陶瓷纸等陶瓷纤维材料一般可用作连铸用耐火材料的保温隔热材料或应力缓和材料。由于担心其主要原料----陶瓷纤维对人体和环境会造成不良影响,因此欧洲和澳大利亚对陶瓷纤维的使用做出了限制,人们正在寻找新的不含纤维的保温隔热材料。以前,作为无纤维隔热材料,有的是利用热态成形特性来制作隔热材料,有的是利用多孔质的骨料来制作隔热材料。日本开发了以Al2O3-SiO2空心材料为主原料的不含纤维的隔热涂敷材料。通过对外表面涂敷不含纤维隔热材料水口和外表面贴陶瓷纸水口的比较试验,结果可知,使用隔热材料的浸入式水口的温度下降速度比贴陶瓷纸的慢,隔热效果好,还具有保护抗氧化剂的功能,它能有效延长连铸用耐火材料的使用寿命。
首先,在小块(φ50×80mm)的铝碳质母材(Al2O366%、C32%)的外表面涂敷抗氧化剂,即从上向下涂敷以Al2O3-SiO2空心材料为主的隔热材料3mm厚,以此作为试样进行评价。粘结剂以外的原料全部相同,对A~D等4种粘结剂进行了研究。根据试验的结果可知,A粘结剂更适用。
其次,考虑到用户对预热温度条件要求的不同,在与前述的试验条件相同的情况下使用A粘结剂制作了涂敷隔热材料的试样,在900℃、1100℃和1300℃的不同温度条件下进行了加热试验。结果可知,即使在不同的加热温度下,也没有发现裂纹和收缩。
使用这种隔热涂敷材料时,作为其重要因素就是要求隔热效果必须与目前的陶瓷纸相同或更高。使用涂敷隔热材料的浸入式水口(SEN)进行实际浇铸试验。应用于隔热材料的粘结剂为A粘结剂,粘结剂以外的原料与实验所用的原料相同。使用3h后的浸入式水口的外观虽然表面出现若干裂纹,但浸入式水口表面和隔热材料的密合性没有问题,没有发生隔热材料脱落等现象。
对使用涂敷材料的长水口(LN)也进行了实际浇铸试验。使用的隔热材料与浸入式水口所用的材料相同。与浸入式水口一样,使用7h后长水口沿水口的纵向发生了裂纹,尤其是在长水口壳体的上部出现了脱落现象。长水口的上部由于外表面温度低,因此隔热材料的烧结强度不够,同时由于水口本体和隔热材料的粘结强度下降,因此发生了脱落。通过提高原料粒度构成和使用低熔点原料作粘结剂,可以有效改善裂纹和脱落。