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连铸浸入式水口抗渣侵材料的制备与研究

孙朔  
【摘要】:随着炼钢连铸技术的发展,浸入式水口也取得了很大的发展。浸入式水口(SEN)结构和材质不断完善,在增产和提高钢质量中起着决定性作用。本文对浸入式水口的功能及其材质的发展做了简要介绍。氧化锆是一种重要的陶瓷材料,在其烧结过程中,添加剂起着至关重要的作用,合理加入添加剂能使材料的性能得到较大的改善。本文介绍了氧化锆在冶金及陶瓷工业上的应用现状、氧化锆的特性、氧化锆的稳定化处理工艺及稳定氧化锆的应用。 本研究以ZrOCl2·8H2O、Y(NO3)3-6H2O、Mg(NO3)2·6H2O粉体和氨水为原料,用中和共沉淀法制备了ZrO2(Y2O3)和ZrO2(MgO)固溶粉体,将制备的粉体与石墨混合烧结制成ZrO2-C系材料。通过热力学分析和实验,讨论了ZrO2-C系材料中ZrO2的热稳定性,研究了Y2O3和MgO摩尔百分含量以及固溶温度等对ZrO2-C系材料中ZrO2稳定性的影响。计算了晶粒尺寸和晶格常数,进行了失重分析,讨论了影响相组成的因素。用制得的粉料使用静态坩埚法进行了渣侵实验,测量其侵蚀深度和渗透深度,分析了熔渣侵蚀和渗透的机理。 研究结果表明,ZrC的产生与温度和Pco有关。在加热温度一定的条件下,随Pco的降低,ZrO2的稳定性降低。稳定剂的添加抑制了ZrC的生成,起到了很好的稳定效果,其中以Y2O3稳定效果最好。添加稳定剂的氧化锆粉体能够有效地提高水口材料的抗渣侵蚀性能,其中以Y2O3稳定的ZrO2抗渣侵性能最好。由于ZrC表现出良好的润湿性,所以钢水渗入到ZrO2-C材料中,溶解碳,形成脱碳层,导致结构疏松引起水口损毁。


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