1　生產工藝流程: 浸入式水口制作工藝流程為，各種原材料經(jīng)過混煉,成為混合均勻的復合粉體,經(jīng)等靜壓成型,成為所要求形狀的生坯,經(jīng)高溫燒結制成具有一定強度的制品,再經(jīng)整形,加工成所需尺寸。最后經(jīng)探傷檢查后,包裝出廠。 2　薄板坯連鑄用浸入式水口關鍵技術的解決: 薄板坯連鑄機的結晶器因為形狀所限,要求浸入式水口必須制成扁平形狀。扁平形狀的水口較普通圓管水口熱應力分布不均勻,在溫度發(fā)生變化時,易產生炸裂,所以這種產品對熱震穩(wěn)定性要求特別高。扁平水口內表面與鋼水接觸面積比圓管狀水口的內表面大,所以要求抗沖刷能力更強。另外,水口超薄本體下,渣線部位抗渣侵蝕和抗沖刷能力性能也要求更高。 1) 提高熱震穩(wěn)定性的解決方案 根據(jù)有關熱傳導的理論分析和浸入式水口的大量實際應用經(jīng)驗表明,在鋼水開澆初期,鋼水熱流瞬間沖擊浸入式水口內表面,產生極大的熱沖擊應力,這期間最易使浸入式水口產生熱震斷裂和損傷。因此,在開澆初期盡量減緩鋼水對浸入式水口的熱沖擊是提高水口熱震穩(wěn)定性的關鍵,即減少單位時間內鋼水傳遞給浸入式水口的熱量,將急熱急冷的熱沖擊狀態(tài)轉變?yōu)榻凭徛郎氐氖軣釥顟B(tài)。 根據(jù)材料的顯微結構與熱傳導性質和裂紋擴展的關系,材料中的氣孔率對熱傳導有重要的影響。熱量通過固體連續(xù)相的傳導速率比通過氣孔相的傳遞快約25%～30%。因此,有意識地提高水口內壁的氣孔率,是減少單位時間內鋼水傳遞給浸入式水口本體熱量,減小本體內熱沖擊應力,提高浸入式水口熱震穩(wěn)定性的有效手段。在浸入式水口制作的過程中,使浸入式水口內層的氣孔率達到30%～40%,遠高于浸入式水口本體的平均水平。利用其熱傳導慢的特性,減緩鋼流熱量的沖擊;同時利用多孔材料的孔洞鈍化裂紋尖端阻礙裂紋失穩(wěn)擴展的特性,可以減少開澆初期在浸入式水口內部造成的熱損傷。 2) 提高渣線耐侵蝕性能的解決方案 浸入式水口ZrO2-C渣線局部熔損的機理,在許多文獻中都有詳細的研究。為提高渣線耐侵蝕性能,在浸入式水口制作的過程中,以進口ZrO2原料替代國產ZrO2原料、選擇碳含量達99%以上的石墨等高純原料;將穩(wěn)定性氧化鋯的原料粒度級,由原來的三級改為四級,使體積密度有所提高;同時在渣線配料中加入2%的0.05～0.5微米的Al2O3微粉,使其分布在氧化鋯耐火骨料之間,提高各種原材料在高溫狀態(tài)下的結合力,并填充耐火骨料中尺寸比較大的孔隙,可以減少保護渣及鋼液對浸入式水口的滲入。 3) 復合渣線設計 為保證薄板坯連鑄浸入式水口渣線的耐侵蝕性能,渣線部位采用ZrO2材質。ZrO2的熱膨脹系數(shù)很高(～11×10-6/(C),抗熱震性差。為提高水口渣線部位的熱震穩(wěn)定性,利用功能梯度復合的思想,在水口渣線內側再復合一多孔Al2O3-C層,設計制造了Al2O3-C/ZrO2-C復合渣線。 薄板坯連鑄用浸入式水口冶金功能分析 薄板坯連鑄機結晶器內鋼液的流動狀況對生產高質量的產品十分重要。實踐表明,浸入式水口的幾何結構對結晶器熔池內鋼液表面的波動、熔池內的溫度場分布有決定性的影響,較小的液面波動和較高的液面溫度對保護渣的熔化、減少卷渣和提高鑄坯的質量十分有利。 采編：魏振超