CN100439279C - 组合式塞棒棒头的配方及制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种组合式塞棒棒头的配方及制作方法，是为克服现有整体塞棒不能解决其棒头部在受侵蚀、冲刷严重，以及棒头和棒身易脱落的问题，将塞棒的棒头和棒身分开制作，对棒头进行单独配料、制作加工处理而提供的，将棕刚玉颗粒等多种原料组分，按不同的量配比，用酚醛树脂作粘合剂充分混合，填入模具内用200-500吨的摩擦压力机压制成型，在1350～1550℃高温窑炉内烧结制成棒头，再与棒身机械组合。用上述配方和方法生产的塞棒棒头，与棒身组合后，提高了棒头部在高温下长时间受侵蚀、抗冲刷的能力，以及解决了现有整体塞棒在高温下因热膨胀应力产生棒头和棒身的分离现象，适应了高效率的连铸要求，维持了生产的正常进行，提高了企业的经济效益。

Description

组合式塞棒棒头的配方及制作方法

技术领域

本发明属于冶金用品，具体地说是一种在连铸生产中使用的塞棒，其棒头的制作配方及方法。

背景技术

塞棒主要用于连铸中间包，操作时起控制钢水流量及开闭作用，还可通过中孔向中间包水口吹氩，起到净化钢水和防止水口堵塞的作用。在连铸生产过程中，塞棒的棒头部是控制钢水流量的关键部位。现有塞棒的棒头和棒身为整体复合式，棒头和棒身分别以适合的不同材料，以酚醛树脂作为结合剂，经混合生产棒头泥料和棒身泥料，再复合装在橡胶模具中，在125MPa于等静压中成型，制成整体塞棒后，经过干燥、埋碳还原烧成、机加工外形尺寸、喷涂防氧化涂层并干燥；最后包装入库。

为了使棒头和棒身泥料装在橡胶模复合加工后结合牢固，使用的原材料必须接近；由于棒头和棒身是整体加工，所以生产工艺是一致的。使用中，由于塞棒的棒头顶部在高温下受侵蚀、冲刷严重，特别是浇铸某些特殊的如锰钢、高氧钢等钢种时更是如此，常因无法控制钢流速度而使整体塞棒报废，塞棒的快速报废影响了钢材的生产的正常进行和企业的经济效益。整体塞棒无法解决棒头部高温下长时间受侵蚀、抗冲刷、高效率的连铸要求，而且使用中，在高温下因热膨胀应力容易产生棒头从棒身上脱落的现象。

将塞棒的棒头和棒身分开制作，对棒头进行单独配料、制作加工处理，再与棒身进行机械式结合，是提高塞棒的使用性能、避免因棒头和棒身材质的差别产生脱落现象、达到高效使用的有效方式。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有整体塞棒不能解决其棒头部在受侵蚀、冲刷严重，以及使用中棒头易从棒身上脱落的问题，采取单独制作耐侵蚀和冲刷、可与棒身机械结合的棒头，提供一种组合式塞棒棒头的配方及制作方法。

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明塞棒棒头的原料组分重量配比份数为：

棕刚玉颗粒(颗粒直径5-1mm)    25～40

棕刚玉颗粒(颗粒直径1-0.1mm) 10～20

白刚玉细粉(颗粒直径325目)   10～20

镁铝尖晶石细粉              5～15

石墨粉                      8～12

轻烧氧化铝粉                5～10

防氧化剂                    3～10

酚醛树脂                    5～8。

上述防氧化剂为金属铝粉、硅粉、碳化硅粉三种材料中的任意一种，或者金属铝粉、硅粉、碳化硅粉以任意重量配比份数的复合。

本发明的另一种原料组分重量配比份数为：

棕刚玉颗粒(颗粒直径5-1mm)     28～35

棕刚玉颗粒(颗粒直径1-0.1mm)   12～18

白刚玉细粉(颗粒直径325目)     13～17

镁铝尖晶石细粉                8～12

石墨粉                        10～11

轻烧氧化铝粉    6～8

防氧化剂        5～9。

酚醛树脂        6～7

上述防氧化剂为金属铝粉、硅粉、碳化硅粉三种材料中的任意一种，或者金属铝粉、硅粉、碳化硅粉以任意重量配比份数的复合。

本发明的原料组份重量份数的最佳配比为：

棕刚玉颗粒(颗粒直径5-1mm)      30

棕刚玉颗粒(颗粒直径1-0.1mm)    15

白刚玉细粉(颗粒直径325目)      15

镁铝尖晶石细粉                 10

石墨粉                         9

轻烧氧化铝粉                   7

防氧化剂                       6

酚醛树脂                       7。

上述防氧化剂为金属铝粉、硅粉、碳化硅粉三种材料中的任意一种，或者为金属铝粉、硅粉、碳化硅粉以任意重量配比份数的复合。

本发明用上述物料配制塞棒棒头的制作方法是：将上述物料混合后填入模具内，用200-500吨摩擦压力机成型，在1350～1550℃高温窑炉内烧结制成。

本发明的优点和积极效果是，上述材料经配制、摩压成型、高温烧结工艺制成的塞棒棒头，形成了良好的β-SiC和α-Al₂O₃网络陶瓷结合，提高了材质结合强度，增强了制品高温使用性能。由于高温烧成后的β-SiC以晶须状充填在砖结构的空隙中，使气孔变小，加强了骨料颗粒之间，骨料颗粒与基质之间的结合，因而提高了材料的强度和耐磨性；同时β-SiC晶须状结构的存在阻碍了制品裂纹的扩展，提高了制品的断裂韧性和强度，改善了材质的热震稳定性能。α-Al₂O₃在高温下***结结合对砖体颗粒起到了铆固的作用，增加了制品抗钢水冲刷性能，。

现将摩擦压力机成型与等静压成型的塞棒棒头，在常温下的物理指标对比见表1：

表1

	等静压成型	摩擦压力机成型
			体积密度g/cm<sup>3</sup>	2.71	2.96
显气孔率％	14.56	9.82
			常温耐压MPa	32.10	56.82
高温抗折MPa(1450℃×0.5h)	7.68	15.76
			热稳定次数(1100℃，水冷)	≥5	≥5

较低的气孔率有效地阻碍了高温下钢水对材质的渗透，极大地提高了塞棒棒头的抗侵蚀性能。

用上述原料配比及方法生产的塞棒棒头在某炼钢厂试进行了试验，试验数量50支，浇铸钢种为40Mn、高氧钢，采用对比使用试验。试验产品用在中间包1流、2流，原生产产品用在3流、4流，试验产品连浇炉数最高16炉，控流稳定，使用后棒头冲蚀面弧面完整，无沟槽，无平头等严重冲蚀现象；原生产产品冲蚀严重，使用后在10炉左右出现关不住现象。通过试验可以看到：试验产品的抗侵蚀性能比原产品提高了50％以上，由原来的平均浇注10炉左右，提高到15炉以上，充分显示改进后组合塞棒棒头优良的抗侵蚀性能。

总之，用上述配方和方法生产的塞棒棒头与棒身组合后，提高了棒头在高温下长时间受侵蚀、抗冲刷的能力，以及解决了现有塞棒在高温下因热膨胀应力产生棒头和棒身的分离现象，适应了高效率的连铸要求，维持了生产的正常进行，提高了企业的经济效益。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详述。

实施例一：

本发明棒头的原料组分重量配比为(公斤)：

棕刚玉颗粒(颗粒直径5-1mm)     28

棕刚玉颗粒(颗粒直径1-0.1mm)   10

白刚玉细粉(颗粒直径325目)     10

镁铝尖晶石细粉                8

石墨粉                        9

轻烧氧化铝粉                  5

防氧化剂                      4

酚醛树脂                      5。

上述防氧化剂为金属铝粉、硅粉、碳化硅粉三种材料中的任意一种，或者金属铝粉、硅粉、碳化硅粉以任意重量配比份数的复合。所述金属铝粉、硅粉、碳化硅粉以任意重量配比份数的复合，即可以是三种材料以任意重量配比份数的复合，或者是两种材料以任意重量配比份数的复合。

本发明用上述物料配制塞棒棒头的制作方法是，将上述物料混合后填入模具内，用200-500吨摩擦压力机压制成型，在1350～1550℃的高温窑炉内烧结。

实施例二：

本发明塞棒棒头的原料组分重量配比为(公斤)：

棕刚玉颗粒(颗粒直径5-1mm)       38

棕刚玉颗粒(颗粒直径1-0.1mm)     20

白刚玉细粉(颗粒直径325目)       20

镁铝尖晶石细粉                  14

石墨粉                          12

轻烧氧化铝粉                    10

防氧化剂                        9

酚醛树脂                        8。

上述防氧化剂同于实施例一。

上述物料配制塞棒棒头的制作方法同实施例一。

实施例三：

本发明塞棒棒头的原料组分重量配比为(公斤)：

棕刚玉颗粒(颗粒直径5-1mm)       30

棕刚玉颗粒(颗粒直径1-0.1mm)     15

白刚玉细粉(颗粒直径325目)       15

镁铝尖晶石细粉                  10

石墨粉                          9

轻烧氧化铝粉                    7

防氧化剂                        6

酚醛树脂                        7。

上述防氧化剂同于实施例一。

上述物料配制塞棒棒头的制作方法同实施例一。

Claims (6)

1、一种组合式塞棒棒头的配方，其特征在于：塞棒棒头的原料组分重量配比份数为：

棕刚玉颗粒颗粒直径5-1mm    25～40

棕刚玉颗粒颗粒直径1-0.1mm  10～20

白刚玉细粉颗粒直径325目    10～20

镁铝尖晶石细粉             5～15

石墨粉                     8～12

轻烧氧化铝粉               5～10

防氧化剂                   3～10

酚醛树脂                   5～8。

2、如权利要求1所述的组合式塞棒棒头的配方，其特征在于：塞棒棒头的原料组分重量配比份数为：

棕刚玉颗粒颗粒直径5-1mm      28～35

棕刚玉颗粒颗粒直径1-0.1mm    12～18

白刚玉细粉颗粒直径325目      13～17

镁铝尖晶石细粉               8～12

石墨粉                       10～11

轻烧氧化铝粉                 6～8

防氧化剂                     5～9

酚醛树脂                     6～7。

3、如权利要求1所述的组合式塞棒棒头的配方，其特征在于：塞棒棒头的原料组分重量配比份数为：

棕刚玉颗粒颗粒直径5-1mm      30

棕刚玉颗粒颗粒直径1-0.1mm    15

白刚玉细粉颗粒直径325目        15

镁铝尖晶石细粉                 10

石墨粉                         9

轻烧氧化铝粉                   7

防氧化剂                       6

酚醛树脂                       7。

4、如权利要求1、2或3所述的组合式塞棒棒头的配方，其特征在于：所述防氧化剂为：金属铝粉、硅粉、碳化硅粉三种材料中的任意一种。

5、如权利要求1、2或3所述的组合式塞棒棒头的配方，其特在于：所述防氧化剂为：金属铝粉、硅粉、碳化硅粉以任意重量配比份数的复合。

6、一种利用权利要求1、2或3任意所述的配方制备组合式塞棒棒头的方法，其特征在于：将上述物料混合后填入模具内，用200-500吨的摩擦压力机压制成型，在1350～1550℃的高温窑炉内烧结。