CN113560559B - 长寿命浸入式水口的制备方法及长寿命浸入式水口 - Google Patents

长寿命浸入式水口的制备方法及长寿命浸入式水口 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种长寿命浸入式水口的制备方法及长寿命浸入式水口;包括如下制备步骤：将部分本体料与渣线料采用冷等压预制成型，获得包括本体层和渣线层的待处理件；在待处理件的本体层和渣线层连接处的外表面包裹一层石蜡片，在位于渣线层的石蜡片外缠绕电阻丝，获得预制件，将预制件放入到模具中，将剩余的本体料和透气层料对应放入到模具中，透气层料覆盖电阻丝，干燥后，获得具有透气层的预成型件；在预成型件的外本体层开设有石蜡片连通的通孔，烧制处理，烧制后在通孔处安装吹氩嘴和与电阻丝连通的电源线，获得浸入式水口；获得的浸入式水口不会被结晶器保护渣侵蚀，使用寿命长。

Description

长寿命浸入式水口的制备方法及长寿命浸入式水口
技术领域
本发明涉及长水口技术领域，尤其是涉及一种长寿命浸入式水口的制备方法及长寿命浸入式水口。
背景技术
浸入式水口主要起到连接中间包与结晶器的作用，将中间包中的钢水通过浸入式水口内腔引流到结晶器中，并使钢水在结晶器中形成稳定的流场与温度场。在正常使用过程中，浸入式水口渣线部位***结晶器中部分周围会被结晶器保护渣覆盖，在浇钢过程中不断受到结晶器保护的侵蚀。限制其使用寿命的最大一个因数是其渣线部分***到结晶器中，被结晶器保护渣不断的侵蚀，最终因侵蚀厉害导致下线。
因此，针对上述问题本发明急需提供一种长寿命浸入式水口的制备方法及长寿命浸入式水口。
发明内容
本发明的目的在于提供一种长寿命浸入式水口的制备方法及长寿命浸入式水口，通过长寿命浸入式水口的研制的结构设计以解决现有技术中存在的渣线部分***到结晶器中，被结晶器保护渣不断的侵蚀，最终因侵蚀厉害导致下线的技术问题。
本发明提供的一种长寿命浸入式水口的制备方法，包括如下制备步骤：
将部分本体料与渣线料采用冷等压预制成型，获得包括本体层和渣线层的待处理件；
在待处理件的本体层和渣线层连接处的外表面包裹一层石蜡片，在位于渣线层的石蜡片外缠绕电阻丝，获得预制件；
将预制件放入到模具中，将剩余的本体料和透气层料对应放入到模具中，透气层料覆盖电阻丝，干燥后，获得具有透气层的预成型件；
在预成型件的外本体层开设有石蜡片连通的通孔，烧制处理，烧制后在通孔处安装吹氩嘴和与电阻丝连通的电源线，获得浸入式水口；
其中，透气层料按照重量份数计，包括+199石墨7-10份、氧化锆89-105份，98金属硅粉0.1-1份、粒径为325目碳化硼0.1-1份，外加热固性液体树脂7-12份，酚醛树脂粉1-5份。
优选地，氧化锆包括粒径为20目氧化锆36-55份、粒径为40目氧化锆20-25份、粒径为100目氧化锆8-15份、粒径为200目氧化锆5-10份；98金属硅粉的粒径为325目；碳化硼的粒径为325目。
优选地，透气层的厚度为5mm-15mm。
优选地，石蜡片的厚度为2-5mm，石蜡片的宽度为10-20mm；电阻丝的直径为0.5-2mm。
优选地，将部分本体料与渣线料采用冷等压预制成型时，压力为20-40MPa。
优选地，电阻丝缠绕的高度≥30mm。
优选地，通孔的内直径为5-10mm。
优选地，透气层的显气孔率≥25%。
本发明还提供了一种基于如上述中任一项所述的长寿命浸入式水口的制备方法获得的长寿命浸入式水口。
优选地，包括本体层和渣线层，渣线层外包裹有透气层，透气层和渣线层间设有通道，通道向上延伸至本体层，本体层外壁上设有与通道连通的通孔，透气层和渣线层间的通道内还设有电阻丝，电阻丝缠绕于渣线层外壁。
本发明提供的一种长寿命浸入式水口的制备方法及长寿命浸入式水口与现有技术相比具有以下进步：
1、本发明提供的长寿命浸入式水口的制备方法，通过透气层的设计，提高了透气性，同时快速的将热量向外传递，实现加热的目的，可以避免浸入式水口渣线部位与结晶器保护渣接触，电阻丝在通电状态下源源不断给浸入式水口渣线周围的钢水提供温度，有效的避免浸入式水口周围钢水因温度过低而凝固的现象，从而使得浸入式水口渣线处不被结晶器保护渣侵蚀，延长浸入式水口的使用寿命；渣线部位吹出的氩气均匀的覆盖在水口与结晶器钢液面周围，避免钢水的氧化。
2、本发明获得的长寿命浸入式水口的制备方法及长寿命浸入式水口，延长了使用寿命，减少更换浸入式水口的频率，降低因更换浸入式水口导致胚子浪费的问题，同时降低了操作工的劳动强度，降低每次烘烤浸入式水口能源的消耗。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明中所述长寿命浸入式水口的制备方法的结构示意图；
图2为图1中A处的放大图。
附图标记说明：
1、本体层；2、渣线层；3、电阻丝；4、通孔；5、透气层；6、吹氩嘴；7、电源线；8、通道。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1、图2所示，本实施例提供了一种长寿命浸入式水口的制备方法，包括如下制备步骤：
S1)将部分本体料与渣线料采用冷等压预制成型，获得包括本体层1和渣线层2的待处理件；
S2)在待处理件的本体层1和渣线层2连接处的外表面包裹一层石蜡片，在位于渣线层2的石蜡片外缠绕电阻丝3，获得预制件；
S3)将预制件放入到模具中，将剩余的本体料和透气层料对应放入到模具中，透气层料覆盖电阻丝3，干燥后，获得具有透气层5的预成型件；
S4)在预成型件的外本体层1开设有石蜡片连通的通孔4，烧制处理，烧制后在通孔4处安装吹氩嘴6和与电阻丝连通的电源线7，获得浸入式水口；
其中，透气层料按照重量份数计，包括+199石墨7-10份、氧化锆89-105份，98金属硅粉0.1-1份、粒径为325目碳化硼0.1-1份，外加热固性液体树脂7-12份，酚醛树脂粉1-5份。
具体地，氧化锆包括粒径为20目氧化锆36-55份、粒径为40目氧化锆20-25份、粒径为100目氧化锆8-15份、粒径为200目氧化锆5-10份；98金属硅粉的粒径为325目；碳化硼的粒径为325目。
具体地，透气层5的厚度为5mm-15mm。
具体地，石蜡片的厚度为2-5mm，石蜡片的宽度为10-20mm；电阻丝3的直径为0.5-2mm。
具体地，将部分本体料与渣线料采用冷等压预制成型时，压力为20-40MPa。
具体地，电阻丝3缠绕的高度≥30mm。
具体地，通孔4的内直径为5-10mm。
具体地，透气层5的显气孔率≥25%。
本发明还提供了一种基于如上述中任一项所述的长寿命浸入式水口的制备方法获得的长寿命浸入式水口。
具体地，包括本体层1和渣线层2，渣线层2外包裹有透气层5，透气层5和渣线层2间设有通道8，通道8向上延伸至本体层1，本体层1外壁上设有与通道8连通的通孔4，透气层5和渣线层2间的通道8内还设有电阻丝3，电阻丝3缠绕于渣线层2外壁。
本发明提供的长寿命浸入式水口的制备方法，提高了透气性，同时快速的将热量向外传递，实现加热的目的，可以避免浸入式水口渣线部位与结晶器保护渣接触，电阻丝在通电状态下源源不断给浸入式水口渣线周围的钢水提供温度，有效的避免浸入式水口周围钢水因温度过低而凝固的现象，从而使得浸入式水口渣线处不被结晶器保护渣侵蚀，延长浸入式水口的使用寿命；渣线部位吹出的氩气均匀的覆盖在水口与结晶器钢液面周围，避免钢水的氧化。
本发明获得的长寿命浸入式水口的制备方法及长寿命浸入式水口，延长了使用寿命，减少更换浸入式水口的频率，降低因更换浸入式水口导致胚子浪费的问题，同时降低了操作工的劳动强度，降低每次烘烤浸入式水口能源的消耗。
实施例一
本实施例提供了一种长寿命浸入式水口的制备方法，包括如下制备步骤：
101)将部分本体料与渣线料采用冷等压预制成型，获得包括本体层1和渣线层2的待处理件，压力为30MPa；
102)在待处理件的本体层1和渣线层2连接处的外表面包裹一层石蜡片，在位于渣线层2的石蜡片外缠绕电阻丝3，获得预制件；
103)将预制件放入到模具中，将剩余的本体料和透气层料对应放入到模具中，透气层料覆盖电阻丝3，干燥后，获得具有透气层5的预成型件，干燥的温度为220℃，干燥时间为24h；
104)在预成型件的外本体层1开设有石蜡片连通的通孔4，烧制处理，烧制温度为950℃，烧制时间为22h，烧制后在通孔4处安装吹氩嘴6和与电阻丝连通的电源线7，获得浸入式水口，烧制的温度为950℃，烧制时间为22h；
其中，透气层料按照重量份数计，包括+199石墨9份、氧化锆90份，98金属硅粉0.5份、粒径为325目碳化硼0.5份，外加热固性液体树脂10份，酚醛树脂粉2份。
具体地，粒径为20目的氧化锆占重量比45%、粒径为40目的氧化锆占重量比22%、粒径为100目氧化锆占重量比14%、粒径为200目的氧化锆占重量比9%；碳化硼的粒径为325目。
具体地，透气层5的厚度为10mm。
具体地，石蜡片的厚度为2mm，石蜡片的宽度为10mm；电阻丝3的直径为1.5mm。
具体地，将部分本体料与渣线料采用冷等压预制成型时，压力为30MPa。
具体地，电阻丝3缠绕的高度35mm。
具体地，通孔4的内直径为10mm。
获得的浸入式水口，包括本体层1和渣线层2，渣线层2外包裹有透气层5，透气层5和渣线层2间设有通道8，通道8向上延伸至本体层1，本体层1外壁上设有与通道8连通的通孔4，透气层5和渣线层2间的通道8内还设有电阻丝3，电阻丝3缠绕于渣线层2外壁。
在氩气压力2.4MPa，流量5NL/min下，透气层5的透气性良好，透气料的气孔率为26%，电阻丝升温较快，能够将热量快速的传递给透气料，透气料将热量对外传递，实现最终加热的目的。
实施例二
本实施例提供了一种长寿命浸入式水口的制备方法，包括如下制备步骤：
201)将部分本体料与渣线料采用冷等压预制成型，获得包括本体层1和渣线层2的待处理件，压力为30MPa；
202)在待处理件的本体层1和渣线层2连接处的外表面包裹一层石蜡片，在位于渣线层2的石蜡片外缠绕电阻丝3,获得预制件；
203）将预制件放入到模具中，将剩余的本体料和透气层料对应放入到模具中，透气层料覆盖电阻丝3，干燥后，获得具有透气层5的预成型件，干燥的温度为220℃，干燥时间为24h；
204)在预成型件的外本体层1开设有石蜡片连通的通孔4，烧制处理，烧制温度为950℃，烧制时间为22h，烧制后在通孔4处安装吹氩嘴6和与电阻丝连通的电源线7，获得浸入式水口，烧制的温度为950℃，烧制时间为22h；
其中，透气层料按照重量份数计，包括+199石墨10份、氧化锆89份，98金属硅粉0.5份、粒径为325目碳化硼0.5份，外加热固性液体树脂12份，酚醛树脂粉3份。
具体地，粒径为20目的氧化锆占重量比45%、粒径为40目的氧化锆占重量比20%、粒径为100目的氧化锆占重量比15%、粒径为200目的氧化锆占重量比9%；碳化硼的粒径为325目。
具体地，透气层5的厚度为10mm。
具体地，石蜡片的厚度为2mm，石蜡片的宽度为10mm；电阻丝3的直径为1.5mm。
具体地，将部分本体料与渣线料采用冷等压预制成型时，压力为30MPa。
具体地，电阻丝3缠绕的高度35mm。
具体地，通孔4的内直径为10mm。
获得的浸入式水口，包括本体层1和渣线层2，渣线层2外包裹有透气层5，透气层5和渣线层2间设有通道8，通道8向上延伸至本体层1，本体层1外壁上设有与通道8连通的通孔4，透气层5和渣线层2间的通道8内还设有电阻丝3，电阻丝3缠绕于渣线层2外壁。
在氩气压力2.4MPa，流量5NL/min下，透气层5的透气性良好，气孔率为26.7%，电阻丝升温较快，能够将热量快速的传递给透气料，透气料将热量对外传递，实现最终加热的目的。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种长寿命浸入式水口的制备方法，其特征在于：包括如下制备步骤：
将部分本体料与渣线料采用冷等压预制成型，获得包括本体层（1）和渣线层（2）的待处理件；
在待处理件的本体层（1）和渣线层（2）连接处的外表面包裹一层石蜡片，在位于渣线层（2）的石蜡片外缠绕电阻丝（3），获得预制件；
将预制件放入到模具中，将剩余的本体料和透气层料对应放入到模具中，透气层料覆盖电阻丝（3），干燥后，获得具有透气层（5）的预成型件；
在预成型件的外本体层（1）开设有石蜡片连通的通孔（4），烧制处理，烧制后在通孔（4）处安装吹氩嘴（6）和与电阻丝连通的电源线（7），获得浸入式水口；
其中，透气层料按照重量份数计，包括+199石墨7-10份、氧化锆89-105份，98金属硅粉0.1-1份、粒径为325目碳化硼0.1-1份，外加热固性液体树脂7-12份，酚醛树脂粉1-5份；
透气层（5）的厚度为5mm-15mm。
2.根据权利要求1所述的长寿命浸入式水口的制备方法，其特征在于：氧化锆包括粒径为20目氧化锆36-55份、粒径为40目氧化锆20-25份、粒径为100目氧化锆8-15份、粒径为200目氧化锆5-10份；98金属硅粉的粒径为325目；碳化硼的粒径为325目。
3.根据权利要求1所述的长寿命浸入式水口的制备方法，其特征在于：石蜡片的厚度为2-5mm，石蜡片的宽度为10-20mm；电阻丝（3）的直径为0.5-2mm。
4.根据权利要求1所述的长寿命浸入式水口的制备方法，其特征在于：将部分本体料与渣线料采用冷等压预制成型时，压力为20-40MPa。
5.根据权利要求1所述的长寿命浸入式水口的制备方法，其特征在于：电阻丝（3）缠绕的高度≥30mm。
6.根据权利要求1所述的长寿命浸入式水口的制备方法，其特征在于：通孔（4）的内直径为5-10mm。
7.根据权利要求1所述的长寿命浸入式水口的制备方法，其特征在于：透气层（5）的显气孔率≥25%。
8.一种基于如权利要求1-7中任一项所述的长寿命浸入式水口的制备方法获得的长寿命浸入式水口。
9.根据权利要求8所述的长寿命浸入式水口，其特征在于：包括本体层（1）和渣线层（2），渣线层（2）外包裹有透气层（5），透气层（5）和渣线层（2）间设有通道（8），通道（8）向上延伸至本体层（1），本体层（1）外壁上设有与通道（8）连通的通孔（4），透气层（5）和渣线层（2）间的通道（8）内还设有电阻丝（3），电阻丝（3）缠绕于渣线层（2）外壁。
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