[发明专利]一种超高拉速浸入式下水口耐侵蚀材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种超高拉速浸入式下水口耐侵蚀材料，属于连铸耐火材料技术领域。按重量份计算，包括以下成分：氧化锆颗粒40～60份；氧化锆细粉30～45份；氧化锆微粉5～15份；金属粉末添加剂3～8份；结合剂5～10份；氧化锆纤维2～4份。同时本发明还公开了上述超高拉速浸入式下水口耐侵蚀材料的制备方法。本发明通过在配料中添加氧化锆纤维材料，氧化锆纤维能在ZrO₂‑C材料中,能有效形成网状结构,对材料的裂纹起到阻止作用,其稳定性优于传统的ZrO₂‑C材料，同时除保证材料成品热震性能外，其自身在ZrO₂‑C中，是无污染高耐侵蚀氧化锆材料,具有非常优异的耐侵蚀性能,与传统ZrO₂‑C材料比热震性能提高,抗侵蚀效果明显。

技术领域

本发明属于连铸耐火材料技术领域，主要涉及一种超高拉速浸入式下水口耐侵蚀材料及其制备方法。

背景技术

钢铁工业的不断发展过程中，连铸中间包用耐火材料快速发展,为连铸工艺技术的进步提供强有力的支撑。而目前连铸工艺使用的浸入式水口设计方案,一般都以树脂结合的Al₂O₃-C材料为主，为了加强抗侵蚀通常其渣线部位选用氧化锆、石墨等材料,由树脂结合成锆碳质材料，部分添加SiC，Si，Al,B4C等添加剂,来提高材料的抗氧化性能，确保满足连铸工艺要求。但随着转炉冶炼节奏加快，小方坯铸机拉速最高达到5.73m/min，而后续超高拉速连铸生产会成为一种先进连铸工艺或各钢厂追求的常态。在超高拉速生产条件下，为确保坯壳冷却效果及保护渣迅速溶解，保持一定的润滑性，防止卷渣等因素,要求保护渣碱度必须提高，熔点随之降低；为防止高拉速条件下，结晶器内液面波动过大，下水口浸入深度调整只能在10～20mm范围内，同时实际生产过程中，存在中间包底部变形等影响，导致下水口二次渣线不明显，造成几乎接近一道渣线使用。这使得配套浸入式水口的渣线部位(钢水与保护渣交接处)使用条件越来越苛刻。同时传统的ZrO₂-C材料已经不能满足连铸过程的使用要求，一般的下水口生产厂家,通常采取提高氧化锆的含量,来提高渣线材料的抗侵蚀性,但氧化锆的提高,热震性能大幅下降,下水口开裂隐患大大增加,往往下水口刚上线就发生开裂,浇注无法正常进行,达不到连铸生产的长寿命使用要求。若生产厂家在下水口内壁设防开裂层，这样会导致下水口有效壁厚变薄，寿命降低。

发明内容

本发明提供的一种超高拉速浸入式下水口耐侵蚀材料及其制备方法，旨在解决上述背景技术中存在的问题。

为了实现上述技术目的，本发明主要采用以下技术方案：

一种超高拉速浸入式下水口耐侵蚀材料，按重量份计算，包括以下成分：氧化锆颗粒40～60份；氧化锆细粉30～45份；氧化锆微粉5～15份；金属粉末添加剂3～8份；结合剂5～10份；氧化锆纤维2～4份。

其中，所述氧化锆颗粒为电熔氧化锆、电熔稳定氧化锆或钙钇复合稳定氧化锆中的一种或多种。

优选的，按重量份计算，所述氧化锆颗粒的粒度级配为：0.6～0.4mm 10～25份，0.4～0.125mm 35～55份。

进一步的，所述氧化锆颗粒中ZrO₂≥94.0wt％。

本发明中，按重量份计算，所述氧化锆细粉的粒度级配为：0.074～0.044mm 10～25份，0.044mm～0.020mm 20～35份。

更进一步的，所述氧化锆微粉中ZrO₂≥98.5wt％，氧化锆微粉的粒度为3μm。

本发明中，所述结合剂为酚醛树脂，结合剂的粒度为150目，所述金属粉末添加剂为铝、硅混合物，且金属粉末中Al+Si含量大于98％。

本发明中，所述氧化锆纤维为经1400-1800℃高温处理2-4h后形成的纤维，氧化锆纤维耐压强度≥80MPa，抗折强度为达15～20MPa。