一种浸入式水口
阅读：354发布：2020-05-12
专利汇可以提供一种浸入式水口专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 属于 连铸 功能耐火材料技术领域，主要涉及一种 浸入式 水 口 。提出的一种浸入式水口由上至下依次为碗部（1）、本体（2）、渣线（3）和出 钢 口（4）；碗部、本体和出钢口采用 碳 结合轻质多孔 氧 化物‑ 碳质材料 ；碳结合轻质多孔氧化物‑碳质材料的原料包括有氧化 铝 空心球、六铝酸 钙 和 石墨 ；碳结合轻质多孔氧化物‑碳质材料还外加有酚 醛 树脂 粉和糠醛；碗部、本体、渣线和出钢口的内壁上复合有 内衬 ，内衬的原料中包含有六铝酸钙和酸性物质或在高温钢液氛围下能够转化形成酸性物质的物质；内衬还外加有 酚醛树脂 粉、糠醛和 增塑剂 。本发明解决了钢液夹杂物或冷钢易在水口内壁发生沉积并最终堵塞水口的问题。，下面是一种浸入式水口专利的具体信息内容。
1.一种浸入式水口，所述的浸入式水口由四个部位组成，四个部位由上至下依次为碗部、本体、渣线和出钢口；所述的渣线采用锆碳材料；其特征在于：所述的碗部、本体和出钢口采用碳结合轻质多孔氧化物-碳质材料；所述碳结合轻质多孔氧化物-碳质材料的原料组分及质量百分比为：氧化铝空心球20%～55%，六铝酸钙30%～75%，石墨3%～6%，合金粉，1%～
8%，低熔点物，1%～4%；所述的合金粉为Al-Mg合金粉，其中Al与Mg的质量比为0.5～2，粒度为100目～350目；所述的低熔点物为硼砂或硼玻璃粉中的一种或两种，所述的硼砂粒度≥
0.2mm，且＜0.5mm，所述的硼玻璃粉的熔化温度为700℃～1000℃，粒度为200目～350目；碳结合轻质多孔氧化物-碳质材料的原料总重量为100%；所述的碳结合轻质多孔氧化物-碳质材料还外加有酚醛树脂粉和糠醛；碳结合轻质多孔氧化物-碳质材料中所述酚醛树脂粉的加入量为碳结合轻质多孔氧化物-碳质材料原料总重量的8%～12%；所述糠醛的加入量为酚醛树脂粉重量的120%～130%；所述氧化铝空心球的粒度≤1mm，所述六铝酸钙的粒度≤
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0.2mm，密度为0.7g/cm～1.0g/cm ；所述碗部、本体、渣线和出钢口的内壁上复合有内衬，所述内衬的原料中包含有六铝酸钙和酸性物质，或所述内衬的原料中包含有六铝酸钙和在高温钢液氛围下能够转化形成酸性物质的物质；所述的酸性物质为SiO2、B2O3中的一种或两种；在高温钢液氛围下能够转化形成酸性物质的物质为Si粉、SiC、Si3N4、BN、B4C、硼砂中的一种或多种，酸性物质的粒度为100目～350目；所述六铝酸钙的密度为2.8g/cm3～3.1 g/cm3；所述内衬还外加有酚醛树脂粉、糠醛和增塑剂。
2.如权利要求1所述的一种浸入式水口，其特征在于：所述内衬的原料还加入有金属粉；所述的金属粉为Al粉、Mg粉中的一种或两种的混合，金属粉的粒度为100目～350目。
3.如权利要求1所述的一种浸入式水口，其特征在于：所述碗部、本体、渣线和出钢口的内壁上复合有内衬，所述内衬的原料组分及质量百分比为：六铝酸钙40目10%～45%，六铝酸钙 100目 20%～30%，六铝酸钙 325目 10%～40%；酸性物质或在高温钢液氛围下能够转化形成酸性物质的物质5%～15%；金属粉2%～10%；所述酚醛树脂粉的加入量为内衬原料总重量的3%～6%，糠醛的加入量为酚醛树脂粉重量的90～110%；增塑剂的加入量为酚醛树脂粉重量的5%～10%。
4.如权利要求1所述的一种浸入式水口，其特征在于：碳结合轻质多孔氧化物-碳质材料中所述的石墨为190石墨、199石墨、595石墨、599石墨、890石墨、895石墨、碳含量≥ 95%且颗粒尺寸≤13μm 的超细鳞片石墨中的一种或多种。
一种浸入式水口
技术领域
背景技术
[0002] 浸入式水口是连铸过程的最为关键的功能耐火材料，它安装在中间包与结晶器之间，是钢水从中间包输送到结晶器的通道，即要保护钢水不发生二次氧化，防止氮溶入或渣混入钢水及防止钢水飞溅，又要保证钢液在结晶器内有一合理的流场和温度场分布。通常浸入式水口由普遍由四个部位组成，依次为碗部、本体、渣线、出钢口。每个部位的主要组成材料及其主要服役性能如表1所示：
[0003] 表1 浸入式水口各部位组成及其服役性能
[0004]部位 材质 服役性能 关键性能
碗部 MgO-C、MgO·Al2O3-C，碳含量＞10wt% 抗热震性、抗冲刷性 抗冲刷性
本体 Al2O3-C ，碳含量＞25wt% 抗热震性、抗冲刷性 抗热震性
渣线 ZrO2-C，碳含量10wt%以上 抗热震性、抗侵蚀性 抗侵蚀性
出钢口 Al2O3-C，碳含量20wt%以上 抗热震性、抗冲刷性 抗冲刷性
碗部 MgO-C、MgO·Al2O3-C，碳含量＞10wt% 抗热震性、抗冲刷性 抗冲刷性
本体 Al2O3-C ，碳含量＞25wt% 抗热震性、抗冲刷性 抗热震性
渣线 ZrO2-C，碳含量10wt%以上 抗热震性、抗侵蚀性 抗侵蚀性
出钢口 Al2O3-C，碳含量20wt%以上 抗热震性、抗冲刷性 抗冲刷性
[0005] 当前，全球大力发展低碳经济形势下，绿色耐火材料战略是当前和今后耐火材料行业可持续发展的重要发展战略，对于浸入式水口而言，本体部位材料体积密度2.6g/cm3左右，碳含量25wt%以上，该部位占水口体积60%以上，质量50%以上，决定了浸入式水口热导率较高，特别是在浇注过程中本体的外侧全部暴露在空气中，热散失严重，是影响水口堵塞的重要因素之一，同时浸入式水口组成材料中高碳含量，污染了钢液，同时消耗了大量不可再生的碳资源。
[0006] 浸入式水口各部位除了表1所要求的性能外，还需要其具有防堵塞的功能，特别是在连铸生产低碳铝镇静钢、低碳铝硅镇静钢或其它低合金钢的过程中经常发生浸入式水口堵塞，关于堵塞的机理及原理可以归纳为：1）冶金因素，浇铸钢种的清洁度及脱氧情况，各工艺环节产生的危害最大；2）材料因素，制作水口选用的材料类型、第二相物质（SiO2、K2O、Fe2O3）和碳元素；3）水力学因素/水口形状及内壁粗糙度、钢水流场和流速；4）热因素，钢水温度及其均匀性、钢包和中间包及其水口的预热状态。目前，钢铁厂通常向钢液引入添加物使得钢液中的高熔点夹杂物转变成低熔点夹杂物，这可在一定程度上缓解结瘤的危害，但是会导致钢液的二次污染，影响铸坯质量。为此水口材质的改进是解决堵塞问题的最突出措施之一，一是通过降低浸入式水口与空气接触部位材料的导热系数，提高其保温性能，减轻Al2O3夹杂物或是冷钢堵塞，当前普遍做法是水口外贴保温材料，但是在浇注钢液过程中，因水口组成材料具有高的热导率，外表面温度1000℃以上，使得保温材料易粉化或烧结，保温效果随着浇注时间的延长而变差；二是通过改变浸入式水口与钢液接触的内壁材料性质，避免Al2O3造成的堵塞，专利US5902511A以CaZrO3为主要内衬材料，通过引入的SiO2的化合物，在高温下生成CaO-SiO2-Al2O3液相促使CaZrO3分解提高防堵塞效果，但是CaZrO3均需要通过特殊的处理工艺获取，制备过程复杂，不利于进行大面积推广，同时内衬方案中为了保证其抗热震性，引入了5%-30%的石墨，并不利于防堵。
发明内容
[0007] 为解决当前浸入式水口各部位碳含量较高、体积密度大、高热导率、浇注过程保温效果差，热散失严重以及浸入式水口在浇注过程中，钢液夹杂物或冷钢易在水口内壁发生沉积并最终堵塞水口的问题，本发明的目的是提出一种浸入式水口。
[0008] 本发明为完成上述目的采用如下技术方案：
[0009] 一种浸入式水口，所述的浸入式水口由四个部位组成，四个部位由上至下依次为碗部、本体、渣线和出钢口；所述的渣线采用锆碳材料；所述的碗部、本体和出钢口采用碳结合轻质多孔氧化物-碳质材料；所述碳结合轻质多孔氧化物-碳质材料的原料包括有氧化铝空心球、六铝酸钙和石墨；所述氧化铝空心球的粒度≤1mm，所述六铝酸钙的粒度≤0.2mm，密度为0.7g/cm3～1.0g/cm3；所述的碳结合轻质多孔氧化物-碳质材料还外加有酚醛树脂粉和糠醛；
[0010] 所述碗部、本体、渣线和出钢口的内壁上复合有内衬，所述内衬的原料中包含有六铝酸钙和酸性物质或在高温钢液氛围下能够转化形成酸性物质的物质；所述六铝酸钙的密度为2.8g/cm3～3.1 g/cm3；所述内衬还外加有酚醛树脂粉、糠醛和增塑剂。
[0011] 所述内衬的原料还加入有金属粉。
[0012] 所述内衬的原料组分及质量百分比为：六铝酸钙40目10%～45%，六铝酸钙 100目 20%～30%，六铝酸钙 325目 10%～40%，酸性物质或在高温钢液氛围下能够转化形成酸性物质的物质5%～15%，金属粉2%～10%。
[0013] 所述的酸性物质为SiO2、B2O3、硼砂中的一种或两种；所述的SiO2或B2O3或硼砂可以使六铝酸钙分解，并能够形成新的低熔点液相，使得钢液夹杂Al2O3夹杂难以沉积在内壁。
[0014] 在高温钢液氛围下能够转化形成酸性物质的物质为Si粉、SiC、Si3N4、B4C、BN的一种或多种；在高温钢液氛围下能够转化形成酸性物质，不仅可以起到抗氧化剂的作用，同时，其氧化产物可以与CaO·6Al2O3反应，形成一些较CaO·6Al2O3熔点低很多的物相，有利于防止或减轻水口结瘤现象。
[0015] 所述酸性物质、在高温钢液氛围下能够转化形成酸性物质的物质粒度为100目～350目。
[0016] 内衬中所述酚醛树脂粉的加入量为上述内衬原料总重量的3%～6%，糠醛的加入量为酚醛树脂粉重量的90～110%；增塑剂的加入量为酚醛树脂粉重量的5%～10%。
[0017] 所述碳结合轻质多孔氧化物-碳质材料的原料中还加入合金粉和低熔点物。
[0018] 所述碳结合轻质多孔氧化物-碳质材料的原料组分及质量百分比为：氧化铝空心球20%～55%，六铝酸钙30%～75%，石墨3%～6%，合金粉，1%～8%，低熔点物，1%～4%。
[0019] 碳结合轻质多孔氧化物-碳质材料中所述酚醛树脂粉的加入量为碳结合轻质多孔氧化物-碳质材料原料总重量的8%～12%；所述糠醛的加入量为酚醛树脂粉重量的120%～130%。
[0020] 内衬中所述的金属粉为Al粉、Mg粉中的一种或两种的混合；内衬中所述金属粉的粒度为100目～350目。
[0021] 所述的增塑剂为GLYDOLN2002、OPTAPIX PAF35、ZUSOPLAST 126/3中的一种或多种。
[0022] 碳结合轻质多孔氧化物-碳质材料中所述的石墨为190石墨、199石墨、595石墨、599石墨、890石墨、895石墨、碳含量≥ 95%，颗粒尺寸≤13μm 的超细鳞片石墨中的一种或多种。
[0023] 碳结合轻质多孔氧化物-碳质材料中所述的合金粉为Al粉和Mg粉的混合物，其中Al粉与Mg粉的质量比为0.5～2，粒度为100目～350目。
[0024] 所述的低熔融点物为硼砂或硼玻璃粉中的一种或两种，所述的硼砂粒度≥0.2mm，且＜0.5mm，所述的硼玻璃粉的熔化温度为700℃～1000℃，粒度为200目～350目。
[0025] 所述锆碳材料的原料组分及质量百分比为：电熔氧化锆40目20%～50%；电熔氧化锆100目 5～20%；电熔氧化锆325目 20%～50%；石墨5%～15%；酚醛树脂粉的加入量为上述原料总重量的4%～8%，糠醛的加入量为酚醛树脂粉重量的100%。
[0026] 锆碳材料中所述的石墨为199石墨或595石墨中的一种或两种。
[0027] 分别按照上述方案进行配料和混料，先将原料、酚醛树脂粉置于高速混炼机中预先混炼10min后，再将糠醛和增塑剂倒入料器中高速度混炼10min后得到坯料，将坯料进行筛分，粒度≤3mm，然后将坯料在60度烘箱进行干燥，控制压前挥发范围为2.2%～2.8%，然后开始进行等静压成型，将浸入式水口成型模苡放入带有底座密封塞的胶套中，然后将成型内衬的圆筒套置在模苡上，并将内衬料装满圆筒与模苡的间隙，然后再在圆筒与胶套的间隙内依次加入碗部料、本体料、渣线料、出钢口料，坯料振实后将圆筒沿模苡长度方向提出，最后用胶塞进行密封，在等静压机中经≤40MPa压力下成型获得浸入式水口坯体，并在N2气氛下经850℃-1000℃热处理后获得浸入式水口熟坯。
[0028] 本发明提出的一种浸入式水口，所述的碗部、本体和出钢口采用碳结合轻质多孔氧化物-碳质材料，引入的轻质多孔氧化物如氧化铝空心球，轻质六铝酸钙，大大提高了浸入式水口的保温性能，同时选用不同粒度和不同孔结构的材料，改善了材料的抗热震性，弥补了因碳含量较少导致抗热震性下降等问题，并引入合适的金属粉，其经过热处理后或在服役过程中形成陶瓷结合相，提高轻质材料的强度，同时致密度下降有利于浸入式水口抗热冲击性能的提升；从性能上说，轻质化后碳所占制品的体积分数大大降低，具有当前低碳耐火材料有益效果，同时水口的抗热震性能及保温性能均获得改善；水口的内衬采用防堵材质，有效的减轻了钢液夹杂物堵塞水口内壁，水口的内衬所引入的六铝酸钙是一种人工合成的商业原料，高熔点高耐火度，力学和物理性能与刚玉相近，具有在碱性和还原氛围下稳定，和熔融金属不润湿；容易与酸性物质作用分解成CaO和6Al2O3；通过向内衬材料中引入酸性物质例如SiO2或硼砂类物质，例如SiO2可以使六铝酸钙分解，并能够形成部份的CaO-SiO2-Al2O3液相，使得钢液夹杂的Al2O3难以沉积在内壁，也可引入适量的Si粉、SiC、Si3N4、B4C或BN的一种或是多种，不仅可以起到抗氧化剂的作用，同时，其氧化产物可以与CaO·6Al2O3反应，形成一些比CaO·6Al2O3熔点低的低熔点物，有利于防止或减轻水口结瘤现象；
本发明浸入式水口主要部位材料性能如表2所示。
本发明浸入式水口主要部位材料性能如表2所示。
[0029] 表2 浸入式水口各部位性能指标
[0030]-3
部位 显气孔率/% 体积密度/g·cm 抗折强度/MPa
内衬 10-13 2.5-2.8 8-12
本体、碗部及出钢口 30-60 1.5-2.0 6-8
部位 显气孔率/% 体积密度/g·cm 抗折强度/MPa
内衬 10-13 2.5-2.8 8-12
本体、碗部及出钢口 30-60 1.5-2.0 6-8
[0031] 从可持续发展角度上讲，降低对不同再生资源的依赖，轻质化骨料均为人工制备，工艺成熟。从经济角度上讲，轻质浸入式水口无论从生产制备和运输过程中均能够不同程度的降低人力财力，同时在使用过程中可以有效降低烘烤时间，浇注过程中保温性能提高，如表3所示。
[0032] 表3轻质多孔氧化物-碳质材料与传统浸入式水口本体Al2O3-C材料自由碳含量及热导率对比
[0033]-1 -1
材质 自由碳含量/wt% 800℃热导率/ W·m ·K
传统本体Al2O3-C材料 25-30 20-30
轻质多孔氧化物-碳质材料 10-15 5-10
材质 自由碳含量/wt% 800℃热导率/ W·m ·K
传统本体Al2O3-C材料 25-30 20-30
轻质多孔氧化物-碳质材料 10-15 5-10
[0034] 内衬材料抗Al2O3沉积试验在中钢集团洛阳耐火材料研究院研发中心1000KW抗熔渣试验炉进行，通过向钢液中加入金属铝，使铝水平维持在0.05%左右，炉内保持还原气氛控制，钢液温度1550±25℃，将φ50mm圆柱试样插入钢液中，浸渍时间2h，以试样试验前后宽度方向尺寸的变化速率来衡量其防沉积效果，试验结果见表4所示，可以看出该六铝酸钙材料防Al2O3沉积效果明显。
[0035] 表4 各材料抗钢液中Al2O3沉积的速率
[0036]材质 普通铝碳材料 锆酸钙碳材料 六铝酸钙材料
沉积速率/mm·h-1 1.8 -1.1 ＜-0.8
沉积速率/mm·h-1 1.8 -1.1 ＜-0.8
[0038] 图1为本发明的结构示意图。
[0039] 图中：1、碗部，2、本体，3、渣线，4、出钢口，5、内衬。
具体实施方式
[0040] 结合附图和具体实施例对本发明加以说明：
[0041] 实施例1
[0042] 如图1所示，一种浸入式水口，所述的浸入式水口由四个部位组成，四个部位由上至下依次为碗部1、本体2、渣线3和出钢口4；
[0043] 所述碗部、本体和出钢口采用碳结合轻质多孔氧化物-碳质材料，所述碳结合轻质多孔氧化物-碳质材料的原料组分及质量百分比为：氧化铝空心球，55%；六铝酸钙，密度为0.8g/cm3，30%，190石墨；3%；595石墨，3%；合金粉(Al:Mg质量比=0.5)，350目，5%；硼砂，粒度≥0.2mm，且＜0.5mm，4%；酚醛树脂粉的加入量为上述原料总重量的为10%，糠醛的加入量为酚醛树脂粉重量的120%。
[0044] 所述的渣线3采用锆碳材料，所述锆碳材料的原料组分及质量百分比为：电熔氧化锆40目，50%；电熔氧化锆100目，5%；电熔氧化锆325目30%；199石墨15%；酚醛树脂粉的加入量为上述原料总重量4%，糠醛的加入量为酚醛树脂粉重量的100%。
[0045] 所述碗部、本体和出钢口的内壁上复合有内衬，所述内衬的原料组分及质量百分比为：六铝酸钙，密度为3.1g/cm3，40目，45%；100目，20%；325目，10%；金属粉(Al:Mg质量比为1：1)， 200目，10%；SiO2，15%，350目；酚醛树脂粉的加入量为上述原料总重量3%，糠醛的加入量为酚醛树脂粉重量的90%；GLYDOLN2002加入量为酚醛树脂粉重量的10%。
[0046] 分别按照上述方案进行配料和混料，先将原料、酚醛树脂粉置于高速混炼机中预先混炼10min后，再将糠醛和增塑剂倒入料器中高速度混炼10min后得到坯料，将坯料进行筛分，粒度≤3mm，然后将坯料在60度烘箱进行干燥，控制压挥发份为依次为2.2%，2.5%，2.8%，然后开始进行装料成型，将浸入式水口成型模苡放入带有底座密封塞的胶套中，然后将成型内衬的圆筒套置在模苡上，并将内衬料装满圆筒与模苡的间隙，然后再在圆筒与胶套的间隙依次加入碗部料、本体料、渣线料、出钢口料，坯料振实后将圆筒沿模苡长度方向提出，最后用胶塞进行密封，等静压成型压力40MPa，保压时间1min，热处理气氛N2含量大于
99.99vol%，其热处理最高温度850℃，保温时间180min。该实施例中碗部、本体、出钢口部位材料性能：体积密度1.72g/cm3，气孔率45%，热导率7.8W·m-1·K-1，常温抗折强度和高温抗折强度分别为4.5MPa，5.1MP；渣线材料性能：体积密度3.65g/cm3，气孔率13.1%，常温抗折强度和高温抗折强度分别为7.5MPa，9.2MPa；内衬材料性：体积密度2.68 g/cm3，气孔率
12.4%，常温抗折强度8.2MPa，Al2O3沉积速率-1.1/mm/h。
99.99vol%，其热处理最高温度850℃，保温时间180min。该实施例中碗部、本体、出钢口部位材料性能：体积密度1.72g/cm3，气孔率45%，热导率7.8W·m-1·K-1，常温抗折强度和高温抗折强度分别为4.5MPa，5.1MP；渣线材料性能：体积密度3.65g/cm3，气孔率13.1%，常温抗折强度和高温抗折强度分别为7.5MPa，9.2MPa；内衬材料性：体积密度2.68 g/cm3，气孔率
12.4%，常温抗折强度8.2MPa，Al2O3沉积速率-1.1/mm/h。
[0047] 实施例2
[0048] 所述碗部、本体和出钢口采用碳结合轻质多孔氧化物-碳质材料，所述碳结合轻质多孔氧化物-碳质材料的原料组分及质量百分比为：氧化铝空心球，20%；六铝酸钙，密度为0.7g/cm3，75%；超细鳞片石墨（碳含量≥ 95%，颗粒尺寸≤13μm）；3%；合金粉(Al:Mg质量比=
2)，325目，1%；硼砂，粒度≥0.2mm，且＜0.5mm，1%；酚醛树脂粉的加入量为上述原料总重量的为12%，糠醛的加入量为酚醛树脂粉重量的130%。
2)，325目，1%；硼砂，粒度≥0.2mm，且＜0.5mm，1%；酚醛树脂粉的加入量为上述原料总重量的为12%，糠醛的加入量为酚醛树脂粉重量的130%。
[0049] 所述的渣线3采用锆碳材料，锆碳材料的原料组分及质量百分比为：电熔氧化锆40目，35%；电熔氧化锆100目，20%；电熔氧化锆325目33%；199石墨6%，595石墨6%；酚醛树脂粉的加入量为上述原料总重量4.5%，糠醛的加入量为酚醛树脂粉重量的100%。
[0050] 所述碗部、本体和出钢口的内壁上复合有内衬，所述内衬的原料组分及质量百分比为：六铝酸钙，密度为3.0g/cm3，40目，10%；100目，30%；325目，40%；Al粉，100目，8%；硼砂，100目，6%；Si粉，350目，6%；酚醛树脂粉的加入量为上述原料总重量的3%，糠醛的加入量为酚醛树脂粉重量的90%； OPTAPIX PAF35和ZUSOPLAST 126/3加入量分别为酚醛树脂粉重量的2%和3%。
[0051] 分别按照上述方案进行配料和混料，先将原料、酚醛树脂粉置于高速混炼机中预先混炼10min后，再将糠醛和增塑剂倒入料器中高速度混炼10min后得到坯料，将坯料进行筛分，粒度≤3mm，然后将坯料在60度烘箱进行干燥，控制压挥发份为依次为2.8%，2.2%，2.2%，然后开始进行装料成型，将浸入式水口成型模苡放入带有底座密封塞的胶套中，然后将成型内衬的圆筒套置在模苡上，并将内衬料装满圆筒与模苡的间隙，然后再在圆筒与胶套的间隙依次加入碗部料、本体料、渣线料、出钢口料，坯料振实后将圆筒沿模苡长度方向提出，最后用胶塞进行密封，等静压成型压力40MPa，保压时间1min，热处理气氛N2含量大于
99.99vol%，其热处理最高温度900℃，保温时间240min。该实施例中碗部、本体、出钢口部位材料性能：体积密度1.82g/cm3，气孔率44%，热导率8.8W·m-1·K-1，常温抗折强度和高温抗折强度分别为4.2MPa，4.8MP；渣线材料性能：体积密度3.70g/cm3，气孔率14.0%，常温抗折强度和高温抗折强度分别为7.2MPa，8.6MPa；内衬材料性：体积密度2.75g/cm3，气孔率
11.3%，常温抗折强度7.8MPa，Al2O3沉积速率-1.0/mm/h。
99.99vol%，其热处理最高温度900℃，保温时间240min。该实施例中碗部、本体、出钢口部位材料性能：体积密度1.82g/cm3，气孔率44%，热导率8.8W·m-1·K-1，常温抗折强度和高温抗折强度分别为4.2MPa，4.8MP；渣线材料性能：体积密度3.70g/cm3，气孔率14.0%，常温抗折强度和高温抗折强度分别为7.2MPa，8.6MPa；内衬材料性：体积密度2.75g/cm3，气孔率
11.3%，常温抗折强度7.8MPa，Al2O3沉积速率-1.0/mm/h。
[0052] 实施例3
[0053] 所述碗部、本体和出钢口采用碳结合轻质多孔氧化物-碳质材料，所述碳结合轻质多孔氧化物-碳质材料的原料组分及质量百分比为：氧化铝空心球，55%；六铝酸钙，密度为3
1.0g/cm ，30%，199石墨；2%；599石墨，2%，895石墨，1%；合金粉(Al:Mg质量比=1)，325目，8%；
硼玻璃粉，熔化温度为854℃，粒度≥0.2mm，且＜0.5mm，2%；酚醛树脂粉的加入量为上述原料总重量的为10%，糠醛的加入量为酚醛树脂重量的125%。
1.0g/cm ，30%，199石墨；2%；599石墨，2%，895石墨，1%；合金粉(Al:Mg质量比=1)，325目，8%；
硼玻璃粉，熔化温度为854℃，粒度≥0.2mm，且＜0.5mm，2%；酚醛树脂粉的加入量为上述原料总重量的为10%，糠醛的加入量为酚醛树脂重量的125%。
[0054] 所述的渣线3采用锆碳材料，所述锆碳材料的原料组分及质量百分比为：电熔氧化锆40目，20%；电熔氧化锆100目，20%；电熔氧化锆325目50%；595石墨10%；酚醛树脂粉的加入量为上述原料总重量8%，糠醛的加入量为酚醛树脂粉重量的100%。
[0055] 所述碗部、本体和出钢口的内壁上复合有内衬，所述内衬的原料组分及质量百分比为：六铝酸钙，密度为3.0g/cm3，40目，25%；100目，25%；325目，38%；Mg粉，100目，2%；SiC，350目，6%；B4C，350目，4%；酚醛树脂粉的加入量为上述原料总重量5%，糠醛的加入量为酚醛树脂粉重量的100%；ZUSOPLAST 126/3加入量为酚醛树脂粉重量的8%。
[0056] 分别按照上述方案进行配料和混料，先将原料、酚醛树脂粉置于高速混炼机中预先混炼10min后，再将糠醛和增塑剂倒入料器中高速度混炼10min后得到坯料，将坯料进行筛分，粒度≤3mm，然后将坯料在60度烘箱进行干燥，控制压挥发份为依次为2.5%，2.8%，2.7%，然后开始进行装料成型，将浸入式水口成型模苡放入带有底座密封塞的胶套中，然后将成型内衬的圆筒套置在模苡上，并将内衬料装满圆筒与模苡的间隙，然后再在圆筒与胶套的间隙依次加入碗部料、本体料、渣线料、出钢口料，坯料振实后将圆筒沿模苡长度方向提出，最后用胶塞进行密封，等静压成型压力40MPa，保压时间1min，热处理气氛N2含量大于
99.99vol%，其热处理最高温度1000℃，保温时间300min。该实施例中碗部、本体、出钢口部位材料性能：体积密度1.75g/cm3，气孔率42%，热导率8.8W·m-1·K-1，常温抗折强度和高温抗折强度分别为5.3MPa，5.2MP；渣线材料性能：体积密度3.70g/cm3，气孔率14.9%，常温抗折强度和高温抗折强度分别为6.5MPa，7.2MPa；内衬材料性：体积密度2.62g/cm3，气孔率
13.3%，常温抗折强度6.8MPa，Al2O3沉积速率-1.2/mm/h。
99.99vol%，其热处理最高温度1000℃，保温时间300min。该实施例中碗部、本体、出钢口部位材料性能：体积密度1.75g/cm3，气孔率42%，热导率8.8W·m-1·K-1，常温抗折强度和高温抗折强度分别为5.3MPa，5.2MP；渣线材料性能：体积密度3.70g/cm3，气孔率14.9%，常温抗折强度和高温抗折强度分别为6.5MPa，7.2MPa；内衬材料性：体积密度2.62g/cm3，气孔率
13.3%，常温抗折强度6.8MPa，Al2O3沉积速率-1.2/mm/h。
[0057] 实施例4
[0058] 所述碗部、本体和出钢口采用碳结合轻质多孔氧化物-碳质材料，所述碳结合轻质多孔氧化物-碳质材料的原料组分及质量百分比为：氧化铝空心球，40%；六铝酸钙，密度为3
0.8g/cm ，45%，190石墨；2%；890石墨，3%。；合金粉(Al:Mg质量比=1.5)，325目，8%；硼玻璃粉，熔化温度为726℃，粒度≥0.2mm，且＜0.5mm，2%；酚醛树脂粉的加入量为上述原料总重量的9%，糠醛的加入量为酚醛树脂重量的120%。
0.8g/cm ，45%，190石墨；2%；890石墨，3%。；合金粉(Al:Mg质量比=1.5)，325目，8%；硼玻璃粉，熔化温度为726℃，粒度≥0.2mm，且＜0.5mm，2%；酚醛树脂粉的加入量为上述原料总重量的9%，糠醛的加入量为酚醛树脂重量的120%。
[0059] 所述的渣线3采用锆碳材料，所述锆碳材料的原料组分及质量百分比为：电熔氧化锆40目，45%；电熔氧化锆100目，20%；电熔氧化锆325目30%；199石墨5%；酚醛树脂粉的加入量为上述原料总重量的7%，糠醛的加入量为酚醛树脂粉重量的100%。
[0060] 所述碗部、本体和出钢口的内壁上复合有内衬，所述内衬的原料组分及质量百分比为：六铝酸钙，密度为2.8g/cm3，40目，37%；100目，25%；325目，30%；Al粉，200目，2%；Si3N4，350目，2%；B4C，350目，4%；酚醛树脂粉的加入量为上述原料总重量的6%，糠醛的加入量为酚醛树脂粉重量的100%；GLYDOLN2002加入量为酚醛树脂粉重量的9%。
[0061] 分别按照上述方案进行配料和混料，先将原料、酚醛树脂粉置于高速混炼机中预先混炼10min后，再将糠醛和增塑剂倒入料器中高速度混炼10min后得到坯料，将坯料进行筛分，粒度≤3mm，然后将坯料在60度烘箱进行干燥，控制压挥发份为依次为2.2%，2.8%，2.6%，然后开始进行装料成型，将浸入式水口成型模苡放入带有底座密封塞的胶套中，然后将成型内衬的圆筒套置在模苡上，并将内衬料装满圆筒与模苡的间隙，然后再在圆筒与胶套的间隙依次加入碗部料、本体料、渣线料、出钢口料，坯料振实后将圆筒沿模苡长度方向提出，最后用胶塞进行密封，等静压成型压力40MPa，保压时间1min，热处理气氛N2含量大于
99.99vol%，其热处理最高温度920℃，保温时间360min。该实施例中碗部、本体、出钢口部位
3 -1 -1
材料性能：体积密度1.92g/cm ，气孔率36%，热导率9.2W·m ·K ，常温抗折强度和高温抗折强度分别为5.5MPa，5.6MP；渣线材料性能：体积密度3.95g/cm3，气孔率15.9%，常温抗折强度和高温抗折强度分别为6.2MPa，6.8MPa；内衬材料性：体积密度2.75g/cm3，气孔率
11.0%，常温抗折强度8.8MPa，Al2O3沉积速率-1.0/mm/h。
99.99vol%，其热处理最高温度920℃，保温时间360min。该实施例中碗部、本体、出钢口部位
3 -1 -1
材料性能：体积密度1.92g/cm ，气孔率36%，热导率9.2W·m ·K ，常温抗折强度和高温抗折强度分别为5.5MPa，5.6MP；渣线材料性能：体积密度3.95g/cm3，气孔率15.9%，常温抗折强度和高温抗折强度分别为6.2MPa，6.8MPa；内衬材料性：体积密度2.75g/cm3，气孔率
11.0%，常温抗折强度8.8MPa，Al2O3沉积速率-1.0/mm/h。
[0062] 实施例5
[0063] 所述碗部、本体和出钢口采用碳结合轻质多孔氧化物-碳质材料，所述碳结合轻质多孔氧化物-碳质材料的原料组分及质量百分比为：氧化铝空心球，50%；六铝酸钙，密度为1.0g/cm3，38%， 895石墨，3%。；合金粉(Al:Mg质量比=1.2)，350目，6%；硼砂，粒度≥0.2mm，且＜0.5mm，3%；酚醛树脂粉的加入量为上述原料总重量的为10%，糠醛的加入量为酚醛树脂重量的130%。
[0064] 所述的渣线3采用锆碳材料，所述的渣线材料原料组分及质量百分比为：电熔氧化锆40目，40%；电熔氧化锆100目，10%；电熔氧化锆325目42%；199石墨4%，595石墨4%；酚醛树脂粉的加入量为上述原料总重量5%，糠醛的加入量为酚醛树脂粉重量的100%。
[0065] 所述碗部、本体和出钢口的内壁上复合有内衬，所述内衬的原料组分及质量百分比为：六铝酸钙，密度为3.0g/cm3，40目，40%；100目，25%；325目，15%；金属粉(Al:Mg质量比为1：1)， 200目，5%；SiO2，350目，10%；BN，200目，5%；酚醛树脂粉的加入量为上述原料总重量的3%，糠醛的加入量为酚醛树脂粉重量的90%；GLYDOLN2002加入量为酚醛树脂粉重量的10%。
[0066] 分别按照上述方案进行配料和混料，先将原料、酚醛树脂粉置于高速混炼机中预先混炼10min后，再将糠醛和增塑剂倒入料器中高速度混炼10min后得到坯料，将坯料进行筛分，粒度≤3mm，然后将坯料在60度烘箱进行干燥，控制压挥发份为依次为2.4%，2.5%，2.4%，然后开始进行装料成型，将浸入式水口成型模苡放入带有底座密封塞的胶套中，然后将成型内衬的圆筒套置在模苡上，并将内衬料装满圆筒与模苡的间隙，然后再在圆筒与胶套的间隙依次加入碗部料、本体料、渣线料、出钢口料，坯料振实后将圆筒沿模苡长度方向提出，最后用胶塞进行密封，保压时间1min，热处理气氛N2含量大于99.99vol%，其热处理最高温度1000℃，保温时间300min。该实施例中碗部、本体、出钢口部位材料性能：体积密度
1.64g/cm3，气孔率55%，热导率5.4W·m-1·K-1，常温抗折强度和高温抗折强度分别为
4.0MPa，4.5MP；渣线材料性能：体积密度3.78g/cm3，气孔率14.5%，常温抗折强度和高温抗折强度分别为7.5MPa，7.8MPa；内衬材料性：体积密度2.60g/cm3，气孔率14.5%，常温抗折强度7.8MPa，Al2O3沉积速率-1.3/mm/h。
1.64g/cm3，气孔率55%，热导率5.4W·m-1·K-1，常温抗折强度和高温抗折强度分别为
4.0MPa，4.5MP；渣线材料性能：体积密度3.78g/cm3，气孔率14.5%，常温抗折强度和高温抗折强度分别为7.5MPa，7.8MPa；内衬材料性：体积密度2.60g/cm3，气孔率14.5%，常温抗折强度7.8MPa，Al2O3沉积速率-1.3/mm/h。
[0067] 实施例6
[0068] 一种浸入式水口，所述的浸入式水口由四个部位组成，四个部位由上至下依次为碗部1、本体2、渣线3和出钢口4；
[0069] 所述碗部、本体和出钢口采用碳结合轻质多孔氧化物-碳质材料，所述碳结合轻质多孔氧化物-碳质材料的原料组分及质量百分比为：氧化铝空心球，50%；六铝酸钙，密度为3
0.8g/cm ，35%，190石墨；2%；595石墨，2%。599石墨，1%；超细鳞片石墨（碳含量≥ 95%，颗粒尺寸≤13μm），1%；合金粉(Al:Mg质量比=0.9)，350目，5%；硼砂，粒度≥0.2mm，且＜0.5mm，
4%；酚醛树脂粉的加入量为上述原料总重量的为10%，糠醛的加入量为酚醛树脂粉重量的
120%。
0.8g/cm ，35%，190石墨；2%；595石墨，2%。599石墨，1%；超细鳞片石墨（碳含量≥ 95%，颗粒尺寸≤13μm），1%；合金粉(Al:Mg质量比=0.9)，350目，5%；硼砂，粒度≥0.2mm，且＜0.5mm，
4%；酚醛树脂粉的加入量为上述原料总重量的为10%，糠醛的加入量为酚醛树脂粉重量的
120%。
[0070] 所述的渣线3采用锆碳材料，所述锆碳材料的原料组分及质量百分比为：电熔氧化锆40目，30%；电熔氧化锆100目，20%；电熔氧化锆325目40%；595石墨10%；酚醛树脂粉的加入量为上述原料总重量6%，糠醛的加入量为酚醛树脂粉重量的100%。
[0071] 所述碗部、本体和出钢口的内壁上复合有内衬，所述内衬的原料组分及质量百分3
比为：六铝酸钙，密度为3.1g/cm ，40目，40%；100目，20%；325目，15%；金属粉(Al:Mg质量比为1：1)， 200目，10%；SiO2，10%，350目；B2O3，5%，350目；酚醛树脂粉的加入量为上述原料总重量的4%，糠醛的加入量为酚醛树脂粉重量的90%；GLYDOLN2002加入量为酚醛树脂粉重量的10%。
比为：六铝酸钙，密度为3.1g/cm ，40目，40%；100目，20%；325目，15%；金属粉(Al:Mg质量比为1：1)， 200目，10%；SiO2，10%，350目；B2O3，5%，350目；酚醛树脂粉的加入量为上述原料总重量的4%，糠醛的加入量为酚醛树脂粉重量的90%；GLYDOLN2002加入量为酚醛树脂粉重量的10%。
[0072] 分别按照上述方案进行配料和混料，先将原料、酚醛树脂粉置于高速混炼机中预先混炼10min后，再将糠醛和增塑剂倒入料器中高速度混炼10min后得到坯料，将坯料进行筛分，粒度≤3mm，然后将坯料在60度烘箱进行干燥，控制压挥发份为依次为2.3%，2.2%，2.3%，然后开始进行装料成型，将浸入式水口成型模苡放入带有底座密封塞的胶套中，然后将成型内衬的圆筒套置在模苡上，并将内衬料装满圆筒与模苡的间隙，然后再在圆筒与胶套的间隙依次加入碗部料、本体料、渣线料、出钢口料，坯料振实后将圆筒沿模苡长度方向提出，最后用胶塞进行密封，等静压成型压力40MPa，保压时间1min，热处理气氛N2含量大于
99.99vol%，其热处理最高温度870℃，保温时间240min。该实施例中碗部、本体、出钢口部位材料性能：体积密度1.68g/cm3，气孔率54%，热导率6.1W·m-1·K-1，常温抗折强度和高温抗折强度分别为4.1MPa，4.0MP；渣线材料性能：体积密度3.75g/cm3，气孔率14.3%，常温抗折强度和高温抗折强度分别为8.0MPa，8.8MPa；内衬材料性：体积密度2.67g/cm3，气孔率
14.5%，常温抗折强度8.8MPa，Al2O3沉积速率-1.2/mm/h。
99.99vol%，其热处理最高温度870℃，保温时间240min。该实施例中碗部、本体、出钢口部位材料性能：体积密度1.68g/cm3，气孔率54%，热导率6.1W·m-1·K-1，常温抗折强度和高温抗折强度分别为4.1MPa，4.0MP；渣线材料性能：体积密度3.75g/cm3，气孔率14.3%，常温抗折强度和高温抗折强度分别为8.0MPa，8.8MPa；内衬材料性：体积密度2.67g/cm3，气孔率
14.5%，常温抗折强度8.8MPa，Al2O3沉积速率-1.2/mm/h。
[0073] 实施例7
[0074] 所述碗部、本体和出钢口采用碳结合轻质多孔氧化物-碳质材料，所述碳结合轻质多孔氧化物-碳质材料的原料组分及质量百分比为：氧化铝空心球，25%；六铝酸钙，密度为0.7g/cm3，70%；超细鳞片石墨（碳含量≥ 95%，颗粒尺寸≤13μm）；3%；合金粉(Al:Mg质量比=
2)，325目，1%；硼砂，粒度≥0.2mm，且＜0.5mm，1%；酚醛树脂粉的加入量为上述原料总重量的为12%，糠醛的加入量为酚醛树脂粉重量的130%。
2)，325目，1%；硼砂，粒度≥0.2mm，且＜0.5mm，1%；酚醛树脂粉的加入量为上述原料总重量的为12%，糠醛的加入量为酚醛树脂粉重量的130%。
[0075] 所述的渣线3采用锆碳材料，所述锆碳材料的原料组分及质量百分比为：电熔氧化锆40目，40%；电熔氧化锆100目，10%；电熔氧化锆325目45%；595石墨5%；酚醛树脂粉的加入量为上述原料总重量4.5%，糠醛的加入量为酚醛树脂粉重量的100%。
[0076] 所述碗部、本体和出钢口的内壁上复合有内衬，所述内衬的原料组分及质量百分比为：六铝酸钙，密度为3.0g/cm3，40目，15%；100目，30%；325目，35%；Al粉，100目，8%；B2O3，200目，3%；硼砂，100目，3%；Si粉，350目，6%；酚醛树脂粉的加入量为上述原料总重量3%，糠醛的加入量为酚醛树脂粉重量的90%； OPTAPIX PAF35和ZUSOPLAST 126/3加入量分别为酚醛树脂粉重量的2%和3%。
[0077] 分别按照上述方案进行配料和混料，先将原料、酚醛树脂粉置于高速混炼机中预先混炼10min后，再将糠醛和增塑剂倒入料器中高速度混炼10min后得到坯料，将坯料进行筛分，粒度≤3mm，然后将坯料在60度烘箱进行干燥，控制压挥发份为依次为2.3%，2.6%，2.6%，然后开始进行装料成型，将浸入式水口成型模苡放入带有底座密封塞的胶套中，然后将成型内衬的圆筒套置在模苡上，并将内衬料装满圆筒与模苡的间隙，然后再在圆筒与胶套的间隙依次加入碗部料、本体料、渣线料、出钢口料，坯料振实后将圆筒沿模苡长度方向提出，最后用胶塞进行密封，等静压成型压力40MPa，保压时间1min，热处理气氛N2含量大于
99.99vol%，其热处理最高温度980℃，保温时间300min。该实施例中碗部、本体、出钢口部位材料性能：体积密度1.78g/cm3，气孔率41%，热导率8.8W·m-1·K-1，常温抗折强度和高温抗折强度分别为5.1MPa，5.0MP；渣线材料性能：体积密度3.75g/cm3，气孔率14.3%，常温抗折强度和高温抗折强度分别为8.0MPa，8.8MPa；内衬材料性：体积密度2.67g/cm3，气孔率
14.5%，常温抗折强度8.8MPa，Al2O3沉积速率-1.2/mm/h。
99.99vol%，其热处理最高温度980℃，保温时间300min。该实施例中碗部、本体、出钢口部位材料性能：体积密度1.78g/cm3，气孔率41%，热导率8.8W·m-1·K-1，常温抗折强度和高温抗折强度分别为5.1MPa，5.0MP；渣线材料性能：体积密度3.75g/cm3，气孔率14.3%，常温抗折强度和高温抗折强度分别为8.0MPa，8.8MPa；内衬材料性：体积密度2.67g/cm3，气孔率
14.5%，常温抗折强度8.8MPa，Al2O3沉积速率-1.2/mm/h。
[0078] 实施例8
[0079] 所述碗部、本体和出钢口采用碳结合轻质多孔氧化物-碳质材料，所述碳结合轻质多孔氧化物-碳质材料的原料组分及质量百分比为：氧化铝空心球，25%；六铝酸钙，密度为0.7g/cm3，70%；超细鳞片石墨（碳含量≥ 95%，颗粒尺寸≤13μm）；3%；合金粉(Al:Mg质量比=
1.4)，325目，1%；硼砂，粒度≥0.2mm，且＜0.5mm，1%；酚醛树脂粉的加入量为上述原料总重量的为12%，糠醛的加入量为酚醛树脂粉重量的130%。
1.4)，325目，1%；硼砂，粒度≥0.2mm，且＜0.5mm，1%；酚醛树脂粉的加入量为上述原料总重量的为12%，糠醛的加入量为酚醛树脂粉重量的130%。
[0080] 所述的渣线3采用锆碳材料，所述锆碳材料的原料组分及质量百分比为：电熔氧化锆40目，35%；电熔氧化锆100目，15%；电熔氧化锆325目42%；199石墨8%；酚醛树脂粉的加入量为上述原料总重量5.5%，糠醛的加入量为酚醛树脂粉重量的100%。
[0081] 所述碗部、本体和出钢口的内壁上复合有内衬，所述内衬的原料组分及质量百分比为：六铝酸钙，密度为3.0g/cm3，40目，15%；100目，28%；325目，35%；Al粉，100目，8%；B2O3，200目，2%；Si粉，350目，6%，Si3N4，350目，2%；B4C，350目，4%；酚醛树脂粉的加入量为上述原料总重量的3%，糠醛的加入量为酚醛树脂粉重量的90%； OPTAPIX PAF35和ZUSOPLAST 126/
3加入量分别为酚醛树脂粉重量的2%和3%。
3加入量分别为酚醛树脂粉重量的2%和3%。
[0082] 分别按照上述方案进行配料和混料，先将原料、酚醛树脂粉置于高速混炼机中预先混炼10min后，再将糠醛和增塑剂倒入料器中高速度混炼10min后得到坯料，将坯料进行筛分，粒度≤3mm，然后将坯料在60度烘箱进行干燥，控制压挥发份为依次为2.3%，2.6%，2.6%，然后开始进行装料成型，将浸入式水口成型模苡放入带有底座密封塞的胶套中，然后将成型内衬的圆筒套置在模苡上，并将内衬料装满圆筒与模苡的间隙，然后再在圆筒与胶套的间隙依次加入碗部料、本体料、渣线料、出钢口料，坯料振实后将圆筒沿模苡长度方向提出，最后用胶塞进行密封，等静压成型压力40MPa，保压时间1min，热处理气氛N2含量大于
99.99vol%，其热处理最高温度1000℃，保温时间240min。该实施例中碗部、本体、出钢口部位材料性能：体积密度1.69g/cm3，气孔率55%，热导率5.9W·m-1·K-1，常温抗折强度和高温抗折强度分别为4.5MPa，4.5MP；渣线材料性能：体积密度3.79g/cm3，气孔率14.8%，常温抗折强度和高温抗折强度分别为7.8MPa，8.5MPa；内衬材料性：体积密度2.77g/cm3，气孔率
12.5%，常温抗折强度9.6MPa，Al2O3沉积速率-1.0/mm/h。
99.99vol%，其热处理最高温度1000℃，保温时间240min。该实施例中碗部、本体、出钢口部位材料性能：体积密度1.69g/cm3，气孔率55%，热导率5.9W·m-1·K-1，常温抗折强度和高温抗折强度分别为4.5MPa，4.5MP；渣线材料性能：体积密度3.79g/cm3，气孔率14.8%，常温抗折强度和高温抗折强度分别为7.8MPa，8.5MPa；内衬材料性：体积密度2.77g/cm3，气孔率
12.5%，常温抗折强度9.6MPa，Al2O3沉积速率-1.0/mm/h。
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