本发明涉及的是用于供给熔融金属的附属设备,是一种小方坯连续铸钢用定径水口。 目前在许多浇铸小方坯的连铸设备上,都不采用塞头和滑动水口进行浇铸。这样就失去了调节铸孔直径的功能,所以要求定径水口在极长浇铸时间内的整个过程中必须保持几乎不变的孔径,以保证连续铸钢的稳定拉坯速度。
因二氧化锆和锆英石砂具有高温耐蚀损性和耐磨蚀性,故能保证定径水口孔径不变的要求,但是由于二氧化锆材料价格昂贵,都为小型和复合结构。
一般小方坯连续铸钢用定径水口,有三种类型:(1)整体定径水口(或者叫全均质定径水口),其化学成分均匀,整体性好,使用安全可靠,机压成型,高温烧成,但因二氧化锆消耗量大,所以生产成本高。(2)镶嵌式定径水口(或者叫组合式定径水口),它是由基体和镶嵌体两个部分组成的,两个部分分别成型,高温烧成。烧成后用粘合剂将二者粘合在一起。原料成本低,但生产过程复杂,镶嵌体易偏心,浇钢时易脱落,安全可靠性差。(3)直接复合式定径水口(或者叫结合式定径水口),它是由基体和复合体两部分组成,复合体是用高锆质材料制成的内管荒坯,基体料采用低锆质材料。将内管荒坯放入模具内,外层加基体料共同加压成型为整体;或分别加料一次高压成型,再经高温烧成后使用。此种定径水口使用不安全易炸裂,但其整体性好,成本低。
洛阳耐火材料研究所于1985年4月10日申请了“振动成型直接复合定径水口”专利,申请号为85102743,该专利由于使用Al2O3>46%的矾土熟料作为定径水口的基体料,Al2O3含量较低,所以使用性能较差。锆质复合体使用稳定二氧化锆作原料(ZrO2>95%),须对无定型二氧化锆进行加工处理后才能获得稳定的二氧化锆,这样工艺复杂化了,成本也提高了。同时由于添加CaO等稳定剂使耐火性能也下降了。另外,该定径水口外面包有铁皮,也使加工复杂,成本提高。
鉴于上述存在的问题,本发明的目的是设计一种新型振动加压成型复合定径水口,提高其使用性能,延长寿命,且工艺简单,成本低,使用安全可靠。
为实现此目的,本发明采取的措施及产生的积极效果是:本定径水口的基体料采用一级高铝矾土熟料(Al2O3≥80%)、焦宝石熟料(Al2O3≥44%)、复州半软质粘土(Al2O3≥35%)作为原料,使定径水口的基体含Al2O3高达72~74%,提高了定径水口的使用性能。锆质复合体除使用锆英石砂(ZrO2≥60%)之外,还直接使用无定形二氧化锆(ZrO2≥99.5%)作为原料,不用加工处理成稳定的二氧化锆,这样减少了工艺过程并降低了成本。同时,因无CaO等稳定剂的有害影响,所以提高了耐火性能。本定径水口外面不包有铁皮,采用振动加压成型,提高了水口的强度。
下面结合附图和实施例对本发明进行详细介绍:
附图是振动加压成型复合定径水口的结构图。
如附图所示,振动加压成型复合定径水口是由(1)基体、(2)复合体组成地。
复合体(2)是以锆英石砂(ZrO2≥60%)和无定形二氧化锆(ZrO2≥99.5%)为原料;粒度配比为>0.045mm和<0.045mm分别各占50~55%和50~45%;其中<0.045mm者以任意比例配加无定型二氧化锆;结合剂使用磷酸溶液,外加量2.5~4%;用液压机成型后,于1550~1650℃下烧成圆管体。
基体(1)是由一级高铝矾土熟料(Al2O3≥80%)、焦宝石熟料(Al2O3≥44%)、复州半软质粘土料(Al2O3≥35%)、外加10~14%磷酸溶液结合剂组成的基体料制成的;其粒度配比为:<3mm者占60%,其中高铝矾土熟料与焦宝石熟料的比为75∶25,<0.088mm者占40%,其中高铝矾土熟料∶焦宝石熟料∶复州半软质粘土为75∶12.5∶12.5。
振动加压成型复合定径水口的制造过程是:将预制好的管状锆质复合体置于模具中,然后加入基体料,在本公司自行研制的振动加压成型机上成型,停振后即可脱模,并于350~550℃下低温烧成后制成制品。
本发明振动加压成型的复合定径水口,其基体料是由三种原料配制而成的,使基体(1)的Al2O3含量高达72-74%,另外复合体直接使用无定型二氧化锆原料,一方面不用加工处理,使工艺简单、成本低,另外因无CaO等稳定剂的不良影响,所以使性能提高了。其使用寿命超过7个小时。
由于使用本公司特制的振动加压成型机成型,大大提高了定径水口的强度。
实施例
使用ZrO2含量为62%的锆英石砂和ZrO2含量为99.5%的无定形二氧化锆原料;粒度配比为:>0.045mm和<0.045mm者各占50%,其中<0.045mm者中无定形二氧化锆占70%;外加4%浓度为60%的磷酸溶液结合剂,在液压机上成型后于1550~1650℃下烧成圆管状复合体(2)。
基体料选用Al2O3含量为80%的一级高铝矾土熟料、Al2O3含量为45%的焦宝石熟料、Al2O3含量为35%的复州半软质粘土为原料;粒度配比是:<3mm者占60%,其中一级高铝矾土熟料占75%,焦宝石熟料占25%,<0.088mm者占40%,其中一级高铝矾土熟料占75%,焦宝石熟料和复州半软质粘土各占12.5%,外加14%浓度为60%的磷酸溶液结合剂。
将预制好的复合体(2)置于模具中固定,再加入混合好的基体料,在振动加压成型机上施加固定压力并振动成型,停振脱模后,以350℃加热处理即为制品。
此振动加压成型复合定径水口在鞍钢第二炼钢厂六流小方坯连铸机上使用,记录到最长的浇铸时间为7小时17分和7小时5分。