长水口

冶金器械

长水口 (或称保护管) 是指用于钢包与中间包之间，保护钢水不受二次氧化,防止钢流飞溅，使用前进行预热，否则在开浇时，易发生开裂、断裂等事故。它对钢种适应性强，耐侵蚀性好。已有不烘烤即能使用的长水口，称为事故备用水口。

简介

长水口 (或称保护管) 用于钢包与中间包之间，保护钢水不受二次氧化,防止钢流飞溅，否则在开浇时，易发生开裂、断裂等事故。它对钢种适应性强，耐侵蚀性好。已有不烘烤即能使用的长水口，称为事故备用水口。

长水口安装于盛钢桶下方，是钢水由盛钢桶注入中间包的Al2O3–C质圆管形通道，起着导流、防止钢水氧化和飞溅的作用。它是实现钢水保护浇铸以提高钢坯质量的重要功能耐火材料，其使用情况将直接影响到整个连铸工艺能否正常进行。然而在浇钢初期，当炽热的钢水流经长水口时，会在其内部产生很大的热应力，从而导致其开裂。因此，长水口在使用前必须预热至1000℃以上，而这不仅消耗能源、恶化操作环境，而且导致其更换操作繁琐、费时。免预热长水口的开发是解决该问题的关键，它的制造可通过2种途径实现：一是增加高导热率的石墨及低热膨胀率的熔融石英等，但这会降低其抗侵蚀和抗冲刷性能；二是在其内孔复合一层低导热系数的隔热层，这也是免预热长水口的主要发展趋势。

长水口的结构

如图 1a 所示，本次试验所用免预热长水口为上大下小的细长圆筒形结构。在其ABC段覆盖有2mm厚的铁皮，将长水口固定于钢包下水口(图1a 中虚线为下水口的下缘)；而FG 段与下水口相接。长水口的EFG 段复合有一层厚度小于5mm 的隔热层。浇注时，钢水从内孔流过，而筒壁外侧与空气直接接触。图1b 是长水口颈部横截面示意图，其中M，N 和C 分别为半径OC 与长水口内孔、界面和外表面的交点。

长水口材料组成与制作工艺

长水口本体所用原料可分为骨料(0.5～0.2mm)、细粉(<0.088 mm)和鳞片状石墨，结合剂为酚醛树脂。骨料包括板状刚玉和熔融石英，细粉包括电熔刚玉、Al2O3 微粉和其它添加剂。除Al2O3，SiO2等氧化物及其它添加剂外，烧成后的长水口本体约含30%的炭(质量分数)，显气孔率约为16%。

长水口本体制作过程如下：

(1)将骨料和部分结合剂进行预混后，加入已预混合好的细粉和剩余结合剂，然后进行高速混炼造粒；

(2)混合好的原料经筛分，烘干后待用；

(3)将混合料装入长水口所用模具，经150MPa 等静压成型后，制备成坯料，然后将坯料车削加工成合适的尺寸；

(4)加工好的坯料在氮气气氛下于1000℃烧制5h。

总结

长水口本体烧制末期，在其内孔通入适量空气，使石墨氧化脱除，即制成低导热的隔热层，这是工艺的关键。通过上述步骤，即制备成复合结构长水口。

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