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連鑄用功能耐火材料的發展研究(二)

編輯:耐火澆注料   時間:2020-05-20    瀏覽:   
上接《連鑄用功能耐火材料的發展研究(一)》

2、薄板坯連鑄用浸入式水口 薄板坯連鑄作為新一代的連鑄技術在過去十年得到了飛速發展。截至1999年,世界上已有30家薄 板坯連鑄生產廠家(包括中國的珠鋼、邯鋼),到2010年全球有可能建成75個薄板坯連鑄連軋工廠, 總生產能力將達到1.9億噸,全球50%左右的熱軋卷板將由薄板坯連鑄連軋技術來生產。

浸入式水口是實現薄板坯連鑄工藝的三大關鍵材料之一。由于薄板坯連鑄的鑄坯很薄,厚度僅為50 ~70mm,從而要求結晶器兩側壁之間的距離要短。相應地,浸入式水口的外形尺寸嚴格受制于結晶器 的形狀和大小。為保證與普通板坯連鑄相同的生產率,水口內腔應盡可能大。這些因素導致水口必須設 計成為薄壁,壁厚一般為10~17.5mm。然而,決定水口使用壽命關鍵因素的渣線部 位的耐侵蝕行為 與水口壁的厚度成正比,即在使用相同組分保護渣的情況下,薄板坯連鑄用水口的使用壽命要短于普通 連鑄用浸入式水口。另外,由于薄板坯連鑄工藝中結晶器振動頻率高,鋼液在水口內流速快,保護渣粘 度小而更具蝕損性等,浸入式水口將面臨更嚴峻的考驗。

因此,為了提高薄板坯連鑄用浸入式水口的使用壽命,水口材質在性能上必須具備優良的抗熱震性 能、高抗侵蝕性、高的熱態強度和優良的抗氧化性。此外,由于薄板坯連鑄用浸入式水口的外形尺寸受 結晶器形狀的限制,結構較為復雜,在設計及制備時應避免產生結構應力。表2列出了現今四種薄板坯 連鑄機結晶器內使用的浸入式水口的材質、尺寸及壽命。

由于浸入式水口壁薄(15mm),使用壽命一般為3爐,從而嚴重地制約了連鑄過程和連鑄效率的提 高。因此,有待于開發新的性能優良的浸入式水口材質。隨著我國鋼鐵工業向高效連鑄方向發展,薄板 坯連鑄近兩年在我國得到快速發展,但是所用浸入式水口全部依賴進口。因此,研究薄板坯連鑄用浸入 式水口無論在我國還是在世界上均是連鑄耐火材料的一個重要課題

3、長水口

長水口材質的設計主要依據澆鑄鋼種、澆鑄時間及中間包覆蓋劑的種類。目前主要采用Al2O3-C材 質,該材質對鋼種的適應性強,特別適合澆鑄特殊鋼,對鋼水污染小。

為了滿足高效連鑄的需要,可根據長水口各部位不同的使用條件進行最佳組成設計,以獲得最長的 使用壽命。在腕部,由于此處磨損大并容易吸入空氣,通常采用低SiO2或不含SiO2的Al2O3-C材料或 適當降低石墨的含量。由于受中間包覆蓋劑及鋼水侵蝕,渣線部位往往成為影響長水口壽命的主要因 素,為了提高渣線部位的抗侵蝕性,根據澆鑄鋼種和中間包覆蓋劑的不同,可采用ZrO2-C或MgO-C材 質。

目前,長水口主要有兩個發展方向。一是不含SiO2長水口的研制。傳統的Al2O3-C質長水口通常含 有一定數量的熔融石英以提高抗熱震性。然而,由于SiO2與MnO或FeO反應生成低熔點物質,從而降 低了材料的抗侵蝕和抗沖刷性能。因此,在澆鑄高錳鋼或高氧鋼時,研制開發了不含SiO2的Al2O3-C 材料。相對于傳統的Al2O3-C材料,該材料熱膨脹系數相對較大,必須精確控制預熱條件。


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