长水口本体要求具有良好的抗热震性和足够的常温和高温强度，渣线主要受到碱性覆盖剂和大包下渣的侵蚀，必须具有良好的抗渣性能，内孔体直接受到高温钢水的冲刷和侵蚀，要求具有优异的抗冲刷侵蚀性能。针对一般钢种，长水口的抗侵蚀性都能满足使用要求，但是在浇铸高氧钢时，长水口侵蚀较多，长水口因侵蚀明显扩孔，残厚明显变薄，钢水增碳。这是因为高氧钢的氧含量高，长水口中的C会被氧化，随着氧化脱碳，长水口侵蚀加快。另一方面，高氧钢中含有一定的氧化铁和氧化锰，会与长水口中的Al2O3和SiO2作用形成低熔点相，加快了侵蚀；在浇铸高氧钢时，长水口因侵蚀扩孔严重，不仅钢水碳含量超标，而且影响了连浇炉数的提高。
[0005]目前的技术中也有涉及对于长水口的研究，比如中国专利CN03111025.8公开来一种非预热超低碳钢用长水口及其制作方法，其中非预热超低碳钢用长水口是由以下组份组成：本体材料由鳞片石墨10～35％、碳化硅以及金属硅粉1～10％、熔融石英5～25％、电熔锆莫来石5～15％、白刚玉35～55％；内衬材料由电熔锆莫来石10～40％、镁铝尖晶石40～70％、轻烧α
‑
Al2O
3 5～20％组成；由本体和内衬复合制成长水口，内衬的厚度为1～10mm，内衬材料的导热系数低于8千卡/米。又如中国专利CN03119153.3公开了一种免烘烤无碳长水口，包括本体和内衬1、内衬2，作为免烘烤无碳长水口本体的材质由下列组份组成：磷片石墨，电熔白刚玉，熔融石英，电熔锆莫来石，碳化硅，金属硅粉；作为免烘烤无碳长水口内衬1材质由以下组份组成：电熔镁铝尖晶石，电熔锆莫来石，轻烧氧化铝，金属铝粉；作为免烘烤无碳长水口内衬2材质由以下组份组成：熔融石英，电熔白刚玉，氧化锆空心球，轻烧氧化铝。上述技术中的长水口虽然具有良好的热震稳定性，但是由于其本体内含有一定的熔融石英，因此SiO2与MnO或FeO反应生成低熔点物质，从而降低了材料的抗侵蚀和抗冲刷性能。
[0006]鉴于上述情况，亟待研发一种新的长水口，能够在高氧钢浇铸时具有良好抗侵蚀性，且减少钢水增碳的几率，提高长水口的使用寿命，改善铸坯质量和连铸生产的安全和顺行。

技术实现思路

[0007]针对现有技术中存在的上述缺陷，本专利技术的目的是提供一种高氧钢连铸用长水口，内孔体以尖晶石为主，加入了少量的刚玉和钛酸铝，不含SiO2的成分，在高氧钢浇注时不会产生低熔点相，因此内孔体具有优异的抗冲刷蚀和抗热震性能；长水口本体采用Al2O3‑
C材质，具有良好的抗热震性和足够的常温、耐高温性能；渣线部位采用氧化镁
‑
尖晶石
‑
石墨材质，具有良好的抗渣性能；通过上述原料的成分配比，提高了高氧钢连铸用长水口的抗热震性、抗侵蚀性和抗渣性，且减少了钢水增碳，从而提高了连浇炉数，并有利于改善铸坯质量和连铸生产的安全和顺行。
[0008]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0009]本专利技术提供了一种高氧钢连铸用长水口，包括：
[0010]长水口本体，其原料包含按重量百分比计的如下组分：刚玉70～75％，石墨25～30％；
[0011]内孔体，设于所述长水口本体内部，其原料包含按重量百分比计的如下组分：镁铝尖晶石45～65％，刚玉20～50％，钛酸铝8～15％；
[0012]渣线部位，设于所述长水口本体的下部，其原料包含按重量百分比计的如下组分：电熔镁砂40～60％，尖晶石25～50％，石墨8～15％。
[0013]优选地，所述长水口本体的原料包含按重量百分比计的如下化学成分：Al2O3：60～70％、C：27～32％以及不可避免的杂质；和/或
[0014]所述内孔体的原料包含按重量百分比计的如下化学成分：Al2O3：70～80％、MgO：12～19％、TiO2：3.5～7％、C：3.0～3.8％以及不可避免的杂质；和/或
[0015]所述渣线部位的原料包含按重量百分比计的如下化学成分：MgO：45～70％、Al2O3：18～38％、C：10～18％以及不可避免的杂质。
[0016]优选地，所述长水口本体还包含占其原料总重量5～7.5％的酚醛树脂和占其原料总重量2～4％的抗氧化剂；和/或
[0017]所述内孔体还包含占其原料总重量5～7.5％的酚醛树脂和占其原料总重量2～4％的抗氧化剂；和/或
[0018]所述渣线部位还包含占其原料总重量5～7.5％的酚醛树脂占其原料总重量2～4％的抗氧化剂。
[0019]优选地，所述抗氧化剂为金属硅粉。
[0020]优选地，所述镁铝尖晶石选自烧结镁铝尖晶石或电熔镁铝尖晶石。
[0021]优选地，所述刚玉选自白刚玉或板状刚玉。
[0022]本专利技术的高氧钢连铸用长水口中各个部件原料的设计原理如下：
[0023]长水口本体：长水口本体不与钢水接触，Al2O3‑
C材质具有良好的抗热震性和足够的常温和高温强度，因此可以满足使用要求；
[0024]内孔体是本专利技术的主要创新点之一，因内孔体直接受到钢水的冲刷和侵蚀，必须提高内孔体抗高氧钢的侵蚀能力，镁铝尖晶石熔点2135℃，高温下化学稳定性好，不会与高氧钢发生反应生成低熔点相物质，且具有一定的净化钢水的能力；但镁铝尖晶石的热膨胀系数较大，为8.0
×
10
‑6/℃，如果内孔体全部采用镁铝尖晶石，使用时内孔体会出现开裂，抗热震不能满足要求。为此，本专利技术的内孔体加入少量刚玉和钛酸铝，以改善抗热震性。尤其
是钛酸铝，热膨胀系数只有0.8
×
10
‑
6/℃，可以显著改善内孔体的抗热震性；而且钛酸铝也是高熔点相物质，熔点1860℃。以镁铝尖晶石为主体的内孔体抗钢水冲刷侵蚀性能大大优于现有的Al2O3‑
SiO2内孔体；
[0025]渣线部位主要受到碱性覆盖剂和大包下渣的侵蚀，必须具有良好的抗渣性能；本专利技术的渣线部位采用氧化镁
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高氧钢连铸用长水口，其特征在于，包括：长水口本体，其原料包含按重量百分比计的如下组分：刚玉70～75％，石墨25～30％；内孔体，设于所述长水口本体内部，其原料包含按重量百分比计的如下组分：镁铝尖晶石45～65％，刚玉20～50％，钛酸铝8～15％；渣线部位，设于所述长水口本体的下部，其原料包含按重量百分比计的如下组分：电熔镁砂40～60％，尖晶石25～50％，石墨8～15％。2.根据权利要求1所述的高氧钢连铸用长水口，其特征在于，所述长水口本体的原料包含按重量百分比计的如下化学成分：Al2O3：60～72％、C：27～32％以及不可避免的杂质；和/或所述内孔体的原料包含按重量百分比计的如下化学成分：Al2O3：70～80％、MgO：12～19％、TiO2：3.5～7％、C：3.0～3.8％以及不可避免的杂质；和/或所述渣线部位...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚金甫，高华，蒋鹏，李黑山，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：