中间包用定径水口的分类
发布日期： 2020-12-31 16:07:57 阅读量（961） 作者：作为小方坯连铸用的关键功能耐火材料，定径水口起着控制钢水从中间包均匀稳定地流向结晶器、稳定拉坯速度、保持结晶器内液面高度的作用，从而保证钢坯质量，提高连铸效率，其质量的优劣直接影响着连浇时间的长短。中间包无塞棒浇注系统如图1所示，由该图可以看出，定径水口的结构设计分为上下两部分，上部近似流线型，钢水在通过定径水口流向结晶器时，近似流线型结构设计可以起到保证钢水和水口工作面(流钢面)产生的阻力小、稳定钢水流向结晶器的流量的作用，不会有漏钢现象，并且这种结构设计对钢水产生的扰动性小，可以在一定程度上减小并改善水口制品的耐冲刷性能，进而延长水口的使用时间，提高水口的使用寿命;下部较长部位为定径段，这种设计可以保证钢水从中间包均匀稳定地流入结晶器中。在浇铸过程中，中间包用定径水口的内径应基本保持不变，因为定径水口起着控制钢液流量的作用，一旦其内径扩张量过大，将会导致连铸无法正常进行，从而影响连铸生产效率，因此定径水口的抗冲刷和耐侵蚀性要高。
1—中间包;2—定径水口;3—镶嵌体;4—水口本体
图1中间包无塞棒浇注系统
定径水口的分类
随着连铸技术和功能用耐火材料的改革和完善，我国最常使用的是锆质定径水口。根据定径水口中氧化锆的含量不同，可以将锆质定径水口分为普通型定径水口和氧化锆型定径水口两大类，普通型定径水口锆质镶嵌体中ZrO2的含量小于85%;氧化锆型定径水口锆质镶嵌体中ZrO2的含量大于85%。
由于生产工艺的不同，普通型定径水口又可分为全均质定径水口、直接复合定径水口、振动成型定径水口和镶嵌式定径水口四种。
(1)全均质定径水口
全均质定径水口主要是由氧化锆和少量锆英石按一定比例经混合、成型、干燥、1620-1650℃的烧结而制成，其结构如图2所示。由于其中氧化锆的含量为60-90%，所以其优点是组成和结构的均匀性好，强度大，耐侵蚀性较高，使用安全较可靠，但缺点是生产成本较高，且寿命较短。
(2)直接复合定径水口
直接复合定径水口的本体由锆英石制成，水口定径端的工作面由锆英石和72%-78%的氧化锆复合制成，本体和工作面的复合部位同时成型，在1620-1650℃一次烧成，其结构如图3所示。这种水口的优点是整体性好，使用时不易脱落，且生产成本较全均质定径水口低得多，但由于氧化锆的马氏体相变及其伴随的体积变化，容易使水口在使用过程中出现炸裂现象。因此，这种水口必须使用稳定的氧化锆作为原料，但其含量不宜过高。锆英石和氧化锆的膨胀系数存在差异，制作水口时容易引起水口开裂现象，为了避免这一问题，需要最大限度地减小二者的膨胀系数的差异，因此，水口定径端工作面中的氧化锆含量需控制在70-80%，但这反而不利于定径水口寿命的提高。
图2：全均质定径水口 图3：直接复合定径水口
(3)振动成型定径水口
振动成型定径水口是由水口本体、水口芯和铁皮外壳组成，水口本体以高铝料为原料，而水口芯由锆英石和氧化锆复合制成，烧成温度为1620-1650℃其结构如图4所示。该水口是采用振动加压的方式将预先制备好的水口芯、高铝料和铁皮外壳成型，成型后烘干即可，无需烧成。这种水口优点是简单的生产制备工艺，较低的生产成本，缺点是长时间使用后，容易造成漏钢事故。
(4)镶嵌式定径水口
镶嵌式定径水口本体由高铝料制成，水口芯由锆英石和氧化锆复合制成，二者分别制作，然后用耐火泥将两者粘结为一体，结构如图5所示。因此，如果水口本体与水口芯粘结不好，长时间使用会出现水口芯的脱落现象，导致连铸生产的不能正常进行，但这种水口的优点是生产成本较低，热震稳定性较好。
图4：振动成型定径水口 图5：镶嵌式定径水口
普通型定径水口在使用过程中容易出现扩径、开裂等问题，而氧化锆质定径水口的因其良好的热震稳定性和抗侵蚀性而被广泛使用。根据所用原料的颗粒粒径逐渐将小，氧化锆型定径水口可分为：粗颗粒型定径水口、细颗粒型定径水口和陶瓷型定径水口。
(1)粗颗粒型定径水口
粗颗粒型定径水口所选用的氧化锆颗粒较大(最大可达2mm)，因此该水口的优点是抗热震性很好，使用过程中不易出现炸裂现象，但缺点是耐压强度低，气孔率较高。
(2)细颗粒型定径水口
细颗粒型定径水口的原料颗粒较细(粒径﹤50μm)，因此该水口的微观组织结构比较均匀，优点是显气孔率较低，强度较高，抗侵蚀性能好，但缺点是热震稳定性较差，开浇瞬间易出现炸裂现象。
(3)陶瓷型定径水口
陶瓷型定径水口所用的原料颗粒很细(粒径﹤5μm)，因此该水口的强度很高，显气孔率很低(<5%)，但其抗热震性较差，且成型和烧制过程较复杂，使用时易出现炸裂现象。
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