[發(fā)明專利]一種長壽命定徑水口的制作方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010348058.0
• 申請日: 2020-04-28
• 公開（公告）號: CN111482589B
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 宋振亞
• 申請（專利權(quán)）人: 宋振亞
• 主分類號: B22D41/52
• 分類號: B22D41/52;B22D41/54;B22D19/00;C04B35/482;C04B35/622
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本發(fā)明公開了一種長壽命定徑水口制作方法，長壽命定徑水口包括氧化鋯芯以及氧化鋯芯上的預(yù)應(yīng)力環(huán)。氧化鋯芯體積密度達到5.63~5.73g/cmsupgt;3/supgt;。預(yù)應(yīng)力環(huán)采用原位澆鑄成型的方法制作，材質(zhì)為低碳鋼或球墨鑄鐵，預(yù)應(yīng)力環(huán)在氧化鋯水口芯長度方向上布置1~3個。由于預(yù)應(yīng)力環(huán)對氧化鋯水口芯施加的預(yù)先壓應(yīng)力可以抵消鋼水熱震沖擊產(chǎn)生的張應(yīng)力，顯著減小了水口氧化鋯芯的炸裂傾向，提高了定徑水口的抗熱震性能；另外，該水口芯致密度高，抗鋼水侵蝕性能好，這些使得水口的壽命大幅提高。此外，該預(yù)應(yīng)力環(huán)的安裝操作簡單，且最大限度地產(chǎn)生了收縮變形，進而提供了盡可能大的預(yù)先壓應(yīng)力，大幅提高了抗熱震炸裂的效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋼連續(xù)鑄造技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種長壽命定徑水口的制作方法。

背景技術(shù)

鋼水連續(xù)鑄造時，鋼水通過中間包定徑水口流入結(jié)晶器，冷卻成鋼坯被牽引機拉走，同時鋼水不斷地通過中間包水口流入結(jié)晶器。在此過程中，中間包定徑水口的內(nèi)徑的大小決定了鋼水流入結(jié)晶器的速度，為了保持連鑄機連續(xù)工作，要求中間包定徑水口芯的內(nèi)徑在盡可能長的時間內(nèi)（通常6小時以上）基本上保持不變，即，需要水口芯具有抗鋼水沖蝕的性能。另一方面，鋼水通過中間包定徑水口芯時，由于鋼水溫度很高（一般1600℃以上），會使得水口芯產(chǎn)生瞬間膨脹，進而產(chǎn)生很大的張應(yīng)力，經(jīng)常導(dǎo)致水口芯炸裂。目前現(xiàn)有技術(shù)而言，中間包定徑水口芯用氧化鋯材料制成。若需要提高定徑水口氧化鋯芯的耐鋼水沖蝕性能就必須提高其體積密度，降低氣孔率。但另一方面，當(dāng)水口芯的氣孔率降低后，受熱膨脹時由于沒有足夠的空間容納產(chǎn)生的膨脹，導(dǎo)致水口芯的熱震抗力下降，即，水口氧化鋯芯的耐鋼水沖蝕性能與抗熱震性能是相互矛盾的性能要求。盡管氧化鋯是耐火陶瓷材料中韌性最高的材料，具有較強的抗熱震開裂的能力，但在實際使用過程中，氧化鋯水口芯仍然經(jīng)常發(fā)生熱震炸裂，影響正常的連鑄生產(chǎn)。

專利ZL201510100592.9提出了提高氧化鋯水口芯的致密度的同時，通過增加預(yù)應(yīng)力環(huán)的方案來提升鋼連鑄用水口的使用壽命。技術(shù)方法為，對氧化鋯水口芯進行精密磨削加工至一定的設(shè)計尺寸，再將與之配套的鋼環(huán)機加工后預(yù)熱至700±10℃后迅速與氧化鋯水口芯組裝，冷卻后實現(xiàn)過盈配合，在氧化鋯水口芯中實現(xiàn)預(yù)先殘余壓應(yīng)力，抵消部分與鋼水接觸產(chǎn)生的瞬間張應(yīng)力，防止氧化鋯水口芯在觸碰到鋼液后瞬間炸裂，另一方面氧化鋯水口密度得到了提高，最終實現(xiàn)水口壽命的提升。但，對氧化鋯水口芯進行磨削加工，以及對鋼環(huán)進行機械加工和最終加熱裝配的過程復(fù)雜，機加工要求較高，導(dǎo)致效率較低，成本很高；另外，這種技術(shù)獲得的預(yù)應(yīng)力值不太高，產(chǎn)品實際使用時仍然有少量的炸裂發(fā)生。

鑒于上述目前鋼水連鑄領(lǐng)域存在的問題，需要開發(fā)一種長壽命，低成本的定徑水口產(chǎn)品。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種長壽命定徑水口的制作方法。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種長壽命定徑水口制作方法，長壽命定徑水口由鐵殼套、水口填充料、氧化鋯水口芯以及氧化鋯水口芯上的預(yù)應(yīng)力環(huán)組成，其特征在于包括如下制作步驟：

（1）制備體積密度達到5.63~5.73g/cm³的氧化鋯水口芯；

（2）用鑄造的方法，在上述氧化鋯水口芯周圍原位制作多個低碳鋼或球墨鑄鐵材質(zhì)的預(yù)應(yīng)力環(huán)；

（3）將上述裝配有預(yù)應(yīng)力環(huán)的氧化鋯水口芯與鐵殼套和水口填充料一起壓制成定徑水口；

（4）將上述定徑水口的上端面用砂輪打磨光滑，得到長壽命定徑水口成品。

方案中所述氧化鋯水口芯按如下步驟制得：

第一步，將電容氧化鈣穩(wěn)定氧化鋯球磨至30~40目，氧化鈣含量為2~2.5%；

第二步，將電容氧化鎂穩(wěn)定氧化鋯球磨至120~150目，氧化鎂含量為2~2.5%；