浅析连铸工艺对浸入式水口材质性能的要求---鲁加彬

浅析连铸工艺对浸入式水口材质性能的要求---鲁加彬

随着炼钢多样化的发展，铸坯形状也越来越多样化，各种连铸机对浸入式水口的形状和材质参数的要求各不相同，但从提高连铸炉数和提高浸入式水口的使用寿命来说，都必须要求浸入式水口的材质具有足够的机械强度和抗热震性、高抗渣性、和防止氧化铝堵塞水口等性能是相同的，下面结合笔者所了解的浸入式水口使用过程中出现的情况浅谈一下自己的看法。 一 具有足够的机械强度和抗热震性

浸入式水口特别是内装和快换式浸入式水口一般情况下重量和形状较大，在安装和搬运过程中受到的外部作用力较多，尤其是快换浸入式水口安装时受到液压制动系统的瞬间推动力，此作用力时间短、力量大，如果没有足够的机械强度和高温抗折强度，就会出现变径处横断的现象。浸入式水口中含有较多的CaO稳定的ZrO2，生产过程中CaO与锆英石Si02反应生成单斜锆和含钙玻璃，锆一钙立方型固溶体失去CaO后，Zr02的晶格也由立方转为单斜。单斜锆在1170℃转变为四方锆，伴随较大的体积变化，这一变化多发生在开浇初期，此时水口温度处于急剧上升过程，体积变化过速、过大则导致水口自身不能吸收钢水热冲击带来的张应力，热震作用就会使浸入式水口产生断裂。浸入式水口在配料、成型和烧成过程中，制品内部有可能产生内裂，如不经过无损探伤，则易导致纵裂。

浸入式水口颈部横断 浸入式水口纵裂 二 浸入式水口渣线必须具有高抗渣性

一般情况下，浸入水口使用寿命的长短取决于水口渣线部位的使用时间，渣线部位由于下列因素导致渣线穿孔熔损：1）ZrO2与渣中的氧化物、氟化物反应，生成单斜锆；2)保护渣粘度；3)配料均匀性,渣线CaO脱溶。而含碳量为15%左右的ZrO2-C材料具有较好的综合抗侵蚀性能。根据ZrO2-C材料的侵蚀机理，降低碳含量可以提高浸入式水口渣线的抗渣性，然而碳含量的减少势必降低浸入式水口的抗热震稳定性。因此，采用渣线部位结构为复合式的浸入式水口。外部采用ZrO2-C材质保证浸入式水口最初与钢水接触时材料具有足够的热震稳定性。而内部采用Al2O3—CaO—C材质，以防止氧化铝堵塞水口。

浸入式水口侵蚀严重

三 防止氧化铝结瘤堵塞浸入式水口。

浸入式水口堵塞是影响连铸作业的重要因素，不少钢厂和耐材生产厂家都进行了积极有益的探索，研究出浸入式水口相关因素造成A1203沉积的主要原因：

1)浸入式水口内部的温度和压力下降，这些热力学参数的变化改变了A1203，在钢水中的溶解度。2)空气渗透水口材质进入钢水，水口材料的透气性和水口内的负压导致空气有可能进入钢水。3)耐火材料对钢水和A1203的湿润性，湿润性越低，通常其抗热震性能越低。 为了减少浸入式水口堵塞，从机理上采取的措施主要有： 1 采用钙处理钢，使Al2O3转化为12CaO.7Al2O3的低容物。 2 使用含有CaO的材料制作浸入式水口，

3 浸入式水口内衬材料中含有能在高温下与Al2O3反应生成低熔点相的成分。

浸入式水口堵塞