專利名稱：連續(xù)鑄造水口的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在連續(xù)鑄造中從中間罐注入鑄模時(shí)使用的浸入式水口、長(zhǎng)水口、下部水口、上部水口、SN板、開(kāi)式水口等連續(xù)鑄造水口，特別涉及在和鋼水接觸的部位配置有耐火材料的連續(xù)鑄造水口，所述耐火材料混合有具有氧化鋁附著防止功能的白云石熟料。
背景技術(shù)：
鋼水中的氧化鋁夾雜物附著在連續(xù)鑄造中使用的水口內(nèi)孔面上，這些夾雜物聚集起來(lái)形成大形夾雜物，和鋼水流一起進(jìn)入鑄件內(nèi)形成鑄件缺陷，造成品質(zhì)降低。在用鋁脫氧的鋁脫氧鋼的連續(xù)鑄造中，該氧化鋁附著特別明顯。
近年來(lái)，特別是隨著薄板等高級(jí)鋼的鋼材品質(zhì)的嚴(yán)格化，在防止連續(xù)鑄造水口的氧化鋁附著方面正在進(jìn)行更多的工作。
其中的一種方案是，從水口的內(nèi)孔面向鋼水中吹入氬氣，物理地防止氧化鋁附著。但是，在該方法中，當(dāng)氬氣吹入量過(guò)多時(shí)，氣泡進(jìn)入鑄件內(nèi)形成針眼，成為缺陷。因而，受到氣體吹入量的限制，在防止氧化鋁附著方面不一定是充分的方案。
而且，也有所謂的使耐火材料本身具有防止氧化鋁附著功能的方法，即，使構(gòu)成水口的耐火材料中含有CaO，通過(guò)和附著的氧化鋁反應(yīng)生成CaO-Al2O3系低熔點(diǎn)物質(zhì)。但是，含有CaO使水口整體的熱膨脹率變大，容易產(chǎn)生開(kāi)裂，而且，存在耐火材料本身的CaO消化問(wèn)題。
為了抑制由具有防止氧化鋁附著功能的耐火材料所造成的缺陷并產(chǎn)生這種防止氧化鋁附著功能，提出了只在水口和鋼水的接觸面配置耐火材料的方案。例如，已知在浸入式水口的內(nèi)孔處配置含有CaO的耐火材料成形體的方法。作為向該內(nèi)孔進(jìn)行配置的方法有多種方法，如，在浸入式水口本體成形的同時(shí)一體成形的方法；在只形成水口本體后，注入或涂布于水口本體的內(nèi)孔表面上的方法；以及，在另外制造內(nèi)孔體時(shí)，通過(guò)砂漿等配置在水口本體上的方法。
而且，作為具有防止氧化鋁附著功能的含CaO材料包括石灰熟料、白云石熟料、鋯酸鈣等。
例如，專利文獻(xiàn)1中公開(kāi)了一種鋼水鑄造用水口，其流道表層部由20-97質(zhì)量％的石灰熟料和3-80質(zhì)量％的碳質(zhì)材料形成，外層由50-95質(zhì)量％的氧化鋁質(zhì)和5-50質(zhì)量％的碳質(zhì)材料形成。而且，還公開(kāi)了可以用白云石熟料或者含CaO量20％以上的氧化鈣鋯熟料等代替一部分石灰熟料。但是，在使用這種水口的時(shí)候，當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間鑄造或鋼水中懸浮的氧化鋁量較多時(shí)，通過(guò)和鋼中的Al2O3反應(yīng)，耐火材料中的CaO生成低熔點(diǎn)物質(zhì)并析出，由此造成的溶損變大，并且還產(chǎn)生耐腐蝕性問(wèn)題。
另外，專利文獻(xiàn)2中公開(kāi)了一種連續(xù)鑄造水口，其用含50-100質(zhì)量％CaO的石灰材料在內(nèi)孔壁上形成規(guī)定厚度的涂層；而且，還公開(kāi)了該涂層由80質(zhì)量％白云石熟料和20質(zhì)量％的氧化鎂熟料形成。通過(guò)使用這種涂層溶損量在某種程度上降低，但必須降低在使用面上的溶損量。
另外，象這樣往內(nèi)孔中配置的耐火材料，由于壁厚最小為1mm，最大為20mm，可以使用的耐火材料的粒度一般為1mm以下。例如，在專利文獻(xiàn)3中，為了具有良好的表面性質(zhì)，希望平均粒徑為44μm以下。
這樣，白云石熟料等含CaO的耐火材料和附著上的氧化鋁反應(yīng)生成CaO-Al2O3系低熔點(diǎn)物質(zhì)，低熔點(diǎn)物質(zhì)通過(guò)鋼水流從耐火材料表面流出，因此防止氧化鋁附著功能優(yōu)良。但是，具有難以和耐腐蝕性相容的問(wèn)題，其現(xiàn)狀是幾乎沒(méi)有實(shí)用化。
專利文獻(xiàn)1日本專利公開(kāi)公報(bào)昭61-53150專利文獻(xiàn)2日本專利公開(kāi)公報(bào)昭63-132755專利文獻(xiàn)3日本專利公開(kāi)公報(bào)平5-200508

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問(wèn)題是，在連續(xù)鑄造水口中，所述水口在與鋼水接觸的面上配置有混合有白云石熟料的耐火材料，在進(jìn)行鋼水鑄造時(shí)，在防止由長(zhǎng)時(shí)間鑄造或鋼水中氧化鋁所造成的氧化鋁向工作面附著的同時(shí)，改善耐腐蝕性。
解決技術(shù)問(wèn)題的手段本發(fā)明是基于以下認(rèn)識(shí)完成的作為在連續(xù)鑄造水口的至少與鋼水接觸的部位使用的耐火材料，在使用白云石熟料作為CaO源時(shí)，在使用中白云石熟料中的CaO和附著的Al2O3反應(yīng)而消耗，但白云石熟料中的MgO殘留在工作面上并濃縮，形成MgO含量50％以上的富MgO層，通過(guò)形成該富MgO層來(lái)改善耐腐蝕性。
下面利用

圖1以適用于浸入式水口的內(nèi)孔體的情況為例說(shuō)明上述認(rèn)識(shí)。
該圖(a)-(e)示出了配置到浸入式水口內(nèi)孔的內(nèi)孔體中的白云石熟料顆粒變化的狀態(tài)圖1(a)示出了內(nèi)孔體的初期階段，白云石熟料的狀態(tài)為MgO顆粒分散在CaO結(jié)晶中。當(dāng)鋼水通過(guò)內(nèi)孔體的內(nèi)側(cè)時(shí)，鋼水中的Al2O3附著在內(nèi)孔體的工作面上。由于附著在工作面上的Al2O3比白云石熟料小很多，其與白云石熟料中的CaO反應(yīng)，生成CaO-Al2O3系低熔點(diǎn)物質(zhì)，并被吸收到白云石熟料中。
圖1(b)示出了反復(fù)進(jìn)行連續(xù)Al2O3附著階段，當(dāng)白云石熟料中的Al2O3成分增加時(shí)，在白云石熟料表面形成含Al2O3較多的圖中A表示的CaO-Al2O3反應(yīng)層。在該CaO-Al2O3反應(yīng)層中，越靠近工作面Al2O3的濃度變得越高，成為CaO-Al2O3系液相層。在該液相層中，白云石熟料中的CaO成分繼續(xù)溶解直到達(dá)到CaO的飽和濃度組成。其結(jié)果是，在白云石熟料的工作面?zhèn)刃纬傻腿埸c(diǎn)化、流動(dòng)性提高的CaO-Al2O3系液相層。
此時(shí)，如圖1(c)所示，CaO-Al2O3系液相粘性低，通過(guò)鋼水的流動(dòng)，液相從工作面流出而留下MgO顆粒。可以認(rèn)為白云石中的MgO顆粒中原本也具有連接成簇狀的部分，從而推斷即使周圍變?yōu)橐合?，由于凝聚力的原因，MgO顆?；静涣鞒?。總之，由于在工作面相反側(cè)存在的MgO顆粒產(chǎn)生的吸引，僅僅粘性低的CaO-Al2O3系液相流出，認(rèn)為MgO顆粒向遠(yuǎn)離工作面的方向移動(dòng)下去。并且，由于在CaO-Al2O3反應(yīng)層中的移動(dòng)和聚集重復(fù)進(jìn)行，MgO顆粒變得粗大。由此，在工作面上連續(xù)形成富MgO層(圖中B)。另外，形成的CaO-Al2O3反應(yīng)層的厚度可以解釋為由白云石熟料中Al2O3的侵入距離決定。
而且，如圖1(d)所示，在含富MgO層的液相中，由于Al2O3頻繁附著，CaO的濃度降低，而在富MgO層背部的反應(yīng)層中，白云石熟料中的CaO通過(guò)富MgO層向工作面?zhèn)葦U(kuò)散，從而供給CaO。由此，使得在白云石熟料的工作面處大致連續(xù)形成CaO-Al2O3系液相。而且，能防止鋼水中的Al2O3附著到工作面上。并且，由于在工作面?zhèn)刃纬筛籑gO層，CaO要通過(guò)MgO顆粒間移動(dòng)，因此能防止過(guò)量的CaO溶出，從而防止工作面?zhèn)鹊娜艹銮姨岣吣透g性。
圖1(e)示出了其最終階段，圖2是該階段的顯微鏡照片，示出了回收使用后的浸入式水口的內(nèi)孔體工作面的組織。如在這些圖中所見(jiàn)，可以觀察到存在這樣的組織MgO顆粒在和工作面平行的方向聚集，在該聚集MgO顆粒周圍形成CaO-Al2O3化合物。
在各個(gè)白云石熟料顆粒中都形成上述反應(yīng)層，在工作面中，各個(gè)顆粒相互之間一體化形成連續(xù)的反應(yīng)層，認(rèn)為這在內(nèi)孔的整個(gè)寬度上進(jìn)行。從而，在鑄造中，使該反應(yīng)層長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定存在變得很重要。
這樣，由于富氧化鎂層的形成對(duì)于使用白云石熟料的連續(xù)鑄造水口的耐腐蝕性是有效的，因此對(duì)于氧化鎂含量比天然白云石熟料多的合成白云石熟料的使用進(jìn)行了研究。其結(jié)果是，在使用氧化鎂含量多的白云石熟料時(shí)，在改善耐腐蝕性這一點(diǎn)上是有利的，但由于CaO含量相對(duì)減少，在氧化鋁難附著性這一點(diǎn)上是不利的。研究了使工作面中的富MgO層形成和氧化鋁難附著性相容的可能的方法，得到的結(jié)果是，熟料的平均粒度為0.8mm以下時(shí)是有效的。
本申請(qǐng)第1方案的基本構(gòu)成是混合物由平均粒度為0.8mm以下、CaO含量為50質(zhì)量％以下的白云石熟料組成，且當(dāng)CaO含量為W1、MgO含量為W2時(shí)，W1/W2的比值為0.33以上進(jìn)行混合，在該混合物中添加粘結(jié)劑，通過(guò)混煉、成形、熱處理得到耐火材料，至少在與鋼水接觸的部位配置處述耐火材料。
本發(fā)明中所說(shuō)平均粒度是指中值直徑，通過(guò)將粒度測(cè)定結(jié)果表示在質(zhì)量累計(jì)圖表中，是指其質(zhì)量比例為50％的粒度。而且，粒度測(cè)定可以使用篩子。
在本申請(qǐng)第1發(fā)明中，除CaO含量為50質(zhì)量％以下的白云石熟料以外，也可以一同使用CaO含量超過(guò)50質(zhì)量％的白云石熟料，也可以一同使用氧化鎂熟料。
對(duì)于CaO含量為50質(zhì)量％以下的白云石熟料，使用其平均粒度為0.8mm以下的白云石熟料。當(dāng)其平均粒度超過(guò)0.8mm時(shí)，氧化鋁附著變多，這是不好的。
這是因?yàn)檠趸X易于附著在粒徑大的熟料上，并且以附著的熟料為基點(diǎn)氧化鋁的附著范圍擴(kuò)大，因此平均粒度的大小對(duì)于氧化鋁的附著有影響。終究認(rèn)為原因是，在CaO含量少的白云石熟料中，由于MgO比例升高，附著的氧化鋁難于熔融，對(duì)氧化鋁附著有較強(qiáng)的影響。另一方面，當(dāng)平均粒徑較小時(shí)，由于顆粒邊界較多且氧化鋁的擴(kuò)散或浸透通過(guò)顆粒邊界進(jìn)行，因此認(rèn)為附著較少。
因此，作為可以使用的CaO含量為50質(zhì)量％以下的白云石熟料，由人工原料調(diào)配成任意組分的合成白云石熟料是合適的，雖然對(duì)CaO含量下限沒(méi)有特別限定，但有必要根據(jù)使用條件和使用結(jié)果選擇適當(dāng)?shù)暮?。在?qiáng)調(diào)防止氧化鋁附著效果時(shí)CaO含量要高，而在強(qiáng)調(diào)耐腐蝕性時(shí)CaO含量要低，為了有效地呈現(xiàn)防止氧化鋁附著功能和富氧化鎂層的形成效果，以包含其它材料的總體計(jì)，CaO成分含量W1和MgO成分含量W2的質(zhì)量比W1/W2必須為0.33以上。而且，質(zhì)量比W1/W2的上限較好為3.0以下。通常，白云石熟料中CaO含量最好為20％以上。
此時(shí)，可以僅由CaO含量為50質(zhì)量％以下的熟料構(gòu)成混合物，也可以一同使用CaO含量超過(guò)50質(zhì)量％的普通白云石熟料。由于CaO含量高的普通白云石熟料在氧化鋁難附著性方面良好，通過(guò)和CaO含量低的合成白云石熟料組合，能形成與耐腐蝕性的良好平衡。而且，為了改善耐腐蝕性可以一同使用氧化鎂熟料。此時(shí)，為了不損害氧化鋁難附著性，最好使用微粉部分。
而且，作為使用的粘結(jié)劑，可以使用普通的作為耐火材料使用的無(wú)機(jī)粘結(jié)劑或有機(jī)粘結(jié)劑，但較好是有機(jī)粘結(jié)劑。使用有機(jī)粘結(jié)劑是用于形成碳結(jié)合，較好是熱固性有機(jī)樹(shù)脂，例如可以使用酚醛樹(shù)脂、呋喃樹(shù)脂等。由于碳結(jié)合的高溫強(qiáng)度良好，用于內(nèi)孔體等與鋼水接觸的部位時(shí)會(huì)提高耐用性。
配置在與鋼水接觸部位的耐火材料可以只使用作為耐火材料的白云石熟料，也可以組合使用白云石熟料和氧化鎂熟料。但是，如果其它原料在不施加負(fù)面影響的范圍內(nèi)，則可以預(yù)期各個(gè)原料特有的效果進(jìn)行使用。例如，可以少量，如在5質(zhì)量％以下使用氧化鋁、氧化硅、氧化鋯、碳化硅、氮化硅、碳黑、瀝清、焦油、石墨等耐火原材料，Al、Si等金屬粉、B4C等防氧化劑或(和/或)玻璃熟料類等。
在混合有耐火原材料的混合物中添加粘結(jié)劑，通過(guò)混煉、成形、熱處理得到配置在與鋼水接觸的部位的耐火材料，其混合組成為CaO含量W1和MgO含量W2的質(zhì)量比W1/W2最好在0.33以上，更好為0.33-3.0。
為了控制該CaO和MgO的比W1/W2，可以通過(guò)所用白云石熟料中MgO和CaO含量，和/或白云石熟料和氧化鎂熟料的使用比例來(lái)進(jìn)行。當(dāng)W1/W2小于0.3 3時(shí)，供給到工作面的CaO量不足，不能形成充分的CaO-Al2O3系液相。因此，氧化鋁系夾雜物容易附著在工作面?zhèn)取?br> 而且，當(dāng)內(nèi)孔體中的MgO量過(guò)多時(shí)，容易產(chǎn)生剝落和開(kāi)裂。另一方面，當(dāng)W1/W2超過(guò)3.0時(shí)，供給到工作面的CaO量過(guò)多，形成過(guò)剩的CaO-Al2O3系液相，阻礙了要成為保護(hù)層的富MgO層的形成，因此溶損加劇。而且，液相成分或通過(guò)溶損脫落的內(nèi)孔體的骨架材料混入鋼水中，使得鑄件的品質(zhì)降低。
通過(guò)使用碳原料，配置在與鋼水接觸部位的耐火材料能夠吸收、緩和與鋼水接觸部位的耐火材料的熱膨脹偏差，能夠提高作為結(jié)構(gòu)體的穩(wěn)定性。其使用量最好在10質(zhì)量％以下，更好為5質(zhì)量％以下。當(dāng)超過(guò)10質(zhì)量％時(shí)，碳成分被鋼水中氧元素的氧化、鋼水中的溶解增加，從而溶損變大。
作為碳質(zhì)原料，可以使用瀝青、焦油、碳黑或者鱗狀石墨等。
但是，不含熱固性有機(jī)樹(shù)脂等有機(jī)粘結(jié)劑。
在另一方面，在混合有白云石熟料的耐火材料中，當(dāng)在碳質(zhì)原料中不使用鱗狀石墨等石墨質(zhì)原料時(shí)，耐用性能得到提高。因而，在更強(qiáng)調(diào)耐用性時(shí)，不使用石墨質(zhì)原料，或者即使使用，其添加量最好為3質(zhì)量％以下。
另外，在本申請(qǐng)的第2方案中，研究了在使用CaO源的白云石熟料作為耐火材料時(shí)的工作面上易于形成富MgO層的方法，其結(jié)果是，混合物一同使用白云石熟料和氧化鎂熟料，當(dāng)白云石熟料的粒度組成中1mm以下的顆粒的質(zhì)量％為WD，氧化鎂熟料的粒度組成中1mm以下的顆粒的質(zhì)量％為WM時(shí)，WD/WM的比為0.5以下15以下，而且，當(dāng)白云石熟料中CaO成分含量為W1、氧化鎂熟料中MgO成分含量為W2時(shí)，W1/W2的比值為0.33-3.0，在所述混合物中添加粘結(jié)劑，通過(guò)混煉、成形、熱處理得到耐火材料，至少在與鋼水接觸的部位配置上述耐火材料，由此得到既保持氧化鋁難附著性又提高耐腐蝕性的連續(xù)鑄造水口。
白云石熟料中的MgO濃縮形成富氧化鎂層，在白云石熟料內(nèi)，與存在粗粒部分相比，粒度1mm以下的微粉聚集部分顆粒邊界多，因此較早出現(xiàn)溶損，會(huì)發(fā)生所謂在形成富氧化鎂層前從顆粒邊界溶損并脫落的現(xiàn)象。其應(yīng)對(duì)方案是，通過(guò)使氧化鎂熟料微粉適度分散在白云石熟料微粉中，增強(qiáng)白云石熟料的顆粒邊界，同時(shí)，通過(guò)使由白云石熟料形成的富氧化鎂層和被分散的氧化鎂熟料一體化，可以形成耐腐蝕性良好的層。
當(dāng)粒度1mm以下的白云石熟料的比例為WD、粒徑1mm以下的氧化鎂熟料的比例為WM時(shí)，使WD/WM的比為0.5以上15以下，既可保持氧化鋁難附著性又可提高耐腐蝕性。WD/WM小于0.5時(shí)，雖然耐腐蝕性提高，但是由于CaO量變少，防止氧化鋁附著效果減弱，是不合適的。當(dāng)超過(guò)15時(shí)，由于氧化鎂熟料的量相對(duì)過(guò)少，白云石熟料的顆粒邊界增強(qiáng)效果降低，耐腐蝕性改進(jìn)效果變小，是不合適的。較好地，WD/WM的比為1以上10以下。
作為白云石熟料，是指以CaO和MgO為主要成分的耐火原材料，通常，如果是作為白云石系磚等耐火材料的原料使用的原料，可以毫無(wú)問(wèn)題的使用。例如，可以使用熱處理天然白云石得到的白云石熟料、也可以使用由人工原料調(diào)配成任意組成的合成白云石熟料。而且，為了防止CaO產(chǎn)生的消化，也可以使用表面處理的，例如可以使用在表面形成磷酸鈣的原料等。
作為氧化鎂熟料，可以使用通常作為耐火原材料使用的例如燒結(jié)氧化鎂熟料、電融氧化鎂熟料等。
另外，作為粘結(jié)劑，雖然可以使用通常作為耐火材料使用的無(wú)機(jī)粘結(jié)劑或有機(jī)粘結(jié)劑，但最好使用有機(jī)粘結(jié)劑。使用有機(jī)粘結(jié)劑為的是形成碳結(jié)合，可以使用熱固性有機(jī)樹(shù)脂，例如酚醛樹(shù)脂、呋喃樹(shù)脂等。由于碳結(jié)合高溫強(qiáng)度良好，用于內(nèi)孔體等與鋼水接觸的部位時(shí)會(huì)提高耐用性。
對(duì)于配置在與鋼水接觸部位的耐火材料，作為耐火原材料，如果白云石熟料和氧化鎂熟料以外的原料在不施加負(fù)面影響的范圍內(nèi)，則可以預(yù)期各個(gè)原料特有的效果并進(jìn)行使用。例如，可以少量，如在5質(zhì)量％以下使用氧化鋁、氧化硅、氧化鋯、碳化硅、氮化硅、碳黑、瀝清、焦油、石墨等耐火原材料，Al、Si等金屬粉、B4C類防氧化劑或玻璃熟料類等。
在混合有耐火原材料的混合物中添加粘結(jié)劑，通過(guò)混煉、成形、熱處理得到配置在與鋼水接觸的部位的耐火材料，其混合的CaO含量W1和MgO成分含量W2的質(zhì)量比W1/W2最好為0.33-3.0。為了控制該CaO和MgO的比例，可以通過(guò)調(diào)整所用白云石熟料中MgO和CaO含量，或白云石熟料和氧化鎂熟料的使用比例來(lái)進(jìn)行。當(dāng)W1/W2小于0.33時(shí)，供給到工作面的CaO量不足，不能形成充分的CaO-Al2O3系液相。因此，氧化鋁系夾雜物容易附著在工作面?zhèn)取?br> 而且，當(dāng)內(nèi)孔體中的MgO量過(guò)多時(shí)，容易產(chǎn)生剝落和開(kāi)裂。并且，當(dāng)W1/W2超過(guò)3.0時(shí)，供給到工作面的CaO量過(guò)多，形成過(guò)剩的CaO-Al2O3系液相，阻礙了要成為保護(hù)層的富MgO層的形成，因此溶損加劇。而且，液相成分或通過(guò)溶損脫落的內(nèi)孔體的骨架材料混入鋼水中，使得鑄件的品質(zhì)降低。
通過(guò)使用碳原料，上述配置在與鋼水接觸部位的耐火材料能夠吸收、緩和所述部位耐火材料的熱膨脹偏差，能夠提高作為結(jié)構(gòu)體的穩(wěn)定性。其使用量最好在10質(zhì)量％以下，更好為5質(zhì)量％以下。當(dāng)超過(guò)10質(zhì)量％時(shí)，碳成分被鋼水中氧元素的氧化，或是向鋼水中的溶解增加，從而溶損變大。作為碳質(zhì)原料，可以使用瀝青、焦油、碳黑和/或鱗狀石墨等，但是，碳質(zhì)原料中不含熱固性有機(jī)樹(shù)脂等有機(jī)粘結(jié)劑。
另一方面，在混合有本發(fā)明的白云石熟料的耐火材料中，當(dāng)在碳質(zhì)原料中不使用鱗狀石墨等石墨質(zhì)原料時(shí)，耐用性能得到提高。因而，在更強(qiáng)調(diào)耐用性時(shí)，最好不使用石墨質(zhì)原料，或者其添加量最好為3質(zhì)量％以下。
在本發(fā)明的連續(xù)鑄造水口中，作為將耐火材料配置在與鋼水接觸部位的方法，可以采用以下任意一種方法在成形時(shí)和連續(xù)鑄造水口內(nèi)孔一體成形的方法，向內(nèi)孔面噴涂的方法，在內(nèi)孔中鑄入的方法，以及其它制造作為內(nèi)孔體的方法。
例如，當(dāng)采用一體成形方法時(shí)，分別混煉水口本體的混合物和內(nèi)孔體的混合物。在混煉時(shí)使用酚醛樹(shù)脂等有機(jī)粘結(jié)劑。而且，將圓筒形的分型物放入水口成形?？蛑?，將內(nèi)孔部和本體部分隔開(kāi)，在內(nèi)孔部填充內(nèi)孔體用混合物的混煉物，在本體部填充水口本體用混合物的混煉物，然后去除分型物，用CIP加壓成形。成形后，通過(guò)熱處理，得到在與鋼水接觸的面上配置有混合有白云石熟料的耐火材料的水口。
在至少與鋼水接觸的面上配置有使用白云石的耐火材料的連續(xù)鑄造水口中，能夠提高耐腐蝕性，還能夠明顯延長(zhǎng)連續(xù)鑄造水口的壽命。因此可以大幅度降低連續(xù)鑄造水口本身和連續(xù)鑄造水口更換所需要的成本。
附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明圖1是使用本發(fā)明作為浸漬水口的內(nèi)孔體時(shí)推斷機(jī)理的說(shuō)明圖。
圖2示出了顯微鏡照片，其表示本發(fā)明浸漬水口內(nèi)孔體使用后的工作面組織。
優(yōu)選實(shí)施方式以下通過(guò)實(shí)施例說(shuō)明發(fā)明的實(shí)施方式。
實(shí)施例1該實(shí)施例是屬于本發(fā)明第1方案的實(shí)施例。
在將含40％CaO的白云石熟料配置在連續(xù)鑄造水口的與鋼水接觸的部位時(shí)，研究其平均粒度對(duì)耐腐蝕性和氧化鋁難附著性的影響。
表1示出了使用主要成分由40％CaO和60％MgO組成的白云石熟料A時(shí)的混合比例。在各個(gè)混合物中均添加適量的酚醛樹(shù)脂，將混煉均勻的料土壓制成形，得到的成形體進(jìn)行熱處理，將熱處理后的試樣作為檢測(cè)試樣。
表1

*比較例1-1的溶損速度表示為指數(shù)100。數(shù)字越小耐腐蝕性越好。
**比較例1-1的附著速度表示為指數(shù)100。數(shù)字越小難附著性越好。
在耐腐蝕性研究中，在高頻爐中熔融低碳鋁脫氧鋼，保持在1550℃，一邊施加1.5m/sec的轉(zhuǎn)速使檢測(cè)試樣旋轉(zhuǎn)，一邊將其浸漬在鋼水中，經(jīng)過(guò)規(guī)定的時(shí)間后取出試樣測(cè)定溶損速度。用比較例1為100的指數(shù)表示溶損速度，顯示出指數(shù)越小耐腐蝕性越好。
而且，在氧化鋁難附著性研究中，同樣，在1550℃的低碳鋁脫氧鋼鋼水中，將檢測(cè)試樣靜止不動(dòng)地浸漬在鋼水中，每30分鐘添加0.5％鋁，使氧化鋁懸浮在鋼水中，4小時(shí)后取出試樣，測(cè)定氧化鋁附著到檢測(cè)試樣上的附著速度。用比較例1-1為100的指數(shù)表示附著速度。顯示出指數(shù)越小氧化鋁難附著性越好。
根據(jù)耐腐蝕性評(píng)價(jià)結(jié)果，在實(shí)施例和比較例之間看不到明顯差異，而關(guān)于氧化鋁難附著性，與比較例1-1、1-2相比，實(shí)施例1-1～1-3顯然產(chǎn)生了良好結(jié)果。由該結(jié)果可知，CaO含量為50％以下的白云石熟料的平均粒度最好為0.8mm以下。
表2示出了含40質(zhì)量％CaO的白云石熟料A、含20質(zhì)量％CaO的白云石熟料B、含60質(zhì)量％CaO的白云石熟料C、氧化鎂熟料和碳黑的混合比例?；旌线@些混合物，添加適量的酚醛樹(shù)脂，將混煉均勻的料土壓制成形。對(duì)得到的成形體進(jìn)行熱處理，將熱處理后的試樣作為檢測(cè)試樣，和表1同樣進(jìn)行耐腐蝕性和氧化鋁難附著性調(diào)查。
表2

*表1的比較例1-1的溶損速度表示為指數(shù)100。數(shù)字越小耐腐蝕性越好。
**表1的比較例1-1的附著速度表示為指數(shù)100。數(shù)字越小難附著性越好。
如研究結(jié)果所示，如果CaO含量為50質(zhì)量％以下的白云石熟料A和B的平均粒度為0.8mm以下，一同使用CaO含量為50質(zhì)量％以上的白云石熟料C或氧化鎂熟料，也能得到良好的結(jié)果。
其次，使用表1所示實(shí)施例2的料土和比較例1的料土，作為內(nèi)孔體成形10mm厚的圓筒形套筒并進(jìn)行熱處理，在浸漬水口的內(nèi)孔上配置氧化鎂系砂漿，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
將這些浸漬水口用于鋁脫氧鋼的鑄造。鑄造條件為，鑄桶容量為250ton，TD容量為45ton，鑄件的拉拔速度為1.0-1.3m/分鐘，鑄造時(shí)間為約280分鐘。
鑄造完成后切割浸漬水口，觀察內(nèi)孔體的斷面，其結(jié)果是，實(shí)施例2的材質(zhì)幾乎沒(méi)有氧化鋁附著，與此對(duì)照，比較例1的材質(zhì)局部附著最大4mm的氧化鋁，顯然，使用實(shí)施例2材質(zhì)的水口得到良好結(jié)果。
實(shí)施例2該實(shí)施例是屬于本發(fā)明第2方案的實(shí)施例。
表3同時(shí)示出了實(shí)施例和比較例中使用的白云石熟料和氧化鎂熟料的種類、粒度組成、混合比例、混合物中的WD/WM比、W1/W2比以及使用各個(gè)混合物的耐火材料的溶損速度和附著速度。
使用的合成白云石熟料的CaO含量為60質(zhì)量％、MgO含量為40質(zhì)量％。
按表3所示混合比例進(jìn)行混合，添加適量的酚醛樹(shù)脂，將均勻混煉的料土壓制成形。得到的成形體在1000℃進(jìn)行熱處理，熱處理后的試樣作為檢測(cè)試樣，進(jìn)行耐腐蝕性和氧化鋁難附著性研究。
在對(duì)溶損速度所造成的耐腐蝕性調(diào)查中，通過(guò)高頻爐熔融低碳鋁脫氧鋼，在保持1550℃的鋼水中，以1.5m/sec的轉(zhuǎn)速使檢測(cè)試樣旋樣的同時(shí)浸漬4小時(shí)后，取出試樣測(cè)定溶損速度。用比較例1為100的指數(shù)表示溶損速度。顯示出指數(shù)越小耐腐蝕性越好。
表3

*比較例2-1的溶損速度表示為指數(shù)100。數(shù)字越小耐腐蝕性越好。
**比較例2-1的附著速度表示為指數(shù)100。數(shù)字越小難附著性越好。
對(duì)于氧化鋁難附著性，和耐腐蝕性研究同樣，在高頻爐中的1550℃的低碳鋁脫氧鋼鋼水中，在靜止?fàn)顟B(tài)浸漬檢測(cè)試樣，每30分鐘添加0.5％鋁，使氧化鋁懸浮在鋼水中，4小時(shí)后取出試樣，測(cè)定氧化鋁附著到檢測(cè)試樣上的附著溶損速度。用比較例2-1為100的指數(shù)表示附著速度。顯示出指數(shù)越小氧化鋁難附著性越好。
由耐腐蝕性評(píng)價(jià)結(jié)果可知，隨著WD/WM變小，耐腐蝕性改善。當(dāng)WD/WM值超過(guò)15時(shí)，幾乎沒(méi)有發(fā)現(xiàn)耐腐蝕性改善的效果，因此，WD/WM必須在15以下。而且，由于在10以下時(shí)表現(xiàn)出顯著改善效果，所以更好是在10以下。
氧化鋁難附著性評(píng)價(jià)結(jié)果是，當(dāng)WD/WM的值顯示為2以下時(shí)，氧化鋁附著速度漸漸變大。尤其在小于0.5時(shí)，氧化鋁的附著明顯增加，因此WD/WM必須在0.5以上。并且可知，在1.0以上時(shí)氧化鋁附著輕微且改善耐腐蝕性效果更好。
其次，使用表3所示實(shí)施例2-6的料土和比較例2-1的料土，成形作為內(nèi)孔體的10mm厚的圓筒形套筒并進(jìn)行熱處理，并通過(guò)氧化鎂系砂漿配置在浸漬水口的內(nèi)孔處。
將這些浸漬水口用于1000t鋁脫氧鋼的連續(xù)鑄造。鑄造完成后切割浸漬水口并觀察斷面，其結(jié)果是，氧化鋁在兩種水口內(nèi)孔體上的附著非常輕微，結(jié)果良好。關(guān)于內(nèi)孔體的溶損，實(shí)施例2-6的材質(zhì)的溶損不足1mm，與此對(duì)照，比較例2-1的材質(zhì)上局部形成5mm程度的溶損，顯然，比使用實(shí)施例2-6材質(zhì)的水口溶損更大。
本發(fā)明適用于鋼的連續(xù)鑄造中使用的浸漬水口、長(zhǎng)水口、下部水口、上部水口、滑動(dòng)水口蓋板、開(kāi)式水口等。
在連續(xù)鑄造水口中，本發(fā)明最有效地適用于氧化鋁附著較多的浸漬水口。
權(quán)利要求
1.連續(xù)鑄造水口，該水口至少在與鋼水接觸的部位配置有耐火材料，通過(guò)在混合物中添加粘結(jié)劑，并通過(guò)混煉、成形、熱處理得到所述耐火材料，其中，所述混合物由平均粒度為0.8mm以下、CaO含量為50質(zhì)量％以下的白云石熟料組成，且當(dāng)CaO質(zhì)量含量為W1、MgO質(zhì)量含量為W2時(shí)，W1/W2的比值為0.33以上。
2.按照權(quán)利要求1記載的連續(xù)鑄造水口，其特征在于，一同使用CaO含量超過(guò)50質(zhì)量％的白云石熟料。
3.按照權(quán)利要求1或2記載的連續(xù)鑄造水口，其特征在于，一同使用氧化鎂熟料。
4.連續(xù)鑄造水口，該水口至少在與鋼水接觸的部位配置有耐火材料，通過(guò)在混合物中添加粘結(jié)劑并進(jìn)行混煉、成形、熱處理得到該耐火材料，其中，所述混合物由白云石熟料和氧化鎂熟料組成，當(dāng)白云石熟料的粒度組成中1mm以下的顆粒的質(zhì)量％為WD、氧化鎂熟料的粒度組成中1mm以下的顆粒的質(zhì)量％為WM時(shí)，WD/WM的比為0.5以上15以下，而且，當(dāng)CaO成分質(zhì)量％含量為W1、MgO成分質(zhì)量％含量為W2時(shí)，W1/W2的比值為0.33-3.0。
5.按照權(quán)利要求1或4記載的連續(xù)鑄造水口，其特征在于，粘結(jié)劑為熱固性有機(jī)樹(shù)脂。
6.按照權(quán)利要求1或4記載的連續(xù)鑄造水口，其特征在于，相對(duì)于混合物，另外添加10質(zhì)量％以下碳質(zhì)原料。
7.按照權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)記載的連續(xù)鑄造水口，其特征在于，配置耐火材料作為浸漬水口的內(nèi)孔體。
全文摘要
在連續(xù)鑄造水口中，所述水口在與鋼水的接觸面上配置了混合有白云石熟料的耐火材料，在進(jìn)行鋼水鑄造時(shí)，在防止由長(zhǎng)時(shí)間鑄造、鋼水中氧化鋁所造成的氧化鋁向工作面附著的同時(shí)，改善耐腐蝕性。耐火材料的混合物由平均粒度為0.8mm以下、CaO含量為50質(zhì)量％以下的白云石熟料組成，且當(dāng)CaO質(zhì)量含量為W1、MgO質(zhì)量含量為W2時(shí)，按W1/W2的比值為0.33以上進(jìn)行混合，添加粘結(jié)劑，通過(guò)混煉、成形、熱處理得到耐火材料。另外，混合物由白云石熟料和氧化鎂熟料組成，當(dāng)白云石熟料的粒度組成中1mm以下的顆粒的質(zhì)量％為WD、氧化鎂熟料的粒度組成中1mm以下的顆粒的質(zhì)量％為WM時(shí)，WD/WM的比為0.5以上15以下，CaO成分質(zhì)量％含量為W1、MgO成分質(zhì)量％含量為W2時(shí)，W1/W2的比值為0.33－3.0。
文檔編號(hào)B22D41/54GK1946499SQ20058001275
公開(kāi)日2007年4月11日 申請(qǐng)日期2005年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月15日
發(fā)明者緒方浩二, 古賀紗繪子, 福永新一 申請(qǐng)人:黑崎播磨株式會(huì)社, 新日本制鐵株式會(huì)社