钢铁连铸设备用耐火材料(续)——侵入式水口以及近终形连铸用耐火材料,由科瑞耐火材料厂收集分享。
(3)在水口内吹Ar避免Al2O3粘在水口壁并带走Al2O3。这一办法虽然可减轻水口的堵塞,但此时吹氩,会使钢坯产生针孔,影响钢的质量。此外,这一方法在薄壁侵入式水口上难于实行。
(4)选用与Al2O3晶体界面张力大的材质作水口内壁,使Al2O3难于粘在水口上。例如在水口内壁采用BN-AIN-C或O’-Sialon-ZrO2-C层。这一方法确实能减少水口堵塞,但由予这些材料人贵,至今尚难推广。
O’-Sialon是Al2O3溶解于Si2N2O的固溶体,即以部分Al、O取代Si、N而形成的,其通式为Si2-xAlxN2-x()1+x(0<x≤0.3),通常是由Si3N4、SiO2与Al2O3粉反应烧结制备的。O’-Sialon-ZrO2又简称O-ZrO2,是由Si3N4与锆英石(或ZrO2与SiO2粉)加Al2O3与Y2O3粉于1600~1700℃反应烧结的。Al2O3与Y2O3可促进溶解一沉积与液相烧结。O’-Sialon-ZrO2的显微特征是O’-Sialon针状结晶形成交织网络结构,ZrO2均匀分散其中,O’ZrO2具有很高的常温与高温强度,并抗金属熔体的侵蚀。O’-ZrO2抗钢液中Al2O3沉积的机理尚不十分清楚。
(5)采用能与Al2O3形成低熔物的材质,可避免堵塞。例如采用CaO-ZrO或CaO-ZrO2-C质浸入式水口内壁。由于钢中Al2O3易与CaO形成CaO-Al2O3或CaO-Al2O3-ZrO2低熔物而被钢流带走,避免堵塞。这一方法确有较好效果。统计结果表明,在这种水口内壁沉积的Al2O3,其厚度只有通常Al2O3-C质水口内壁沉积的Al2O3的50%。
奥加里(Ogari)研究过CaO-ZrO2-C质浸入式水口中适宜的CaO含量。认为CaO含量不能大于27%,也不要低于20%。CaO·ZrO2均理论组成为:CaO31.4%,ZrO268.6%。CaO多了会水化,因此ZrO2的含量要大于锆酸钙的理论含量,使其矿物组成为:CaO·ZrO2+稳定ZrO2。
南达乔夫斯基(Nadachowski)研究了ZrO2-2CaO·SiO2后认为,该材料可用来作浸入式水口。
(6)改进水口中孔形状。当中间包采用滑动水口控制钢流流量、滑动水口处于不全开时,钢流会在浸入式水口中孔内产生偏向。偏向造成钢流在水口中孔内散流与不规则流动,引起Al2O3沉积和水口堵塞。为此,提出了采用中孔呈台阶式的环状浸入式水口对钢流连行整流,防止水口堵塞的办法。
(7)采用电磁技术,使钢流旋转。借助Al2O3晶体与钢液密度上的差异,Al2O3因向心力的作用而在钢流中心黏结成团并上浮,从而防止水口堵塞。用这个办法还可以提高钢的洁净度。但要求水口材质要有良好的电性质。各种材料中ZrB2合适。
3.近终形连铸(Near-net-shap-conti-casting)
采用近终形连铸机(NNSCC)直接铸出接近最终要求的型材,如带钢、薄板等。这样就小再需要热轧机。近终形连铸对耐火材料的要求比水平连铸机还要高。它希望耐火材料具有密封性、润滑性,能加工到微米级,而且高温强度要高、抗侵蚀冲刷好,高温下不发生变形。看来,只能采用精细陶瓷。