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浸入式水口和長水口用耐火材料的性能要求

作者:鄭州超裕耐材 發布時間:2023-03-21 11:21:00 點擊量: 403

浸入式水口和長水口用耐火材料的性能要求,在連鑄法澆鋼過程中,鋼水從盛鋼桶下水口注中間包的導流管稱為長水口,從中間包注入結晶器的導流管則叫作浸入式水口。這兩種水口的作用是防止鋼水的氧化和飛濺,后者還能調節結晶器內的鋼水流動狀態,防止裹進粉末保護劑和非金屬夾雜物,以利于提高鋼的質量。

下圖浸入式水口和長水口的示意圖。圖中a~d浸入式水口,ab為一體型,即下水口與浸入式水口連為一體,cd則是分離的;e為長水口。

 圖 5-15.png

從上圖巾看出,這些水口磚均為圓筒狀,澆鋼時,下端浸沒在鋼水面之下,桶壁外側與空氣直接接觸,并受熔渣侵蝕,中間流鋼水。水口磚的工作條件十分惡劣,對耐火材料的具體要求如下1)熱震穩定性好,能抵抗溫度驟變和溫差大的作用;2抗鋼水沖刷能力強,在澆鋼過程巾鑄口蝕損較少;3抗渣性好,特別是浸入式水口應能抵抗合成渣的侵蝕;4有優良的高溫強度,即在鋼水高溫和流動的作用下不變形,鑄口分岔處或吹氣體時也能具有較高的抗沖擊能力。

浸入式水口和長水口用的耐火材料,過去一般采用熔融石英質材料制作,其工藝要點是將熔融石英磨細,制成泥漿后再注。石膏模內成型,在38~42℃的條件下干燥三天,然后送隧道窯中燒成。該制品的特點是熱震穩定性好,不經預熱也可與鋼水直接接觸,導熱性低,可消除鑄口內鋼水凝固的現象,但澆鑄高錳鋼時損毀較快。蘇聯熔融石英質浸入式水口,長為600~850毫米,鑄口直徑為140~150毫米,壁厚為30~40毫米,其上端呈喇叭口形,下端留有1~2個鑄孔。根據鋼種的不同,使用壽命也不同,每根水口一般能澆鑄180~300噸鋼水。

目前,由于采用多流澆鋼和生產高純鋼及高錳鋼等鋼種,熔融石英質水口受到嚴重侵蝕,而且影響鋼的質量。因此,各國普遍采用鋁碳質材料制作浸入水口和長水口,其工藝要點是將鱗片狀石墨和氧化鋁或剛玉等材料破粉碎后,用焦油或改性酚醛樹脂作結合劑,經過造粒,采用等靜壓機以1000公斤/厘米左右的高壓成型后,在還原氣氛中燒成,然后進行外表面加工并涂抹防氧化劑。該制品的特點是碳鍵形成連續網狀結構,因此抗鋼水沖刷和熱沖擊的能力強,同時外形尺寸準確,成品率高,但導熱性較大,易掛渣掛鋼,堵塞鑄口。日本鋁碳質水口應用十分廣泛,約占整個水口90%以上。為了防止鑄口堵寒和延長使用壽命,可以吹氬氣以保證鋼流暢通,渣線處用熔融石英或鋯英石質材料做成環狀或雙層保護套,能連續使用七個小時,澆鑄3~10爐鋼。

 表 5-18.png

上表為各國浸入式水口和長水口的主要性能。應當指出,在制造鋁碳質水口時,一般均加入金屬硅,以便與碳反應生成SiC,提高使用壽命。例如,蘇聯鋁碳質浸入式水口的配料組成如下剛玉55%,粘土15%,鱗片狀石墨20%,碳化硅7%,金屬硅3%。從表中看出,我國熔融石英水口的體積密度比國外小,而顯氣孔率較大。另外,我國浸入式水口的防氧化涂層和抗渣蝕保護套,尚處于研制階段。

蘇聯采用粘土一石墨質浸入式水口,每根能澆注180~350普通鋼,鋼流穩定,可使鋼水中非金屬夾雜物的含量減少50~70%;采用高鋁一石墨質浸入式水口,每根能澆注250~550噸普通鋼、澆注錳鋼150~300。另外,也試用了鎂質與鋯英石質浸入式水口。

我國采用高鋁石墨質浸入水口,澆注錳鋼時,平均使用壽命為3小時左右,澆鋼量150噸,最高時為210噸。

采用鋁碳質浸入式水口,能滿足多流連鑄的需要,雖有鑄口堵塞現象的發生,可以通過吹入氙氣等惰性氣體加以解決。下圖為吹氬方式示意圖。氬氣耗量一般為3~25/分。其中,圖a塞棒吹氬,操作方便;b透氣磚吹氬;c浸入式水口縫隙吹氬,效率高;d為上水口縫隙吹氬,最適用于滑動水口澆鋼。

圖 5-16.png

為了加強密封,鋁碳質長水口磚與下水口磚的連接處間隙,一般采用金屬件固定。同時,用透氣磚封嚴并吹氬氣保護,這樣能連續澆鋼約為10爐次。

日本采用鋁碳質浸入式水口磚澆鋼時,為了防止鑄口內表面附著鋼水的氧化鋁析出物堵塞鑄口,防止或減少氧化劑對水口渣線部位的侵蝕,將浸入式水口制成復合型(下。本體為鋁碳質材料,渣線處襯體為鋯英石一石墨質材料,鑄口內工作層用SiO2含量為99%的熔融石英質材料制成。該水口不吹氬,可連續使用180分鐘,而普通鋁碳質浸入式水口僅能使用120分鐘。

圖 5-17.png



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