定径水口为什么一定是锆质的

中间包的水口与塞棒的作用浇铸板坯及大方坯时，常用冶金备件塞棒来调节水口的钢流量。

浇铸小方坯时则多用不需塞棒的定径水口。

1)塞棒：在连铸机的中间包上，广泛采用了如图4-2-24所示的整体式塞棒。

惰性保护气体从塞棒头部的小孔喷出，可以防止铝的氧化物在水口密封区附近沉积，或减少其聚集量，并使聚集区下移。

通过塞棒喷吹惰性气体还有促使冶金备件结晶器内夹杂物上浮的作用。

为了延长塞头的寿命，以利于进行多炉连浇，在板坯连铸机的中间包上，采用了带有氧化锆复层的塞头（图4-2-24a)或全氧化锆塞棒（图4-2-24b)。

图4-2-24整体式塞棒a-带氧化锆头的塞捧；b-全氧化锆塞捧。

2)水口：中间包的水口材质是根据所浇的钢种而选定的，浇注一般的碳素钢时，可以用含Al20370~75%的莫来石水口。

浇注易切钢时，可用氧化镁或氧化锆水口。

浇注高锰钢时，可用高铝石墨质或氧化锆质水口。

3)定径水口：在小方坯连铸机上，广泛采用了氧化锆质定径水口。

它在高温下有较好的耐磨性，在浇注期间可维持其孔径有很小的扩大。

用纯氧化锆制成极细颗粒的釉料并经高温烧结而成的水口，则具有更高的耐磨性能。

其最长使用寿命可达20h。

图4-2-25表示定径水口在“冷中间包”上的安装方法。

圆锥形的定径水口比带有突肩的定径水口更易于安装，易于拆换，制造时易于加压成型，密度比较均匀而热应力小。

图4-2-25定径水口在冷中间包上1-包底；2-座砖；3-定径水口；4-绝热材料；5-绝热板。

4)浸入式保护套管:在钢包及中间包的水口下面都可以安装浸入式保护套管。

其上端与钢包或中间包的水口相联接，下端浸入钢液面下，用以保护钢流不被氧化。

同时也可以挡住钢流的辐射散热，改善操作环境。

常用的浸入式保护套管有石英质，粘土石墨质及高铝石墨质三种。

浸入式保护套管有外装和内装两种形式，如图4-2-26及图4-2-27所示。

外装式保护套管是装在钢包或中间包水口下端的外面，并通氩气密封，以防空气被吸入，如图4-2-26所示。

定径水口错误用法锆质定经水口，专用于小方坯连铸机中间包无塞杆浇注系统，更适合于多流小方坯连铸，水口全部采用特种优质精选原料，结构合理，抗侵蚀性强，在整个浇注过程中，水口直径变化少，拉速稳定，根据客户要求，可以供应镶嵌式，复合式和整体不同类型的水口制品。

如何才能让定径水口长寿命。

原因有二：定径水口扩经、定径水口炸裂。

定径水口损坏原因主要有：一、定径水口扩径定径水口主要用于中间包无塞棒浇注。

浇注速度取决于中间包钢水液面的高度和定径水口的孔径。

在钢水液面恒定的条件下，浇注速度完全取决于定径水口的孔径大小了。

由此可见，要求定径水口的孔径，在全程浇注过程中，必须保持基本不变才行。

由于定径水口是用ZrSiO4和ZrO2制成的，在水口中含有SiO2，在浇注含锰较高的钢种时，钢中的锰会与水口中的SiO2生成低熔点的硅酸锰(MnO·SiO2)，被钢水冲走，造成蚀损扩径。

还由于锆质材料不易烧结，有时添加有助烧结剂，这样也降低了水口的抗侵蚀性，造成水口扩径。

再者，如果水口烧结程度不好，水口强度较低，使其耐侵蚀和耐冲刷性降低，使水口扩径。

解决办法是根据浇注钢种和浇注时间，选择不同锆含量的定径水口。

一般来说，定径水口的耐侵蚀性和使用寿命，基本上取决于定径水口中的锆含量。

锆含量越高，使用寿命越长。

二、定径水口炸裂引起定径水口炸裂的原因主要有以下几点：1)水口烘烤不良。

2)水口受潮没有充分干燥。

3)水口的内在因素引起的。

水口中含有较多的CaO稳定的ZrO2，在烧成过程中，CaO与锆英石中的Si02反应生成单斜锆和含钙玻璃，另一方面，ZrO2中的CaO被夺取后，由原来的立方锆转变成单斜锆。

单斜锆的热膨胀系数很高，而且升温与冷却过程中，热膨胀曲线不一致。

不仅如此，单斜锆在1000～1100℃之间转变成四方锆，伴随有较大的体积变化，易使制品开裂。

三、定径水口理化指标定径水口理化指标physical and che mical indexes项目ltem 指标锆芯 ZIRCONIUM CORE外套COAT XF-94Z XF-95Z WG-65ZRO2 ≥94 95 —AI2o3+c0 0 65 显气孔率 % ≤apparent8 7 12 体积密度g/cm3,≥BUIK DENSITY4.55.4 2.8。

中钢技术比武连铸工(拉钢工)复习参考题二.选择题1、试题: 回转台的主要作用是：( )。

A．能快速交换盛钢桶，而不降低拉坯速度B．便于盛钢桶升降、吊运C．便于检修维护答案: A2、试题: 连续铸钢的三大工艺制度是( )。

A．炉机匹配制度、冷却制度、温度制度B．温度制度、拉速制度、冷却制度C．铸坯切割制度、拉速制度、保温制度答案: B3、试题: 为了减小铸坯表面振痕，结晶器振动采用( )。

A．高频率大振幅 B．低频率大振幅 C．高频率小振幅答案: C4、试题: 中间包冶金主要功能是( )。

A．净化功能与精炼功能 B．净化功能与加热功能C．精炼功能与加热功能 D．精炼功能与去硫功能答案: A5、试题: 板坯浇铸一般使用( )质浸入式水口。

A．石英 B．铝碳 C．粘土 D．锆答案: B6、试题: 采用气洗水口的主要作用是( )。

A．降低成本 B．防止水口堵塞 C．提高钢产量 D．均匀成份温度答案: B7、试题: 镁砖属于( )耐火材料。

A．酸性 B．中性 C．碱性答案: C8、试题: 为防止水口结瘤，可以用( )。

A．石英质水口 B．Mg质水口 C．提高钢液氧活度的方法答案: A9、试题: 因化学作用使钢包耐火材料受损坏的是( )。

A．钢水成份对耐火材料的侵蚀B．钢水对耐火材料的冲刷作用C．耐火材料自身的热膨胀效应造成的损坏答案: A10、试题: 造成水口结瘤的主要原因是：( )。

A．液渣中Al2O3富集 B．SiO2结瘤 C．水口出口太小答案: A11、试题: 中间包永久层一般采用( )型。

A．砌砖 B．打结 C．挂绝热板 D．涂料答案: A12、试题: 结晶器的振幅等于行程的( )。

A．1/2 B．1/3 C．1倍答案: A13、试题: 小方坯使用ZrO2质水口的原因是( )。

A．材质成本低 B．材质耐侵蚀并不易套眼C．材质导热性好 D．不易二次氧化答案: B14、试题: 粘土砖是( )。

A．碱性耐火材料 B．酸性耐火材料 C．中性耐火材料答案: B15、试题: 浇注温度与拉坯速度密切相关，温度越高，则拉坯速度越( )。

复习题一、判断题1. 拉坯速度是指每分钟拉出铸坯的宽度，( X )2. 二冷装置的结构有箱式和房式，目前广泛应用箱式结构。

( X )3. 气水雾化喷嘴的正常工作时应先开气、后开水，停止供水时应先停气、后停水。

( X )3. M-EMS!磁搅拌安装在二冷区。

(X )4. 结晶器下口尺寸小于或等于上口尺寸。

(V )5. 连铸坯切割装置必须保持与铸坯同步运动。

(V )6. 钢包和中包底部的滑动水口只能实现调节钢水流量的作用。

( X ) 滑动水口开启、关闭来调节钢液注流7. 对于大断面带液芯矫直的铸机，采用多点矫直比采用一点矫直好。

( V)8. 定尺机构有机械式，脉冲式和光电式三种。

( V )9. 压缩比是指铸坯横断面积与轧材横断面之比。

( V )10. 非正弦振动的特点是负滑动时间长，振痕深等。

( X )11. 火焰切割的金属收得率下降了0.5%〜1.0%。

( V )12. 立弯式铸机与立式铸机相比，机身高度降低，可以节省投资。

( V )13. 引锭头的尺寸随铸坯断面尺寸而变化，厚度一般比结晶器下口小5mn,宽度比结晶器的下口小10mm20mm ( V )14. 中间包容量越大，则钢水夹杂越易上浮，钢水越干净。

(V )15. 连铸坯按断面分类有：方坯、矩形坯、板坯、圆坯和异形坯。

( V)16. 二冷区电磁搅拌(M-EMS)( X )17. 凝固末端电磁搅拌(F-EMS) ( V)18．浇注速度是指每分钟每流浇注的钢水量。

( V)19．钢包通过滑动水口开启、关闭来调节钢液注流。

( V) 20．长水口又称保护套管。

( V)二、选择题1. 连铸结晶器的作用是( B )。

(A) 让液态钢水通过(B) 使钢水形成一定厚度的凝固坯壳(C) 便于保护渣形成渣膜2. 管式结晶器的内腔镀Cr层厚度一般为(A )mm(A)0.06-0.08 (B)0.6-0.8 (C)6-8 (D)0.006-0.0083. 钢包吹氩的主要作用是( D ) 。

第35卷第3期硅酸盐通报Vol．35No．32016年3月BULLETIN OF THE CHINESE CEＲAMIC SOCIETYMarch ，2016氧化锆质定径水口在使用温度下矿物组成分析王晓1，薛群虎1，2，丁冬海1，赵亮1，周咏华1（1．西安建筑科技大学材料与矿资学院，西安710055；2．陕西循环经济工程学院，西安710055）摘要：为研究连铸用氧化锆质定径水口在使用温度下矿物组成和微观结构，对以氧化镁部分稳定氧化锆（Mg-PSZ ）为原料制备的定径水口产品进行模拟实验研究。

实验条件为：模拟浇钢使用条件试样在1540ħˑ5h 后水淬冷却，模拟翻包后自然冷却条件试样在1540ħˑ5h 后随炉冷却。

借助X-ray 荧光分析仪、X-ray 衍射仪、扫描电子显微镜对试样的矿物组成及显微结构进行表征。

研究结果表明：以Mg-PSZ 制备的氧化锆质定径水口产品在1540ħ浇钢温度下矿物相以立方相为主，在翻包自然冷却过程中，缓慢的冷却速率导致部分立方相转变为单斜相，矿物相以单斜相氧化锆为主。

氧化锆质定径水口产品在高温使用环境中结构均匀，平均颗粒尺寸10μm ，而翻包自然冷却后，由于缓慢的冷却速率，定径水口产品中稳定剂脱溶，导致立方相转变为单斜相氧化锆，平均颗粒尺寸7μm 。

即通过翻包自然冷却后所取试样的研究结果不能代表氧化锆质定径水口在中间包浇注过程中实际使用状态。

关键词：定径水口；Mg-PSZ ；冷却方式中图分类号：TQ174文献标识码：A文章编号：1001-1625（2016）03-0843-05Analysis on the Mineral Composition of the Zirconia MeteringNozzle in Service TemperaturesWANG Xiao 1，XUE Qun-hu 1，2，DING Dong-hai 1，ZHAO Liang 1，ZHOU Yong-hua 1（1．College of Materials and Mineral Ｒesources ，Xi ’an University of Architecture and Technology ，Xi ’an 710055，China ；2．Shaanxi Techno-institute of Ｒecycling Economy ，Xi ’an 710055，China ）基金项目：国家自然科学基金面上项目（51372193）；陕西省自然科学基础研究计划项目资助（2014JM6224）作者简介：王晓（1990-），女，硕士研究生．主要从事高温功能陶瓷及应用研究．通讯作者：薛群虎，教授．Abstract ：In order to investigate the microstructure of the zirconia metering nozzle at working environment ，the paper makes a study of simulated experiment to the original Mg-PSZ metering nozzle samples．Experimental conditions ：the samples were heated at 1540ħfor 5h before cooled ，and were cooled inside the furnace or quenched in water respectively simulating the environments of the natural cooling after tilting tundish and the environment at service temperature．The chemical composition ，mineral phase and micro-morphology of the samples were investigated by X-ray fluorescence instrument ，X-ray diffractometer and scanning electron microscope．The study shows that the content of c-ZrO 2is higher in the original Mg-PSZ metering nozzle at 1540ħ，however ，slowly cooling rate may lead to the phase transition between c-ZrO 2and m-ZrO 2in the natural cooling after tilting tundish．The granular of the zirconia metering nozzle show uniform size and with a big particle size （10μm ）in servicetemperature ，while appear many smaller particles （7μm ）after tilting tundish．Therefore ，the research results of samples with natural cooling after tilting tundish cannot represents the actural situation of the zirconia metering nozzle at working environment．DOI:10.16552/ki.issn1001-1625.2016.03.032844研究快报硅酸盐通报第35卷Key words：metering nozzle；Mg-PSZ；cooling method1引言现阶段对氧化锆质定径水口侵蚀机理研究较多，大部分采用中间包翻包（以下简称翻包）自然冷却后试样作为研究目标［1-3］。

定径水口目录一、概述 (2)二、定径水口的发展 (2)三、定径水口的分类 (3)四、定径水口的使用原理 (6)五、定径水口的生产 (6)一、概述电熔氧化锆的下游应用，在熔模铸造方面主要是定径水口的应用。

定径水口是小方坏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。

二、定径水口的发展早在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、剥溶等现象，普通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。

三、定径水口的分类目前我国使用的普通锆质定径水口, 根据其生产工艺, 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、镶嵌式定径水口和锆质复合定径水口五种。

1、全均质定径水口全均质定径水口主要由锆英石和氧化锆按一定比例直接混合后, 经成型、干燥、烧结而制成烧成温度为1620-1650℃。

其特点是组成、性能和结构比较均匀, 可靠性较好, 成本较高。

定径水口的具体分类
1、化学成分上分类：1)ZrO2含量为60％。

2)ZrO2含量为65％。

3)ZrO2含量为75％。

4)ZrO2含量为85％。

5)ZrO2含量为95％。

2、定径水口形式上分类：1)全均质定径水口该水口任何一个部位的化学成分均匀一致。

这种水口的强度大。

整体性好，使用安全可靠，但价格昂贵，目前国内很少见到。

2)直接复合式定径水口这种水口的本体为锆英石质，中孔复合部为含ZrO2成分较高的材质组成，通过一次成型、一次烧成制得，水口整体性好，强度大，使用安全可靠，价格较低。

3)镶嵌式定径水口这种水口的本体为高铝质，内芯为锆质，用耐火泥粘合成为一个整体。

它的使用安全程度取决于粘结泥料的耐火性能和粘结工艺。

这种水口价格较低。

4)振动成型复合定径水口这种水口的本体为高铝质浇注料，与锆质内芯一次振动成型在一起，没有粘结缝，整体性好。

在水口外面还有用一个整体冲压的外套包住，使水口外形规整，便于运输、使用安全可靠。

5)烧成复合定径水口这种水口的本体为高铝质，在成型时压入锆质内芯，再一起烧成。

对定径水口材质的要求是：
1、对钢水和熔渣的耐侵蚀性好一般采用纯度较高的锆英石、CaO稳定的ZrO2和工业氧化锆制作水口。

2、抗热震性要好锆英石在高温下要分解，ZrO2的热膨胀系数又很高，因此，要求制成的制品必须克服上述缺点，使其具有一定的抗热震性，在使用中不炸裂。

锆质锆心定径水口的解析镶嵌复合式内芯采用氧化锆为主要原料，经先进工艺，高温烧制而成的锆质定径水口,?本产品适用于连铸车间包拉钢使用，在用户多年来使用过程中，抗浸蚀性强、无明显扩径、无偏流、散流现象，耐急冷急热性能好、无炸裂漂管现象。

我单位也可根据不同用户的不同使用情况，特定制作异型产品，以满足不同层次用户的需求。

优点：有较好的抗冲刷、耐侵蚀性能；较好的热震稳定性，使用不炸裂；较长的使用寿命，使用时间可达20h以上。

本公司研制的锆质定径水口，专用于小方坯连铸机中间包无塞杆浇注系统，更适合于多流小方坯连铸，水口全部采用特种优质精选原料，结构合理，抗侵蚀性强，在整个浇注过程中，水口直径变化少，拉速稳定，根据客户要求，可以供应镶嵌式，复合式和整体不同类型的水口制品。

生产厂家：洛阳华珩耐火材料有限公司于2006年9月，由洛阳市伊川县工商行政管理局核准成立。

公司位于洛阳市伊川县曹沟工业园区，地处洛阳龙门石窟南5公里，西邻焦枝铁路，东连二广高速公路，交通十分便利。

公司注册资本金1000万元，占地面积13333平方米，建筑面积10000平方米。

技术力量雄厚，管理技术完善，化验设备先进，耐火材料达到国家标准，深受广大客户的好评。

主要产品有绝热板，接缝料、覆盖剂，保温稀渣剂、脱氧剂，复合脱氧剂、增碳剂、脱硫剂、中频炉炉料、钢包浇注料，中包浇注料、不锈钢高效保温剂、干式料、镁质，硅质干式振动料、铬质，硅质引流剂、中间包座砖、铁钩料、炮泥、撇渣器修补料、硅锰合金、定径水口、结晶器保护渣、挡渣球、挡渣塞、吹氩棒、化渣剂等产品。

公司成立以来，坚持国家的产业政策，加强管理，以客户的需求为己任，生产出符合国家行业标准的产品。

公司坚持“以人为本、和谐共商”的管理理念，以“打造精品耐火材料，追求用户满意为目标”竭诚为客户服务。

努力创造新的辉煌。

为确保产品质量，特聘请有关专家作为我公司的技术顾问，并成立技术开发部，保证了产品质量和新技术应用。