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铸造用耐火材料对熔铸质量的贡献一、耐火材料在铸造工业中的作用铸造工业是制造业的基础，而耐火材料在铸造过程中起着至关重要的作用。
耐火材料不仅能够承受高温熔融金属的冲击，还能保证铸造过程的稳定性和安全性。
耐火材料的选用直接影响到铸件的质量，包括其尺寸精度、表面光洁度以及内部结构的致密性。
1.1 耐火材料的基本特性耐火材料是一类具有高温稳定性和化学稳定性的无机非金属材料。
它们通常具备以下特性：- 高熔点：耐火材料的熔点远高于铸造金属的熔点，保证了在高温环境下不会熔化。
- 良好的热稳定性：耐火材料在温度变化下体积变化小，能够保持形状和结构的稳定。
- 低热导率：耐火材料的热导率较低，有助于减少热损失，提高热效率。
- 良好的化学稳定性：在与熔融金属接触时，耐火材料不易发生化学反应，从而保证铸件的纯净度。
1.2 耐火材料的分类耐火材料根据其化学成分和矿物组成，可以分为不同的类型，主要包括：- 硅酸盐类耐火材料：如硅砖、粘土砖等，具有较好的抗酸性渣侵蚀能力。
- 碱性耐火材料：如镁砖、白云石砖等，具有较好的抗碱性渣侵蚀能力。
- 氧化物耐火材料：如氧化铝砖、氧化镁砖等，具有较高的机械强度和耐磨性。
- 非氧化物耐火材料：如碳化硅、氮化硅等，具有优异的高温强度和抗氧化性。
1.3 耐火材料在铸造过程中的应用耐火材料在铸造过程中的应用非常广泛，包括：- 炉衬材料：用于铸造炉的内衬，保护炉体不受熔融金属的侵蚀。
- 浇注系统：包括浇口杯、浇道、浇注管等，保证金属液的平稳流动和充型。
- 模具材料：用于制造砂型或金属型，直接影响铸件的形状和尺寸。
- 保温材料：用于保持熔融金属的温度，减少热损失。
二、铸造用耐火材料的性能要求铸造用耐火材料的性能要求是确保熔铸质量的关键。
不同的铸造工艺和金属类型对耐火材料的性能有不同的要求。
2.1 耐火度和高温稳定性耐火材料的耐火度是其在高温下不发生软化或熔化的能力。
铸造过程中，耐火材料需要承受长时间的高温作用，因此耐火度和高温稳定性是其基本的性能要求。
优特钢工程板坯连铸中间包用耐火材料技术方案中间包是钢铁连铸过程中的关键设备，对钢液进行保温、保压和调整成分有着重要作用。
中间包用耐火材料的选择和使用直接影响到钢水质量和产品质量。
以下是一种优特钢工程板坯连铸中间包用耐火材料技术方案。
首先，选择的中间包耐火材料应具有良好的耐高温性能，能够耐受高温钢水的侵蚀和冲击。
常见的中间包耐火材料有耐火砖、耐火浇注料和耐火纤维材料等。
优选高纯度的耐火材料，以确保在高温条件下不会产生损坏和变形，从而保证连铸钢水的稳定性。
其次，中间包用耐火材料应具有良好的耐腐蚀性能。
由于钢水中含有一定的铁、碳等元素，容易与中间包耐火材料发生化学反应，产生腐蚀。
因此，选用具有防腐蚀性能的耐火材料是必要的。
可以采用添加特殊耐腐蚀剂的耐火材料，来减少对耐火材料的腐蚀和损伤。
再次，中间包用耐火材料应具有良好的热传导性能。
中间包耐火材料在连铸过程中，需要能够迅速将热量传递给钢水，并保持一定的热稳定性。
因此，选用热导率较高的耐火材料是有益的，它能够促进钢水的均热和保持温度的稳定。
最后，中间包用耐火材料应具有较低的热膨胀系数。
连铸过程中，中间包外表面经常与环境空气接触，会受到冷却的影响而导致热膨胀。
耐火材料的热膨胀系数应与中间包外壳较好地匹配，以避免因热膨胀不均匀而导致中间包的破裂。
在实际应用中，可以采用复合耐火材料的方式来满足中间包的要求。
将不同种类的耐火材料按照一定的比例混合，可以综合利用各种材料的优点，提高整体的性能。
总之，中间包用耐火材料的选择和使用对连铸钢水的稳定性和产品质量有着重要的影响。
在耐高温性能、耐腐蚀性能、热传导性能和热膨胀系数方面选择和使用合适的耐火材料，能够提高中间包的工作效率和使用寿命，保证连铸钢水的质量和产品的质量。
15.3浸入式水口、长水口、整体塞棒15.3.1长水口、整体塞棒、浸入式水口概述连铸用长水口、整体塞棒、浸入式水口（以下简称连铸三大件）是连铸工艺中非常重要的功能耐火材料。
如图15-1中所示，它们的作用是将钢包、中间包、结晶器三位一体地连接起来，控流和导流钢液，防止钢水二次氧化，实现连续铸造工艺。
长水口又称保护套管，安装于盛钢桶下方与滑动水口装置的下水口相连，连接钢包和中间包，起着导流、防止钢水氧化和飞溅的作用；整体塞棒在连铸工艺中之作用起到控制钢水从中间包到结晶器流量；浸入式水口是连铸过程中最关键的耐火功能部件，它安装在中间包和结晶器之间，是钢水从中间包输送到结晶器的通道，既要保护钢水不发生二次氧化，防止氮溶入或渣混入钢水及防止钢水飞溅，又要保证钢液在结晶器里有一个合理的流场和温度场分布。
根据它们所承受的使用条件和需要满足的使用要求，长水口、整体塞棒、浸入式水口采用抗热震性优异的含碳耐火材料，在关键工作部位，如渣线、塞棒棒头等采用高抗侵蚀性的含碳材料。
表15-16中列出了连铸三大件产品的基本组成和性能指标的参考范围。
连铸三大件的结构、形状、尺寸依连铸机不同而有所区别。
表15-16 连铸用长水口、整体塞棒、浸入式水口组成和性能指标的参考范围项目化学组成w/% 体积密度/g。
cm-3显气孔率/%耐压强度/MPa抗折强度/MPa AL2O3ZrO2+C a OMgO C+SiC长水口40-65 25-35 2.2-2.6 12-20 20-30 6-10整体塞棒本体45-60 20-30 2.3-2.6 15-20 20-35 8-10 棒头1 60-75 15-25 2.5-2.7 10-18 20-35 6-10 棒头2 65-85 10-20 2.5-2.8 10-18 15-25 5-8浸入式水口本体40-60 20-30 2.2-2.5 15-20 20-30 6-10 渣线70-85 15-25 3.4-3.8 15-20 18-25 6-1015.3.2 连铸三大件生产工艺连铸三大件虽然功能不同，但有着相同或相似的材质、结构特点、使用条件、性能要求等，因而在生产中采用几乎完全相同的工艺。
确定棕刚玉技术条件时的质量指标由于对高质量、高研磨性的磨料和耐火材料的需求剧增，人们正在寻求具有优化的硬度和耐用性特点的棕刚玉(BFA)。
欲使棕刚玉的性能达到这样一种极限，则须了解化学成分及所含杂质是如何能够提高或降低其质量的。
本文列出了最常见的专用成品的质量要求，及其与棕刚玉(BFA)生产之间的关系。
1980年之前，铝矾土是从世界各地运到某地的棕刚玉生产者那里。
每个产地的铝矾土都有其独特的化学组成和化学性质，因此，棕刚玉的生产者能够把来自不同产地的铝矾土加以混合，得到一种优化的炉料，可以提供经济和实用方面的优势，棕刚玉的生产者清楚地描述了这些基本的化学和物理特性。
由于棕刚玉的生产和消费具有地区性的特点，生产者和消费者互相间都很熟悉棕刚玉的最终使用的特殊质量要求。
近二十年来棕刚玉的地区性的产量发生了变化。
在北美和欧洲的许多棕刚玉生产商或停产、或兼并，与此同时，中国成为世界上棕刚玉的主要供应国。
棕刚玉的消费者们也经历了类似的合并，在此过程中，通用的棕刚玉技术条件之外的特殊产品的质量要求有可能被忽略，供应商的改变可能导致产品性能出现某种缺陷。
棕刚玉的生产规定棕刚玉的技术条件，以达到高的最终产品的质量，这就要求对产品的使用方向及棕刚玉的生产流程有一个了解。
棕刚玉的研磨和耐火特性，受其基本的化学组成、杂质的含量以及其晶体结构中杂质的分布的影响。
棕刚玉是用煅烧铝矾土在电弧炉内通过还原过程而制得。
焦炭和煤是两种通常用作还原剂的碳源。
在熔炼过程中，煅烧铝矾土中过量杂质(氧化铁、二氧化硅和氧化钛)被还原成金属。
杂质还原成金属的过程如下：Fe2O3+3C→2Fe+COSiO2+2C→Si+2COTiO2+2C→Ti+2CO炉料中添加的过量的铁与还原出来的金属杂质生成硅铁合金。
绝大多数的硅铁合金从熔化的棕刚玉中析出，并沉积到炉子的底部。
在倾倒式炉子中，棕刚玉首先倒出，随后才是硅铁合金。
棕刚玉的物理结构有必要对棕刚玉的结构作一简单的了解，这样可以避免发生不测的质量问题。
连铸耐火材料1.钢包耐火材料有什么要求?钢包是承接钢水、进行连铸的必要设备。
由于许多钢种需要在钢包内进行精炼处理，包括吹氩调温、合金成分微调、喷粉精炼和真空处理等，钢包内衬的工作条件越来越恶劣，其工作环境是：(1)承受的钢水温度比模铸钢包高。
(2)钢水在钢包内的停留时间延长。
(3)钢包内衬在高温真空下自身挥发和经受钢水的搅动作用。
(4)内衬在承接钢水时受到的冲击作用。
(5)熔渣对内衬的侵蚀。
因此，对钢包耐火材料的要求是：(1)耐高温，能经受高温钢水长时间作用而不熔融软化。
(2)耐热冲击，能反复承受钢水的装、出而不开裂剥落。
(3)耐熔渣的侵蚀，能承受熔渣和熔渣碱度变化对内衬的侵蚀作用。
(4)具有足够的高温机械强度，能承受钢水的搅动和冲刷作用。
(5)内衬具有一定的膨胀性，在高温钢水作用下，使内衬之间紧密接触而成为一个整体。
2.常用的钢包耐火材料有哪几种?钢包耐火材料的选用条件是：(1)钢包的工作条件，如出钢温度、钢水停留时间、浇注钢种、是否进行精炼处理等。
(2)钢包耐火材料在钢包中的部位。
(3)熔渣的碱度。
(4)钢厂的砌钢包、拆钢包、烘烤钢包的工作条件和经济包龄。
(5)经济性常用的钢包耐火材料有以下种类：(1)粘土砖粘土砖中Al2O3含量一般在30～50％之间，价格低廉。
主要用于钢包永久层和钢包底。
(2)高铝砖砖中Al2O3含量在50～80％之间，主要用于钢包的工作层。
(3)蜡石砖该砖特点是Si02含量高，一般在80％以上，比粘土砖的抗侵蚀性和整体性好，且不挂渣。
常用于钢包壁和包底。
(4)锆英石砖该砖主要用于钢包渣线部位。
砖中ZrO2含量一般在60～65％之间。
其特点是耐侵蚀好，但价格较高，一般不常使用。
(5)镁碳砖该砖主要用于钢包渣线部位，特别适用于多炉连浇场合。
砖中MgO含量一般在76％左右，C 含量在15～20％之间。
其特点是对熔渣侵蚀性小，耐侵蚀、耐剥落性好。
(6)铝镁浇注料该浇注料主要用于钢包体，其特点是在钢水作用下，浇注料中的MgO和Al2O3反应生成铝镁尖晶石，改善了内衬的抗渣性和抗热震性。
连铸用耐火材料详细介绍
概述
连铸是金属制造过程中常用的一种技术，用于连续生产高品质的金属铸锭或连续铸件。
在连铸过程中，耐火材料扮演着重要的角色，它能够承受高温和热冲击，并保持稳定的物理和化学性质。
本文将对连铸用耐火材料进行详细介绍。
类型
连铸用耐火材料可分为两大类：综合性能耐火材料和专用性能耐火材料。
1. 综合性能耐火材料
综合性能耐火材料具有广泛的适用性，用于各种金属的连铸过程。
它们通常由耐火粘土、耐火泥、耐火纤维和碳化硅等材料制成。
这些材料具有较好的抗温度变化能力和机械强度。
综合性能耐火材料可进一步分为以下几类： - 耐火砖：用于炉墙、保温罩和渣槽等部位，承受高温和侵蚀。
- 硅酸钙耐火材料：用于渗封材料，具有较好的温度稳定性和耐腐蚀性。
- 高温涂层材料：用于渣槽内壁，防止渣渗透和腐蚀。
- 陶瓷纤维：用于保温。
2. 专用性能耐火材料
专用性能耐火材料是为满足特定连铸工艺需求而开发的材料，具有特殊的热力学和物理性质。
这些材料通常由高级氧化物、碳化物、氮化物和金属等化合物制成。
以下是一些常见的专用性能耐火材料： - 铝碳复合材料：具有高强度和耐腐蚀性，用于结晶器和漏斗等部位。
- 氮化硅材料：用于保护渣槽内壁，具有优异的耐
腐蚀性和耐高温性能。
- ZrO2陶瓷材料：用于结晶器和渣槽等部位，具有较好的
耐热性和耐腐蚀性。
性能要求
连铸用耐火材料需满足一系列性能要求，以确保连续生产过程的稳定性和产品质量。
1. 抗高温能力
连铸过程中的温度非常高，耐火材料必须能够承受高温环境中的热冲击和热应力。
2. 耐腐蚀性
由于连铸过程中与金属液接触，耐火材料需要具有良好的耐腐蚀性，以防止金属液的侵蚀。
3. 抗渣侵蚀能力
连铸过程中会产生一定的渣，渣对耐火材料的侵蚀也需要得到有效的抑制，以延长材料的使用寿命。
4. 优异的物理性质
连铸用耐火材料还需要具备良好的强度、抗振动、热膨胀系数匹配等物理性质，以确保材料在高温环境下的稳定性。
应用场景
连铸用耐火材料广泛应用于金属连铸过程中的各个部位，包括结晶器、渣槽、漏斗、保温罩等。
1. 结晶器
结晶器是在连铸过程中形成金属铸锭或连铸件的关键部位，耐火材料需要具备较高的耐高温性、耐腐蚀性和耐磨性，以保护结晶器内壁并确保产品质量。
2. 渣槽
渣槽用于收集和处理连铸过程中的渣，耐火材料需具有良好的耐热性、耐腐蚀性和抗渣侵蚀性，以防止渣的渗透并延长渣槽的使用寿命。
3. 漏斗
漏斗用于调整连铸过程中的流动速度和液态金属的定向流动，耐火材料需具备抗高温、耐腐蚀和良好的热传导性能，以确保流动的稳定性和产品质量。
4. 保温罩
保温罩用于保持连铸过程中金属的温度稳定，耐火材料需要具备优异的保温性能和耐高温性能，以防止能量损失和产品质量下降。
结论
连铸用耐火材料在金属制造过程中起着至关重要的作用。
不同类型和性能的耐火材料能够满足不同连铸工艺的需求。
选用适当的耐火材料并注意其性能要求，可以提高连铸过程的效率和产品质量，并延长设备的使用寿命。
