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1、NAIHUOCAILIAO/耐火材料2001,35(1)45～49综 述连铸用功能耐火材料的发展□ 李红霞 刘国齐 杨 彬 杨金松 王新福洛阳耐火材料研究院 洛阳471039摘 要 新的冶炼技术和连铸新工艺的发展使连至水口堵死,破坏了正常铸流并影响钢坯质量,现铸用功能耐火材料面临前所未有的挑战。研制开已成为限制Al2O3-C质或Al2O3-ZrO2-C质浸入发多功能、高性能和长寿命的连铸用耐火材料是今式水口实现多炉连铸、提高连铸效率的主要障碍。后主要的研究课题。本文讨论了影响浸入式水口、[1]造成氧化铝在水口内壁结瘤的可能原因有:长水口及整体塞棒使用寿命的主要因素,并阐
2、述了1)钢液脱氧生成Al2O3;改善性能、延长使用寿命的措施。2)耐火材料中所含SiO2和碳促使Al2O3的形关键词 X功能耐火材料,连铸成,其反应如下:SiO2(s)+C(s)=SiO(g)+CO(g)目前世界上将近80%的钢坯采用连铸技术生3SiO(g)+2Al(l)=Al2O3(s)+3Si(l)产,长水口、塞棒和浸入式水口是实现高可靠性连3CO(g)+2Al(l)=Al2O3(s)+3C(s)铸的关键耐火材料,其性能好坏直接影响着连铸效3)Al2O3微粒在氧化铝和钢液表面张力等作率和钢坯质量。随着现代高速高效连铸技术及洁用下在浸入式水口内壁接触、附着长大。净钢冶炼技
3、术的发展,必须进一步提高现有连铸用为减少Al2O3结瘤,从机理上讲可采用以下措功能耐火材料的性能,开发新型材质,连铸用功能[2～4]施:使脱氧生成物Al2O3低熔点化,例如用Ca耐火材料正向着高性能、多功能、长寿命的方向发处理钢水,使Al2O3转变为Al2O3-CaO系低熔点物展。本文阐述了连铸用功能耐火材料的某些关键质;采用脱气处理技术净化钢液;控制钢液温度下性能和提高使用寿命的措施及最近的发展趋势。降;改变水口内衬材质使其中的某一成分在高温下与Al2O3作用,在钢液和耐火材料界面生成低熔点1 浸入式水口相,被钢液带走并进入渣中,以消除Al2O3沉积。如 浸入式水口的性
4、能和使用行为直接影响着连水口内壁复合含CaO的物质;采用无硅无碳水口内铸效率和铸坯质量。在使用过程中要求浸入式水衬材质,从根本上减少Al2O3的形成。口耐钢液和结晶器保护渣侵蚀,不与钢水中物质反目前,对防Al2O3堵塞浸入式水口的研究主要应生成堵塞物。最初的浸入式水口采用熔融石英[5～8]集中在水口内衬材质上。已研究开发的材质材料,但其抗侵蚀性差,不能满足多炉连铸和洁净有:Sialon-ZrO2,CaO-MgO-Al2O3,ZrO2-ZrB2-钢生产的需要。目前主要采用本体为Al2O3-CC,BN-AlN-C,ZrO2-CaO-C等,最近还开发了质、渣线复合ZrO2-C质的
5、复合式浸入式水口。在无硅无碳型内衬材料。根据氧化铝与耐火材料中满足抗热震性的前提下,渣线材质抗结晶器保护渣的某一成分反应形成低熔点物质的原理,研制开发的侵蚀性能和水口内部抵抗Al2O3结瘤的性能是决定浸入式水口使用寿命的关键因素。的ZrO2-CaO-C材料已在实际中得到成功应用。然而针对具体钢种和浇铸条件,很难确定达到最佳1.1 氧化铝堵塞及其防止措施在浇铸一些特殊钢及Al或Al-Si镇静钢时所用AlX李红霞:女,1965年生,博士,教授级高级工程师。2O3-C质或Al2O3-ZrO2-C质浸入式水口往收稿日期:2000-06-15往产生Al2O3结瘤现象,造成钢液流态不稳
6、定,甚修回日期:2000-11-09编辑:李光辉2001/1耐火材料/NAIHUOCAILIAO45©1995-2006TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.防Al2O3堵塞效果的内衬材料中CaO的含量,而且随着浇铸的进行,石墨的氧化往往造成内壁工作面粗糙不平,从而难以获得较好的防氧化铝堵塞效果。日本最近开发并试用了无硅无碳的浸入式水口内衬材料,通过内壁复合尖晶石材料,实机浇铸试验证明Al2O3结瘤明显降低了,浇铸后内壁工作[3]表面平滑,材料具有良好的抗热震性。由于该种材料从根本上减少了氧化铝的来源,因此
7、是一种非常有前景的防氧化铝堵塞内衬材料。此种内衬材图1 三层复合式浸入式水口结构示意图料也更适用于洁净钢及超低碳钢等钢种的冶炼。目前,我国已成功开发了ZrO2-CaO-C材料,表1 普通ZrO2-C质和低碳ZrO2-C质材料的组成和性能并在武汉钢铁集团、天津大无缝等厂家成功应用。化学组成/%体积密度显气孔抗折强侵蚀项 目-3而无硅无碳内衬材质的研究则刚刚起步,为满足我ZrO2SiO2CX1)/g·cm率/%度/MPa指数国高洁净钢冶炼的需要,无硅无碳浸入式水口内衬普通73.91.415.00.52.8421.87.
