[发明专利]方圆坯连铸用增韧氧化锆陶瓷中间包水口及其生产工艺

说明书

本发明涉及钢铁连铸技术领域，尤其涉及方圆坯连铸用增韧氧化锆陶瓷中间包水口,包括氧化锆陶瓷内衬和耐火材料外套；氧化锆陶瓷内衬，包括以下重量份的原料：60～80%稳定度的稳定氧化锆10～60份、单斜相氧化锆35～90份、α‑Alsubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;微粉2～17份、碳化硅微粉1～11份、氮化硼微粉1～3份、氧化镁微粉1～6份、氧化钇微粉1～2份；耐火材料外套，包括高铝均化料或高铝矾土。该中包水口的使用寿命长，不但可以提高中间包的使用寿命，提高连铸机产能/作业率，提高钢水收得率，改善连铸坯质量，还能够使得吨钢中间包耐火材料消耗明显下降，节约成本。

技术领域

本发明涉及钢铁连铸技术领域，尤其涉及方圆坯连铸用增韧氧化锆陶瓷中间包水口及其生产工艺。

背景技术

现代钢铁生产，无论是自铁矿石烧结开始的长流程工艺还是自废钢冶炼开始的短流程工艺，冶炼完成的钢水均通过连铸机铸造成可直接用于轧钢的连铸坯，以便轧制成各种商品钢材。

钢铁连铸，是通过连铸机完成的，连铸机由大包迴转台、中间包、结晶器、二冷区、拉矫机、铸坯定尺切割装置、去毛刺喷号装置等组成；冶金炉冶炼完成的钢水注入盛钢桶（大包）后吊运到连铸机大包迴转台上，大包迴转台将大包钢水迴转到中间包上方，通过滑动水口、长水口注入中间包，中间包内的钢水经夹杂物上浮、温度均化后，通过塞棒与中间包水口配合开关控流，经挂在中间包底部的浸入式水口，注入结晶器，结晶器内的钢水在高压冷却水的强冷作用下冷凝成具有一定厚度坯壳、带有液相芯的钢坯，拉矫机通过引锭杆将连铸坯通过气雾冷却二冷区向下拉坯矫直，完全冷凝固化的、达到定尺长度的连铸坯被铸坯切割装置切断，经去毛刺喷号等精整工序送入冷床冷却后装运到仓库或直接热送到轧钢厂热轧。

中间包是连铸机的核心组成部分，主要承担钢水净化、成份/温度的均匀化、向各个结晶器分流、控制注入结晶器钢水流量、暂存钢水以保持铸造连续化等功能。

因为结晶器和二冷区的冷却强度的设计参数不同，每台连铸机不同断面的各铸流的拉坯速度都被限定在规定范围内（超过规定范围会导致铸坯拉不动、裂纹或拉漏），因此，自中间包注入结晶器的钢水流量必须持续稳定在限定范围内，并可以根据铸坯的凝固状态随时调节。

小方坯、小圆坯连铸机（断面尺寸为150²或Ø150以下）连铸作业，一般使用安装在中间包底部的“定径水口”控流，不使用塞棒配合，只通过定径水口的内径尺寸和中间包内的钢水液面深度控制钢水流速，称之为“敞开式浇铸”。定径水口由上水口和下滑块两部分组成，上水口埋入中间包底部，在整个连铸过程中不可更换，目前主流的锆质小方坯上水口最高使用寿命一般在30～50个小时，超过这个时间就需要更换整个中间包；而下滑块的内孔在使用中被钢水冲刷扩大到结晶器拉坯速度上限的时候，可以快速更换一只新的下滑块。下滑块目前的最高使用寿命一般为8小时左右。更换下滑块时，对应的约两米长的铸坯因过程卷渣夹杂超标，需切割回炉。

断面尺寸大于150²或Ø150的方圆坯连铸时，大部分不采用能够快速更换“下滑块”的“定径水口”，而是在中间包水口上方吊挂塞棒，中包水口碗口与塞棒棒头配合起开关和控流作用。这一类中包水口埋入中间包包底，连铸过程中无法更换，因此，随着通钢量的提高，塞棒与中包水口配合，无法控制钢水流量后只能中断连铸作业。该种控流模式的中间包水口使用寿命一般只有16～28小时。

现有中间包寿命较短，需要频繁更换，不仅耗材成本较高，而且更换过程需要暂停生产，且会废弃一部分钢料，使得连铸机产能和作业率、钢水收得率难以得到提升。

提高中包水口的使用寿命、解决中间包水口寿命这个“卡脖子”问题，不但可以同步提高中间包的使用寿命，提高连铸机产能和作业率，提高钢水收得率，改善连铸坯质量，而且，吨钢中间包耐火材料消耗可以明显下降。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的方圆坯连铸用增韧氧化锆陶瓷中间包水口及其生产工艺。