[發明專利]一種超高拉速浸入式下水口耐侵蝕材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202011330779.5
• 申請日: 2020-11-24
• 公開（公告）號: CN112608149A
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 譚杜;彭燦鋒;鐘立明;駱忠文;周志勇
• 申請（專利權）人: 陽春新鋼鐵有限責任公司
• 主分類號: C04B35/482
• 分類號: C04B35/482;C04B35/80;C04B35/634
• 代理公司: 廣州赤信知識產權代理事務所(普通合伙) 44552
• 代理人: 龔素琴

本發明公開了一種超高拉速浸入式下水口耐侵蝕材料，屬于連鑄耐火材料技術領域。按重量份計算，包括以下成分：氧化鋯顆粒40～60份；氧化鋯細粉30～45份；氧化鋯微粉5～15份；金屬粉末添加劑3～8份；結合劑5～10份；氧化鋯纖維2～4份。同時本發明還公開了上述超高拉速浸入式下水口耐侵蝕材料的制備方法。本發明通過在配料中添加氧化鋯纖維材料，氧化鋯纖維能在ZrO₂?C材料中,能有效形成網狀結構,對材料的裂紋起到阻止作用,其穩定性優于傳統的ZrO₂?C材料，同時除保證材料成品熱震性能外，其自身在ZrO₂?C中，是無污染高耐侵蝕氧化鋯材料,具有非常優異的耐侵蝕性能,與傳統ZrO₂?C材料比熱震性能提高,抗侵蝕效果明顯。

技術領域

本發明屬于連鑄耐火材料技術領域，主要涉及一種超高拉速浸入式下水口耐侵蝕材料及其制備方法。

背景技術

鋼鐵工業的不斷發展過程中，連鑄中間包用耐火材料快速發展,為連鑄工藝技術的進步提供強有力的支撐。而目前連鑄工藝使用的浸入式水口設計方案,一般都以樹脂結合的Al₂O₃-C材料為主，為了加強抗侵蝕通常其渣線部位選用氧化鋯、石墨等材料,由樹脂結合成鋯碳質材料，部分添加SiC，Si，Al,B4C等添加劑,來提高材料的抗氧化性能，確保滿足連鑄工藝要求。但隨著轉爐冶煉節奏加快，小方坯鑄機拉速最高達到5.73m/min，而后續超高拉速連鑄生產會成為一種先進連鑄工藝或各鋼廠追求的常態。在超高拉速生產條件下，為確保坯殼冷卻效果及保護渣迅速溶解，保持一定的潤滑性，防止卷渣等因素,要求保護渣堿度必須提高，熔點隨之降低；為防止高拉速條件下，結晶器內液面波動過大，下水口浸入深度調整只能在10～20mm范圍內，同時實際生產過程中，存在中間包底部變形等影響，導致下水口二次渣線不明顯，造成幾乎接近一道渣線使用。這使得配套浸入式水口的渣線部位(鋼水與保護渣交接處)使用條件越來越苛刻。同時傳統的ZrO₂-C材料已經不能滿足連鑄過程的使用要求，一般的下水口生產廠家,通常采取提高氧化鋯的含量,來提高渣線材料的抗侵蝕性,但氧化鋯的提高,熱震性能大幅下降,下水口開裂隱患大大增加,往往下水口剛上線就發生開裂,澆注無法正常進行,達不到連鑄生產的長壽命使用要求。若生產廠家在下水口內壁設防開裂層，這樣會導致下水口有效壁厚變薄，壽命降低。

發明內容

本發明提供的一種超高拉速浸入式下水口耐侵蝕材料及其制備方法，旨在解決上述背景技術中存在的問題。

為了實現上述技術目的，本發明主要采用以下技術方案：

一種超高拉速浸入式下水口耐侵蝕材料，按重量份計算，包括以下成分：氧化鋯顆粒40～60份；氧化鋯細粉30～45份；氧化鋯微粉5～15份；金屬粉末添加劑3～8份；結合劑5～10份；氧化鋯纖維2～4份。

其中，所述氧化鋯顆粒為電熔氧化鋯、電熔穩定氧化鋯或鈣釔復合穩定氧化鋯中的一種或多種。

優選的，按重量份計算，所述氧化鋯顆粒的粒度級配為：0.6～0.4mm 10～25份，0.4～0.125mm 35～55份。

進一步的，所述氧化鋯顆粒中ZrO₂≥94.0wt％。

本發明中，按重量份計算，所述氧化鋯細粉的粒度級配為：0.074～0.044mm 10～25份，0.044mm～0.020mm 20～35份。

更進一步的，所述氧化鋯微粉中ZrO₂≥98.5wt％，氧化鋯微粉的粒度為3μm。

本發明中，所述結合劑為酚醛樹脂，結合劑的粒度為150目，所述金屬粉末添加劑為鋁、硅混合物，且金屬粉末中Al+Si含量大于98％。

本發明中，所述氧化鋯纖維為經1400-1800℃高溫處理2-4h后形成的纖維，氧化鋯纖維耐壓強度≥80MPa，抗折強度為達15～20MPa。