定徑水口是連鑄小于120mm的小方坯控制鋼水流量的功能耐火材料。由于方坯的尺寸太小,長水口和浸入式水口均不適用,在小方坯連鑄機中間包無塞棒澆鑄系統(tǒng)中采用定徑水口進(jìn)行敞開式澆注。鋼坯的注速只靠定徑水口來調(diào)節(jié),在整個澆注過程中,孔徑必須保持恒定,以保證穩(wěn)定的拉坯速度,因而定徑水口在使用過程中必須安全可靠,除不能堵塞、開裂、脫落外,水口的孔徑要求擴孔速度小。要達(dá)到以上要求,水口的材料需要具有良好的抗沖刷性、抗侵蝕性和抗熱震性。所以使用的必須是高檔耐侵蝕的ZrO2材質(zhì)。
目前通常使用的水口類型有以下幾種(下圖所示):
(a)、直接復(fù)合式定徑水口(b)和鑲嵌式定徑水口(C)示意圖
圖1 全均質(zhì)定徑水口
(1)全均質(zhì)定徑水口:水口全部由ZrO2 (60%~95%)的材料組成,研究表明ZrO2 的含量越高,水口抗侵蝕能力越強,使用壽命越長,成本越高;其特點是化學(xué)成分均一、整體性好、強度大、耐侵蝕、使用壽命長、安全可靠,但生產(chǎn)成本高。
(2) 復(fù)合式定徑水口 :本體為低含鋯材料,多為鋯英石質(zhì)材料,復(fù)合體為高氧化鋯材料,兩者直接復(fù)合在一起,一次成型,一起燒制。ZrO2的用量與全均質(zhì)相比大幅度降低, 生產(chǎn)成本較低,強度大,耐侵蝕好,但是由于內(nèi)外兩層的氧化鋯含量不一樣,材料的線膨脹系數(shù)差異較大,使用過程中開裂的可能性較大,因此要求內(nèi)層的氧化鋯含量不能太高, 常在70% ~ 80%的范圍內(nèi)。
(3) 鑲嵌式定徑水口:鑲嵌式定徑水口分為外套和內(nèi)芯兩部分,分別制成后用耐火泥黏結(jié)在一起;水口本體一般為高鋁材質(zhì);內(nèi)芯為氧化鋯材質(zhì)。這種水口的制作成本低,抗熱震性好,氧化鋯的含量可依據(jù)不同的要求進(jìn)行制作,所以產(chǎn)品的性價比較高,使用量較大。