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定径水口的使用

metering nozzle 定径水口是小方坯连铸用耐火材料之一,起控制钢水流量的作用。钢液匀速稳定地通过定径水口流入结晶器内,这是保证连铸正常进行的必要条件。定径水口作为控流元件,应具有良好的抗冲刷和抗侵蚀能力,在使用过程中内径扩大不能太快,一旦定径水口的扩径尺寸超过结晶器拉速允许的范围,则表示定径水口已经损毁严重,不能继续使用而停浇。定径水口的扩径已经成为中间包寿命提高研究中的瓶颈问题。

氧化锆的热稳定性好、热导率低,且化学性能稳定,对大部分酸、碱及碱熔体、玻璃熔体和熔融金属都具有很好的稳定性,所以氧化锆材料是高温隔热及结构材料的理想材料。早在20世纪70年代就被用来融化玻璃、冶炼钢铁。在连铸发展初期,由于连浇时间较短,使用由锆英石和氧化锆复合制得的普通锆质定径水口产品即可满足生产需求,氧化锆含量为72%-85%;随着连铸技术的发展,连浇时间超过500min,由于锆英石与钢液、钢渣中的某些金属氧化物反应分解,导致普通定径水口的扩径、炸裂、剥落等现象,锆质定径水口已不能满足连浇需要,必须使用抗侵蚀性能更为优越的氧化锆定径水口,氧化锆含量约为93%-95%,氧化锆质定径水口耐侵蚀性好,热震稳定性优异,可以满足多炉连浇的需要,提高连铸效率,降低生产成本,目前连铸用功能耐火材料中抗侵蚀性能最好的材料是氧化锆。

氧化锆质定径水口在使用过程中,随着高温下钢渣及钢水中夹杂物渗透到气孔中与定径水口中的杂质及稳定剂反应,氧化锆颗粒之间的紧密结合被破坏,稳定相由于稳定剂的减少而发生高温相到低温相的转变。相变产生的体积膨胀使得颗粒之间的结合弱化,导致氧化锆质定径水口内颗粒之间破裂,钢液进入水口内部,低温相氧化锆小颗粒随钢液的冲刷流失,导致定径水口扩径不断增大。水口内径的扩大将导致通过水口流入结晶器的钢水流量的增大,铸坯的拉速也要相应提高,容易造成铸坯拉断而停浇,影响正常生产过程。

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