[发明专利]非氧化物增强的浸入式水口渣线料

说明书

技术领域

    本发明涉及炼钢连铸中间包用浸入式水口。 

背景技术

浸入式水口作为连铸用关键功能耐火材料，是连接中间包和结晶器的最后一个连铸功能耐火材料产品。连铸生产时，浸入式水口的使用寿命主要受其制作材料的抗热震性能、机械强度、耐高温钢水冲刷性能、抗渣侵蚀性能以及保证钢水通过畅通的防堵塞性能等因素的制约。 

连铸用浸入式水口在浇铸铝镇静钢种时，在水口内壁部位易产生A1₂O₃的附着，严重影响和限制了连铸生产的效率和质量。浸入式水口的堵塞会使得连铸拉速被迫降低，缺流乃至造成停浇，不但影响生产效率，增加成本，更为严重的是由此带来许多质量问题。水口内粘附的堵塞物会引起偏流、结晶器液位波动，产生铸坯表面质量缺陷；冲刷剥落下的堵塞物会被卷入到钢水内或上浮到保护渣中，改变保护渣的成分使其性能恶化，造成铸坯质量缺陷。 

目前在浸入式水口渣线处普遍采用ZrO₂ - C材料，渣线部位的渣线侵蚀损毁是影响水口寿命的主要因素。而ZrO₂采用的稳定剂是CaO ，CaO与渣中的侵蚀性成分如SiO₂ 等酸性氧化物反应并脱溶，致使部分稳定的氧化锆迸裂转化为细小的单斜氧化锆。细小的单斜ZrO₂颗粒被冲蚀到渣液中，从而造成渣线处材料的侵蚀。若渣液中有明显的ZrO₂小颗粒存在，说明渣液对ZrO₂颗粒侵蚀程度很小，主要是失去碳的保护后被渣液裂解和冲蚀的侵蚀作用。这种由渣液沿晶界的渗透所造成的细小颗粒的单斜ZrO₂裂解是个渐进的过程，ZrO₂的粒度组成应对抗渣性有较明显的影响。因此目前浸入式水口（SEN）渣线材料抗侵蚀性的提高都是从两方面进行，—方面是减缓石墨的氧化和向钢液中溶解的速度，另—方面是提高ZrO₂颗粒抗渣液渗透的能力。 

在满足热震稳定性的前提下，浸入式水口渣线材质抗结晶器保护渣的侵蚀性能和水口内壁抗Al₂O₃附着结瘤的性能是决定浸入式水口使用寿命长短的关键因素。 

现有的浸入式水口渣线处采用ZrO₂ - C 材料的渣线侵蚀损毁主要表现在渣线处部位局部侵蚀严重，形成缩颈，严重时则会断裂。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种非氧化物增强的浸入式水口渣线料，该浸入式水口渣线料具有良好的抗侵蚀性能与防堵塞性能；能有效降低钢液的增碳，更适合低碳钢和超低碳钢的生产。 

    本发明是这样实现的： 

一种非氧化物增强的浸入式水口渣线料，该浸入式水口渣线料的成分按质量百分比计为：ZrB₂：5.5~8%，m-ZrO₂：75~78%，石墨：6~8%，Al：2~3%，O′-Sialon：5～6.5%，Y₂O₃-PSZ：1.0～2.0%，其余为杂质；外加改性树脂结合剂：8～10%。

本发明通过复合非氧化物ZrB₂防堵内衬使用O′-Sialon，实现氧化物与非氧化物在性能方面的复合与优化，并通过适当降低石墨加入量，显著提高渣线材料的抗侵蚀性能与防堵塞性能；通过单渣线浇铸，侵蚀速率只有0.030mm/min，是现有的浸入式水口渣线料采用ZrO₂ - C质的侵蚀速率为0.064mm/min的一半。本发明的浸入式水口渣线料能减少结晶器的液面波动，降低了水口的更换次数，能满足浇铸品种钢480分钟以上的高效多炉连铸要求，同时也减少了向钢液的增碳，更适合低碳钢的浇铸。