技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于冶金工業(yè)設(shè)備的技術(shù)領(lǐng)域，涉及煉鋼設(shè)備中澆注鋼水用的定徑水口。同時，本發(fā)明還涉及這種澆注鋼水用定徑水口的制造工藝。

背景技術(shù)

在煉鋼設(shè)備中，用于澆注鋼水的定徑水口設(shè)在連鑄中間包的下部。定徑水口的安裝過程是：首先把水口和高鋁外套用耐火膠泥粘接，組成復(fù)合式定徑水口，然后安裝在中間包下部出鋼口座磚內(nèi)。生產(chǎn)時，鋼液由鋼包流進中間包，經(jīng)定徑水口流向連鑄結(jié)晶器。用95％-ZrO₂(氧化鋯)制成的定徑水口耐鋼液沖刷、抗侵蝕性較好，在使用過程中能較長時間保持孔徑穩(wěn)定，使鋼液流向結(jié)晶器的速度較為穩(wěn)定。

氧化鋯為多晶材料，其晶體有三種變體，即單斜晶、四方晶和立方晶。從室溫到850℃單斜晶ZrO₂是穩(wěn)定的，但在850～1170℃時發(fā)生單斜晶到四方晶的轉(zhuǎn)變，1170～2370℃發(fā)生四方晶到立方晶轉(zhuǎn)變，屬典型的馬氏體相變，表現(xiàn)為無擴散反應(yīng)、高溫相變和熱滯現(xiàn)象，位移轉(zhuǎn)變發(fā)生在冷卻和加熱之間的滯后溫度區(qū)。在這種過程中出現(xiàn)的壓應(yīng)力和拉應(yīng)力，不能被基質(zhì)的彈性變形和塑性變形抵消，結(jié)構(gòu)就會出現(xiàn)一系列的裂紋。這兩種轉(zhuǎn)變都是可逆的，總的體積變化為8％左右。

現(xiàn)在一般使用的95％-ZrO₂定徑水口都是使用電熔穩(wěn)定氧化鋯為主要原料，按照一定配比，加入少量的電熔單斜氧化鋯或脫硅氧化鋯，采用有機結(jié)合劑，壓制成型，經(jīng)1700～1800℃燒成。這種生產(chǎn)方式主要存在以下不足：

一是產(chǎn)品質(zhì)量不太穩(wěn)定。這是因為用來生產(chǎn)穩(wěn)定氧化鋯的原料質(zhì)量是不斷波動的。在生產(chǎn)過程中工藝的控制變化也對電熔穩(wěn)定氧化鋯質(zhì)量有一定影響。所以同一廠家生產(chǎn)的同批次定徑水口在使用過程中其使用壽命長短不一，甚至?xí)霈F(xiàn)炸裂現(xiàn)象。

二是產(chǎn)品比較難于燒結(jié)。使用穩(wěn)定電熔氧化鋯的燒結(jié)溫度較高，一般經(jīng)1750～1800℃燒成，產(chǎn)品的物理性能為：體積密度4.60～4.90g/cm³，顯氣孔率16～20％。經(jīng)1700℃燒成的95％-ZrO₂定徑水口的物理性能一般為：體積密度4.20～4.50g/cm³，顯氣孔率18～26％，由于這種95％-ZrO₂定徑水口體積密度較低，顯氣孔率較高，不耐鋼液沖刷和侵蝕，使用過程中水口擴徑嚴(yán)重，使用壽命較短。

三是產(chǎn)品原料成本高。按現(xiàn)行價，氧化鈣穩(wěn)定的電熔氧化鋯為4.5～4.8萬元/噸；氧化鎂穩(wěn)定的電熔氧化鋯6.4萬元/噸，且市場很難買到；氧化釔穩(wěn)定的電熔氧化鋯更是超過了7.5萬元/噸；而單斜電熔氧化鋯僅為3.1～3.5萬元/噸。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的第一個問題是提供一種澆注鋼水用定徑水口，其目的是提高定徑水口的穩(wěn)定性和延長壽命。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：

所提供的這種澆注鋼水用定徑水口，以單斜ZrO₂為主要原料，加入結(jié)合劑，經(jīng)混合攪拌、壓制成型并高溫?zé)Y(jié)，在所述的定徑水口的煅燒前原料中還添加復(fù)合穩(wěn)定劑，所述的復(fù)合穩(wěn)定劑中包括CaO、Y₂O₃、MgO，或其中的任意一種，或其中的任意兩種。

本發(fā)明在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，提供了上述成分的比例：所述的復(fù)合穩(wěn)定劑包括CaO、Y₂O₃，且煅燒前定徑水口的原料中所含成分的質(zhì)量比例為：以ZrO₂為100％，另加CaO：2％～3％、Y₂O₃：1％～2％。

更具體地，所述的煅燒前定徑水口的原料中所含成分的質(zhì)量比例為：以ZrO₂為100％，另加CaO：2.5％、Y₂O₃：1.5％。

本發(fā)明要解決的第二個問題是提供以上所述澆注鋼水用定徑水口的制造工藝，其目的與上述技術(shù)方案相同。所采取的技術(shù)方案為：

該制造工藝采用兩步煅燒法，即在按所述比例配料、混合后，進行一次高溫煅燒成為穩(wěn)定ZrO₂，燒結(jié)后進行破碎并篩分，加入結(jié)合劑和電熔單斜ZrO₂，按產(chǎn)品形狀高壓成型，再進行一次煅燒完成。

更具體地，上述制造工藝包含下列步驟：

(a)、將原料按所述比例并另外加水，進行配料；

(b)、將上述配料，加入聚乙烯球，混合攪拌，出料并篩出聚乙烯球；

(c)、烘干；