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炼钢水口的结构及所用耐火材料的性能要求

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炼钢水口的结构及所用耐火材料的性能要求

发布日期:2018-03-02 00:00 来源:http://www.zzkrnc.com 点击:

滑动水口用耐火材料

滑动水口包括上、下水口砖和上、下滑板等制品,安装在盛钢桶底的外部,并借助于驱动结构移动滑板,达到节流钢水的目的。与传统的塞棒系统相比,其操作安全可靠,节省耐火材料,因此得到了广泛应用。

炼钢水口的结构及所用耐火材料的性能要求

炼钢水口用耐火材料的使用性能要求

上滑板砖与上水口砖紧密配合,下滑板砖为移动式,并与下回扣转紧密相连。上、下滑板砖工作面接触严密,其平滑度为0.02~0.03mm,整个滑动水口系统由金属结构固定在盛钢桶底部,采用液压或机械驱动机构推动下滑板作直线旺夫运动。当滑板上的铸口错开时,盛钢桶可盛钢,反之则铸钢,并以铸口的重合程度,控制钢水流量。滑动水口承受钢水的冲刷和急冷急热的作用,致使滑板产生裂纹、铸口变大难以控制钢流,其使用寿命较低,一般为10~60次。

自回转式滑动水口得到了应用以来,其结构特点是上、下滑板砖呈圆形,借助于驱动机构,使之沿圆周方向作回转运动。在转动的下滑板上,设有数个(常用两个)直径不同的铸孔,可根据盛钢桶内钢水静压头及其铸孔孔径的变化,灵活调节铸钢的流速,也很少出现漏钢现象。在大型转炉和超高功率电炉用的盛钢桶上,采用回转式滑动水口铸钢,其水口平均使用寿命为30~60次,有时达100~120次;在连铸中间罐上,也采用滑动水口控制钢水流速,并有取代塞棒系统的趋向。

长水口用耐火材料

为避免钢水从盛钢桶注入中间罐过程中的二次氧化,盛钢桶集流式水口的下端安装有长水口。为了避免从接头处吸入空气使钢水再氧化和吸氮,新的发展是采用“零度空气吸入式水口”装置。对长水口主要要求是良好的抗热震性,并能采取吸氮保护措施。常用的材质为熔融石英及铝碳质两种,前者因热膨胀低,无需预热可直接浇注,但冷至1000℃以下时会出现裂纹,铝碳质长水口成本较高,需预烘烤方可使用,但抗渣蚀性较强,可多次使用。在铝碳质长水口的渣线部位镶以耐侵蚀性强的铝碳质材料,使用效果良好。涂抗氧化釉可改善其抗氧化性,采用钢纤维,甚至碳纤维补强,可明显降低裂纹生成的敏感性,适用于多炉连铸工艺,使用寿命达4h以上。

保护渣对浸入式水口外表的侵蚀是影响使用寿命的关键,采用烧结的氧化锆或氧化锆-碳质渣线套可保护铝碳质主体不受保护渣的侵蚀,并内镶SiC-C-BN内环提高其抗侵蚀性能,20世纪90年代初开始开发不吹氩、无堵塞新一代浸入式水口,据报道以Al2O3-Sialon-石墨作内衬的浸入式水口,不吹氩可进行多炉连浇。但不吹氩、无堵塞的新一代浸入式水口仍处于探索攻关阶段。为适应接近最终形状板坯及小方坯连铸的需要,各种新型浸入式水口正在开发。

定径水口用耐火材料

定径水口用于小方坯的浇铸,借助出口的孔径来调节浇注速度,因此要求口径处耐冲蚀,基本上保持恒定。定径水口一般用锆英石或氧化锆制造,其中ZrO2含量为60%~95%,亦可用锆英石石墨制造。为保证热稳定性,采用薄壁结构的镶衬套在水口本体中以降低热应力。为防止浇铸含铝量高的钢种时造成的堵塞,研制了CaO定径水口与CaO型和ZrO2镶嵌型的定径水口。为减少钢液的二次氧化,定径水口将逐渐采取浸入式。中国主要是使用ZrO2-ZrSiO4质定径水口镶衬复合水口,其中ZrO2含量为60%~75%。

由于连续铸钢技术正朝着提高效率、降低能耗、降低成本及扩大浇铸品种的方向发展,因此,对耐火材料提出了新的要求。今后应解决Al2O3的堵塞问题,开发无需烘烤的铝碳质水口,研制薄壁异型及超薄壁浸入式水口以及高级复合滑板,并不断开发高级新型耐火材料。


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