[发明专利]一种浸入式水口耐火材料的制造方法

说明书

本发明涉及一种耐火材料的制造方法，尤其是薄壁、可防止AL₂O₃沉积的浸入式水口的制造方法。

连铸用浸入式水口防Al₂O₃沉积或堵塞是连铸工艺稳定的必然要求，Al₂O₃堵塞的原因是因为钢水中的Al₂O₃析出或水口中的SiO₂、SiC等与钢水中的Al反应并沉积在水口内壁的结果(即水口结瘤)，这一堵塞无论对一般连铸或薄板坯连铸都是未完全解决的问题，现有技术中主要有以下几种解决方案：

1．采用吹气型复层结构，这是目前水口抗Al₂O₃沉积最常用的方法，水口结构复杂。对于薄板坯连铸，由于所用的薄壁水口其本身的管壁已很薄，显然无法采用此结构。

2．水口保温，Al₂O₃析出是由于钢水温度下降，钢中的Al达到饱和状态给Al₂O₃析出创造了条件，在水口外壁包上陶瓷纤维层，以减少浸入式水口内钢水热损失，有利于抗Al₂O₃沉积。这终究是一种辅助方法，对于薄板坯连铸，这种措施同样受薄壁限制。

3．在水口内壁材质上进行改进，选用与附着Al₂O₃反应形成低熔物的材料，低熔物可被钢水冲掉，即可防止Al₂O₃堵塞。日本专利特开昭57-71860，62-288161，特开平4-224061均提出了在水口材料中引入CaO的方法，即选用CaO-ZrO₂-C系材料，以形成Al₂O₃-CaO-ZrO₂系低溶物，达到防止Al₂O₃沉积的目的，这类技术材料中CaO含量高，原料和制品均易水化解体。中国专利CN1112909A公开了一种防Al₂O₃沉积堵塞的水口材料，即在ZrO₂-C材料中加入氟化钙，这是以部分牺牲水口寿命为代价采用熔损方法达到抗Al₂O₃沉积的目的，对于壁本身不厚的薄壁水口，用熔损方法显然不适宜。

美国专利4804644公开了一种“陶瓷材料”，是由锆英石、氮化硅、氧化铝和助烧结剂如氧化钇或镁铝尖晶石等经等静压，于是1500-1750℃下烧结，得到O′-Sialon基体中均匀分布着ZrO₂陶瓷材料，该材料抗AL₂O₃沉积性能优良，但抗侵蚀、抗钢水冲刷能力较差，不能适应薄壁水口的工艺要求。

本发明的目的是得到一种浸入式水口耐火材料的制造方法，该材料与Al₂O₃反应性差、结合性小，又有较强的抗钢水冲刷、侵蚀性。

本发明的目的是这样实现的：

一种浸人式水口耐火材料的制造方法，是由水口本体和水口内部的防堵塞复合层两部分复合而成，防堵塞复合层的制造方法为：用锆英石、氮化硅、镁铝尖晶石及烧结助剂为原料，混匀后经等静压成型，于1500-1750℃在非氧化性气氛中烧成陶瓷复合砂，将该复合砂破碎、筛分成所需粒度规格，并按下列成份(重量)：复合砂：25-45％，稳定性氧化锆：20-35％，天然鳞片石墨：10-25％，酚醛树脂：5-8％，阿隆即Alon：5-10％，混匀碾泥后，与水口本体复合，用等静压成形后烧结，即可制成所需的浸入式水口。

制造复合砂的原料成分(重量)为：锆英石：35-55％，氮化硅：20-50％，镁铝尖晶石：1O-20％，烧结助剂：2-8％。

烧结助剂为氧化钇、氧化铝、氧化镁、氧化钙、氧化硅中的任一种或以上添加物的任意组合。

下面对本发明做进一步详述。

本发明制造的复合砂，是由锆英石、氮化硅、镁铝尖晶石、三种材料添加烧结助剂做原料，各组分的含量和作用为：

锆英石：35-55％(重量百分比，以下同)，可提高材料的抗侵蚀能力，过高则使抗Al₂O₃沉积性变差，且在烧结时易造成过烧，过低使烧结时致密度低。