一种连铸用高强、增韧氧化锆定径水口及其制造方法技术

本发明专利技术涉及耐火材料技术领域，尤其为一种连铸用高强、增韧氧化锆定径水口及其制造方法，其原料组份质量百分比为：氧化钇为1.8～2.4％，碱式碳酸镁为2.5～4％，氮化硼纳米片为0.08～0.1％，纳米氧化镁为0.3～0.5％，纳米氧化铝为0.5～0.8％，PVA胶水为8～9％，余量为氧化锆，本发明专利技术通过设计采用纳米级原料使其纳米特性烧制后仍部分存在，添加剂组分生成的晶体大小、含量及液相区分布对锆制品的高强、增韧、超微孔结构效应影响很大，控制共混、造粒、烧制等使纳米晶粒生成、扩散在适当的液相区范围内，可有效增强锆制品的抗冲刷、抗热震性能，且能有效避免结瘤的生成，同时设计了一套完善的、切实可行的纳米原料掺杂的锆制品制备方案，提高液相区的稳定性、抗冲刷性。抗冲刷性。抗冲刷性。

【技术实现步骤摘要】
一种连铸用高强、增韧氧化锆定径水口及其制造方法


[0001]本专利技术涉及耐火材料
，具体为一种连铸用高强、增韧氧化锆定径水口及其制造方法。

技术介绍

[0002]氧化锆定径水口是一类十分关键的连铸工艺用功能性耐火材料制品，在使用过程中起到控流作用，控制中间包中的钢水连续、稳定的流向结晶器，稳定结晶器内的钢水液面高度，进而保持拉坯速度并提高连铸工作效率和产品质量，延长连铸浇铸炉数的同时提高中间包的使用寿命。
[0003]氧化锆定径水口在使用过程中，承受着严重的机械冲刷、化学侵蚀和应力剥落。其性能的评价常采用第二抗热应力断裂因子R'来评价，其理论核心为氧化锆定径水口材质的气孔率越低，晶粒尺寸越小，材料的强度越大，性能越好。同时需要具有良好的热震性能，减缓钢水对定径水口接触面的瞬间热冲击和冲刷，避免造成接触面微裂纹的生成，以及在使用过程中微裂纹的扩大甚至局部脱落。因此，具有高强度、低气孔率、小晶粒、高韧性是显著提高氧化锆定径水口使用寿命的关键。
[0004]综上所述，本专利技术通过设计一种连铸用高强、增韧氧化锆定径水口及其制造方法来解决存在的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种连铸用高强、增韧氧化锆定径水口及其制造方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种连铸用高强、增韧氧化锆定径水口，其原料组份质量百分比为：氧化钇为1.8～2.4％，碱式碳酸镁为2.5～4％，氮化硼纳米片为0.08～0.1％，纳米氧化镁为0.3～0.5％，纳米氧化铝为0.5～0.8％，PVA胶水为8～9％，余量为氧化锆。
[0008]作为本专利技术优选的方案，所述的定径水口原料组份中，氧化钇为2.1％，碱式碳酸镁为3.1％，氮化硼纳米片为0.09％，纳米氧化镁为0.4％，纳米氧化铝为0.61％，PVA胶水为8.7％，余量为氧化锆。
[0009]作为本专利技术优选的方案，所述的氧化钇为工业级；碱式碳酸镁为工业级；氮化硼纳米片片径为0.1～0.4μm，BN含量为98wt％；纳米氧化镁平均粒径为20nm，近球形，比表面积>42m2/g，MgO含量为98wt％；纳米氧化铝平均粒径为10～15nm，γ相，比表面积>120m2/g，Al2O3含量为99.9wt％；PVA胶水中干基PVA的浓度为5wt％。
[0010]一种连铸用高强、增韧氧化锆定径水口的制造方法，其具体步骤如下：
[0011]步骤1，依重量百分比称取氧化钇、碱式碳酸镁、氧化锆作为球磨物料，装入聚氨酯球磨罐，加入氧化锆质磨球，在转速为160
±
10r/min的条件下磨至325～400目，形成预混料A，预混料A的混合均匀度变异系数小于2.5％；
[0012]步骤2，将预混料A进行焙烧，焙烧温度为1470
±
25℃，焙烧时间为8
±
0.5h，冷却后再次球磨至325～400目，形成预混料B；
[0013]步骤3，依重量百分比称取45％的预混料B与无水乙醇进行湿法研磨后干燥，粒度磨至8000～10000目，形成预混料C；
[0014]步骤4，依重量百分比称取氮化硼纳米片、纳米氧化镁、纳米氧化铝、PVA胶水，混合后先进行低速搅拌，搅拌速度为1000r/min，搅拌时间为15min，之后进行高速搅拌，搅拌速度为3500r/min，搅拌时间为45min，形成预混料D；
[0015]步骤5，将余下的预混料B、预混料C、预混料D进行充分混合后造粒，然后装入模具中，采用150t液压机压制成型，形成定径水口素坯；
[0016]步骤6，将素坯自然干燥24小时后，置于110℃烘箱中干燥20
±
2h，再放入1725
±
5℃的电炉中烧结7h，制成定径水口；
[0017]步骤7，降温后，进行局部打磨、测试、包装，入库，进行销售。
[0018]作为本专利技术优选的方案，所述步骤5中在混合的同时进行超声波振动。
[0019]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0020]1、本专利技术中，通过采用纳米级原料使其纳米特性烧制后仍部分存在，添加剂组分生成的晶体大小、含量及液相区分布对锆制品的高强、增韧、超微孔结构效应影响很大，控制共混、造粒、烧制等使纳米晶粒生成、扩散在适当的液相区范围内，可有效增强锆制品的抗冲刷、抗热震性能，且能有效避免结瘤的生成。
[0021]2、本专利技术中，通过设计了一套完善的、切实可行的纳米原料掺杂的锆制品制备方案，可有效地对制品结构和液相区结构形态进行受控设计，解决了锆制品强度与抗热震性难以同时提升的难题，提高液相区的稳定性、抗冲刷性，从而具有高强、增韧的特性，具有良好的热震性能，可显著延长水口的使用寿命。
附图说明
[0022]图1为本专利技术氧化锆中液相区及纳米晶粒分别结构示意图。
具体实施方式
[0023]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例,基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0024]为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述,给出了本专利技术的若干实施例,但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例,相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容更加透彻全面。
[0025]需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件,当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件,本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
[0026]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的
技术人员通常理解的含义相同,本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术,本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0027]实施例，请参阅图1，本专利技术提供一种技术方案：
[0028]一种连铸用高强、增韧氧化锆定径水口，其原料组份质量百分比为：氧化钇为1.8～2.4％，碱式碳酸镁为2.5～4％，氮化硼纳米片为0.08～0.1％，纳米氧化镁为0.3～0.5％，纳米氧化铝为0.5～0.8％，PVA胶水为8～9％，余量为氧化锆。
[0029]所述的定径水口原料组份中，氧化钇为2.1％，碱式碳酸镁为3.1％，氮化硼纳米片为0.09％，纳米氧化镁为0.4％，纳米氧化铝为0.61％，PVA胶水为8.7％，余量为氧化锆。
[0030]所述的氧化钇为工业级；碱式碳酸镁为工业级；氮化硼纳米片片本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种连铸用高强、增韧氧化锆定径水口，其特征在于，其原料组份质量百分比为：氧化钇为1.8～2.4％，碱式碳酸镁为2.5～4％，氮化硼纳米片为0.08～0.1％，纳米氧化镁为0.3～0.5％，纳米氧化铝为0.5～0.8％，PVA胶水为8～9％，余量为氧化锆。2.根据权利要求1所述的一种连铸用高强、增韧氧化锆定径水口，其特征在于，所述的定径水口原料组份中，氧化钇为2.1％，碱式碳酸镁为3.1％，氮化硼纳米片为0.09％，纳米氧化镁为0.4％，纳米氧化铝为0.61％，PVA胶水为8.7％，余量为氧化锆。3.根据权利要求1所述的一种连铸用高强、增韧氧化锆定径水口，其特征在于，所述的氧化钇为工业级；碱式碳酸镁为工业级；氮化硼纳米片片径为0.1～0.4μm，BN含量为98wt％；纳米氧化镁平均粒径为20nm，近球形，比表面积>42m2/g，MgO含量为98wt％；纳米氧化铝平均粒径为10～15nm，γ相，比表面积>120m2/g，Al2O3含量为99.9wt％；PVA胶水中干基PVA的浓度为5wt％。4.根据权利要求1所述的一种连铸用高强、增韧氧化锆定径水口的制造方法，其具体步骤如下：步骤1，依重量百分比称取氧化钇、碱式碳酸镁、氧化锆作为球磨物料，装入聚氨酯球磨罐，加入氧化锆质磨球，在转速为160
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【专利技术属性】
技术研发人员：魏振国，李洪波，李胜春，李维锋，李勇伟，马四凯，张小星，
申请(专利权)人：上海新泰山高温工程材料有限公司，
类型：发明
国别省市：