一种用于薄带连铸硅钢的高抗侵蚀性核心水口及制备方法与流程

    技术2025-02-12  48

    本发明涉及钢铁冶金薄带钢铸造,具体涉及一种用于薄带连铸硅钢的高抗侵蚀性核心水口及制备方法。


    背景技术:

    1、降低取向硅钢铁损是取向电工钢制备技术发展的不竭动力,常见降低铁损的方法有增加硅质量分数、减少带材的厚度或细化磁畴。但比较有效的方法是减少带材厚度,因此厚度减薄是近年来取向硅钢的重要发展方向,通常把厚度不超过0.10mm的取向电工钢板称为超薄取向硅钢。

    2、双辊薄带连铸技术作为钢铁工业发展方向的前沿技术,可不经连铸、加热和热轧等生产工序,由液态钢水直接生产出厚度小于5mm的薄带坯。同传统的薄带生产工艺相比,降低设备投资约80%,降低生产成本30~40%,能源消耗仅为传统流程的1/8,工艺更加环保,co2排放仅为传统流程的20%。近年来,薄带铸轧技术也在超薄取向硅钢制备中表现出潜力,该工艺铸造的带材可直接冷轧成带材,应用于硅钢生产具有无可比拟的优势。

    3、取向硅钢是硅质量分数在3.0%以上,碳质量分数为0.03~0.05%,钢中氧化物夹杂物含量低,同时含有一定量的al、mn等成份,对于超薄带材(厚度<1mm)生产环节,需要确认工艺设备的可靠性和稳定性,其中核心水口使用寿命与稳定性是关键之一。

    4、专利文献cn202010025451涉及一种薄带连铸用高耐蚀核心水口及制造方法,该核心水口的成分由zro2、al2o3和c组成。专利文献cn201910432926涉及一种薄带连铸用核心水口及其制造方法,其中核心水口的成分由zro2、mgal2o4、和c组成。

    5、然而,上述核心水口通常仅适用于普碳钢薄带连铸的使用要求,但是在铸造薄带硅钢生产过程中,面对高si、mn,al含量的钢液,侵蚀加剧。同时上述核心水口所采用的物质,容易在核心水口的内部沉积从而影响钢液流场,甚至导致堵塞的问题。特别是,超薄带铸造双辊间隙更小,对核心水口蚀损物(硬物)的粒度区间要求更窄。


    技术实现思路

    1、针对薄带硅钢带材生产要求,本发明的目的在于开发一种用于薄带连铸硅钢的高抗侵蚀性核心水口。同时,本发明的高抗侵蚀性核心水口能够避免或至少减轻钢液成份在内壁的沉积导致的堵塞现象。

    2、具体而言,实现本发明目的的高抗侵蚀性核心水口的材料配比(质量分数,wt%)如下:

    3、 成分 质量分数 氧化镁 40~65 钛酸铝 10~20 鳞片石墨 6~9 氧化钛 3-10 镁铝合金 3~6 氮化硼 6~9 酚醛树脂粉 3~6 carboresp 1~3

    4、在上述成分中,carboresp是高温沥青粉的牌号,具体可以是德国司马化工生产的高温沥青粉,牌号为carboresp。

    5、更具体而言:

    6、本发明的氧化镁为电熔镁砂或烧结镁砂,mgo≥98%,粒度1~0.047mm。

    7、本发明的钛酸铝为人工合成,其中al2o3+tio2≥95%,密度≥3.0g/cm2,粒度<0.047mm。

    8、本发明的鳞片石墨,长度<0.5mm。

    9、本发明的氧化钛原料tio2≥99%,粒度<5μm。

    10、本发明的镁铝合金,镁铝元素摩尔比0.5~2。

    11、本发明的氮化硼bn≥99%,粒度<20μm。

    12、本发明的酚醛树脂为热固性,呈固体粉状,粒度<0.047mm。

    13、本发明的carboresp的粒度<0.047m。

    14、除此之外,成分中还可以添加糠醛,其中糠醛可以占上述固体原料重量的4~7%。

    15、根据本发明的用于薄带连铸硅钢的高抗侵蚀性核心水口的制备方法如下:先按照上述配比称重固体原料,在高速搅拌机中进行混炼10~20min,然后倒入糠醛,再次混炼5~10min,过60目筛,然后将坯料在进行干燥,烘箱温度≤60℃,120℃挥发份控制范围1.5~2.5%。将坯料倒入核心水口模具,在等静压机中成型,最高压力≤60mpa,保压时间≥3min,然后核心水口坯体进行固化→加工→烧成→检测的流程,其中烧成温度1250~1400℃,氮气气氛或埋碳氛围,待检测合格后最终得到用于薄带连铸硅钢的高抗侵蚀性核心水口。

    16、更具体地,根据本发明的第一方面,提出了一种用于薄带连铸硅钢的高抗侵蚀性核心水口,所述核心水口的组分原料以氧化镁为主要原料,组分原料中还包括钛酸铝、鳞片石墨、氧化钛、镁铝合金、氮化硼、酚醛树脂粉、carboresp组分,其中,各组分的质量百分比为:氧化镁:40%~65%;钛酸铝:10%~20%;鳞片石墨:6%~9%;氧化钛:3%~10%;镁铝合金:3%~6%;氮化硼:6%~9%;酚醛树脂粉:3%~6%;carboresp:1%~3%。

    17、根据本发明的高抗侵蚀性核心水口,优选地,所述氧化镁为电熔镁砂或烧结镁砂,mgo≥98%,粒度1~0.047mm。

    18、根据本发明的高抗侵蚀性核心水口,优选地,所述钛酸铝为人工合成钛酸铝,其中:al2o3+tio2≥95%,密度≥3.0g/cm2,粒度<0.047mm。

    19、根据本发明的高抗侵蚀性核心水口,优选地,所述鳞片石墨的长度<0.5mm。

    20、根据本发明的高抗侵蚀性核心水口,优选地,所述氧化钛原料tio2≥99%,粒度<5μm。

    21、根据本发明的高抗侵蚀性核心水口,优选地,所述镁铝合金中的镁铝元素摩尔比的范围为0.5~2。

    22、根据本发明的高抗侵蚀性核心水口,优选地,所述氮化硼中的bn≥99%,粒度<20μm。

    23、根据本发明的高抗侵蚀性核心水口,优选地,所述酚醛树脂为呈固体粉状的热固性酚醛树脂,粒度<0.047mm。

    24、根据本发明的高抗侵蚀性核心水口,优选地,所述carboresp的粒度<0.047mm。

    25、根据本发明的高抗侵蚀性核心水口,优选地,所述组分原料进一步包括糠醛,所述糠醛的加入量占所述组分原料重量百分比的4~7%。

    26、根据本发明的第二方面,提出了一种制备前述高抗侵蚀性核心水口的方法,所述方法包括如下步骤:(a)将配比称重的组分原料在高速搅拌机中进行混炼10~20min;(b)向混炼后的成分中加入糠醛,进一步混炼5~10min得到坯料;(c)过滤混炼后的坯料,并将坯料进行干燥;(d)将干燥后的坯料倒入核心水口模具进行等静压成型以得到核心水口坯体;(e)对核心水口坯体进行固化→加工→烧成→检测的步骤,以得到所述高抗侵蚀性核心水口。

    27、根据本发明的制备高抗侵蚀性核心水口的方法,优选地,步骤(c)的过滤包括过60目筛。

    28、根据本发明的制备高抗侵蚀性核心水口的方法,优选地,步骤(c)的干燥采用烘箱进行,干燥温度≤60℃。

    29、根据本发明的制备高抗侵蚀性核心水口的方法,优选地,步骤(c)的干燥的120℃挥发份控制范围为1.5~2.5%。

    30、根据本发明的制备高抗侵蚀性核心水口的方法,优选地,步骤(d)的等静压成型的最高压力≤60mpa,保压时间≥3min。

    31、根据本发明的制备高抗侵蚀性核心水口的方法,优选地,步骤(e)的烧成温度范围为1250~1400℃,采用氮气气氛或埋碳氛围。

    32、有益技术效果

    33、与现有技术相比,本发明的技术构思及相应的技术方案至少能够获得如下的有益技术效果:

    34、本发明的薄带硅钢用核心水口主要成分为镁砂,抗钢液侵蚀或冲刷性能好,在工作面能够形成一层mgo致密层。

    35、铝镁合金在热处理制度下夺氧后材料体系发生以下反应:

    36、mgo+tio2→xmgo·ytio2;

    37、al2o3+tio2→al2o3·tio2;

    38、mgo+al2o3→mgo·al2o3,

    39、上述陶瓷结合相不但提高了材料的抗侵蚀性,还提高了材料的抗热震性。

    40、体系内基质以钛酸铝为主,能够显著降低材料的整体热膨胀系数,特别是在烘烤或是开浇过程中避免核心水口因为热应力集中导致的开裂事故。

    41、除此之外,bn不但提高了抗热震性,同时由于其不容易被熔融金属或熔渣润湿,钢液中的夹杂物难以在其表面沉积或析出,避免了高熔点物(脱氧产物)的析出而造成的内壁或出钢口堵塞。

    42、由以上内容可以看出,本发明的成分及制备工艺可以提高核心水口的可靠性与耐蚀性,解决了铸造薄带硅钢生产过程中容易出现的典型问题,保证了连浇炉数,提高了生产连续性,降低了生产成本。


    技术特征:

    1.一种用于薄带连铸硅钢的高抗侵蚀性核心水口,其特征在于,所述核心水口的组分原料以氧化镁为主要原料,组分原料中还包括钛酸铝、鳞片石墨、氧化钛、镁铝合金、氮化硼、酚醛树脂粉、carboresp组分,

    2.根据权利要求1所述的用于薄带连铸硅钢的高抗侵蚀性核心水口,其特征在于:

    3.根据权利要求1所述的用于薄带连铸硅钢的高抗侵蚀性核心水口,其特征在于:

    4.根据权利要求1所述的用于薄带连铸硅钢的高抗侵蚀性核心水口,其特征在于:

    5.根据权利要求1所述的用于薄带连铸硅钢的高抗侵蚀性核心水口,其特征在于:

    6.根据权利要求1所述的用于薄带连铸硅钢的高抗侵蚀性核心水口,其特征在于:

    7.根据权利要求1所述的用于薄带连铸硅钢的高抗侵蚀性核心水口,其特征在于:

    8.根据权利要求1所述的用于薄带连铸硅钢的高抗侵蚀性核心水口,其特征在于:

    9.根据权利要求1所述的用于薄带连铸硅钢的高抗侵蚀性核心水口,其特征在于:

    10.根据权利要求1-9中任意一项所述的用于薄带连铸硅钢的高抗侵蚀性核心水口,其特征在于:

    11.一种制备根据权利要求1-10中任意一项所述的高抗侵蚀性核心水口的方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:

    12.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,步骤(c)的过滤包括过60目筛。

    13.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,

    14.根据权利要求13所述的方法,其特征在于,

    15.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,

    16.根据权利要求11-15中任意一项所述的方法,其特征在于,


    技术总结
    本发明属于薄带连铸技术领域,涉及一种用于薄带连铸硅钢的高抗侵蚀性核心水口及制备方法。根据本发明的高抗侵蚀性核心水口的原料组成为:氧化镁40%~65%;钛酸铝10%~20%;鳞片石墨6%~9%;氧化钛3%~10%;镁铝合金3%~6%;氮化硼6%~9%;酚醛树脂粉3%~6%;CarboresP:1%~3%。进一步,除上述固体原料外还可以引入占上述固体原料重量的4~7%的糠醛。本发明的高抗侵蚀性核心水口具有较高的可靠性与耐蚀性,可以保证连浇炉数,提高生产连续性,降低生产成本。

    技术研发人员:郭海荣,李霞,李化龙,周东生,刘玉君,李建伟,施一新
    受保护的技术使用者:张家港中美超薄带科技有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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