通过连铸中间包上水口向钢水中吹入隋性气体是重要的冶炼手段之一。因此中间包透气上水口被广泛使用。通过对透气上水口材质的优化组合，可使生产的镶嵌有透气环的上水口，具有优良的透气性和抗物理化学侵蚀性。在钢厂使用同进口水口相当，可以替代进口产品。
1、研制过程
透气水口的使用性能要求主要有三点：优良的透气性，耐热冲击性和耐钢水侵蚀。国内钢厂一般采用弥散型水口，材质为刚玉和铬刚玉；国外主要是弥散型和带直通孔水口，材质为铝炭材料。综合国内外经验和钢厂的实际情况，优化材质组合，透气环选用锆刚玉弥散型制品，水口内芯为铬刚玉制品，外套为高强刚玉浇注料。
原料。试制工艺透气环采用骨料85，基质料15，外加结合剂、添加剂36.将骨料加入湿碾机中干混5min，加入结合剂混练10min，再加入基质料和添加剂混10min出料。用油压机成型，成型压力大于1000kN，在120隧道式干燥器内烘干24h，再用倒焰窑于1600下保温5h烧成。
性能指标。生产的透气环理化性能为Al2O3>93，ZrO2>4.2，显气孔率>23，透气量>1.0m3h-1（0.1MPa压力）.
2、讨论
颗粒配比。
对气孔率的影响弥散型透气砖的透气量取决于气孔多少、孔径大小、气孔分布等。气孔由颗粒堆积形成的无定形孔产生。采用粒度范围较窄的球形颗粒料制得的透气砖气孔分布均匀，透气性好，性能优良。临界粒度增大，气孔率升高，强度下降。因为透气环直径大，壁薄，强度不宜很低，故采用1.50.5mm较合适，强度及气孔率指标都较好。用此粒度所制透气环可满足生产要求。
抗侵蚀性和热震稳定性的提高刚玉质弥散型透气砖热震稳定性不太好，在使用过程中易产生裂纹而漏气。本研究选用进口烧结刚玉作为主要原料，外加一定量的ZrO2，以提高制品抗渣性。通过ZrO2晶粒周围微裂纹的增韧作用，可以有效地提高热稳定性；ZrO2晶粒的补强作用，可以提高抗折强度和耐压强度。把ZrO2添加量为0、2、5、8的制成透气环作1100水冷对比试验，5和8的三次断裂。ZrO2价格较高，用量大会增加成本，添加5可以满足要求。
结合剂的作用透气环的形状较复杂，因此泥料必须有良好的成型性，才能保证半成品的成型。试验了磷酸铝、纸桨+糊精、有机复合结合剂三种结合剂。有机复合结合剂粘性大，对原料有良好的润湿性，所混泥料可塑性好，成型砖坯强度高，边角整齐。
3、透气上水口的组装和使用
水口的生产组装将检验合格的透气环与水口内芯用胶泥粘接，然后振动成型刚玉浇注料外套，吹气管与铁壳焊死，吹气管外端加焊600mm铜管，铜管末端的螺纹用塑料帽保护。
使用使用条件：高速高效大型立弯式板坯连铸机，90t连铸钢包，40t大容量中间包，中间包钢水温度一般为154020，浇铸过程采用自动和手动两种控制方式。中间包浇铸炉数810炉，高12炉，400min。自1999年2月开始使用，使用过程中未发现异常，吹气压力稳定，透气均匀，水口无漏气，密封性好。使用后水口扩孔04mm，透气环没有侵蚀、无裂纹，渗透02mm，效果很好。透气上水口在透气性、抗侵蚀和抗冲刷等方面与进口水口水平相当。
4、结论：（1）颗粒料粒度对气孔率有较大影响。（2）添加ZrO2可以改善刚玉质耐火材料的热震稳定性。（3）结合剂对透气环的成型很重要。（4）镶嵌有透气环的透气上水口密封性好，吹氩压力稳定，抗侵蚀性能优异，适合多炉连浇。与进口产品性能相当，完全可以替代进口。
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