免预热长寿命长水口的研制

摘要

长水口是连铸过程中起导流、防止钢水二次氧化与飞溅作用的重要功能部件之一。随着连铸水平的提高,对长水口寿命提出了更高的要求。本文较系统地研究了配料粒度组成、鳞片石墨、酚醛树脂、熔融石英、锆莫来石及碳化硅原料加入量对长水口材料物理性能的影响规律。在此基础上，研制了一种长寿命的长水口,并对其现场使用过程中的损毁机制进行了研究,得出以下主要结论:
　　随着鳞片石墨加入量的增大,材料的显气孔率、体积密度、常温和高温强度、热膨胀系数及耐磨性能皆逐渐降低。当鳞片石墨加入量超过15wt％时,材料的热膨胀系数降低明显。当鳞片石墨加入量超过25wt%时,材料的强度及耐磨性显著下降。
　　应用Dinger方程研究了配料粒度组成对材料性能影响,结果表明当参数n取值0.5左右时,材料具有较高的致密度和强度、较低的热膨胀系数及骨料与基质分布更为均匀的微观结构。
　　当鳞片石墨加入量为20wt%时,随酚醛树脂加入量的增大,泥料颗粒逐渐增大;材料的抗折强度及耐压强度逐渐提高。树脂加入量为11wt%时,材料具有最佳的致密度和微观结构。
　　随着熔融石英加入量的增加,材料的体积密度、强度及热膨胀系数皆明显降低,抗热震性能逐渐提高。最佳的熔融石英加入量为10%。
　　随着锆莫来石加入量的增大,材料的显气孔率、强度没有太大的变化,但材料的热膨胀系数呈现降低的趋势,抗热震性能逐渐提高。
　　随着碳化硅含量的增加,材料的热膨胀系数减小,抗热震性能提高,但是加入量超过6wt%时材料的强度明显下降。
　　对用后长水口内壁及渣线材料残样的显微结构研究发现,长水口材料在使用过程中的脱碳是材料的主要损毁机制。适当降低材料中的碳含量,可望延长其使用寿命。

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1 文献综述

1.1 长水口的发展现状与使用环境

1.2 长水口损毁

1.3 影响长水口寿命的主要因素

1.4 提高长水口使用寿命的途径

1.5 课题研究的目的和意义

2 实验研究

2.1 实验原料

2.2 实验方案

2.3 实验流程

2.4 实验检测设备及检测标准

2.5 实验结果与分析

2.6 本章小结

3 应用研究

3.1 试验品化学组成和物理性能

3.2 试验品使用环境

3.3 结果与讨论

3.4 本章小结

4 研究结论

致谢

参考文献

攻读硕士期间发表的论文及科技成果