CN102515798B - 一种连铸用高耐蚀性整体塞棒 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及含碳耐火材料技术领域，特别是涉及一种连铸用高耐蚀性整体塞棒，由棒头和棒身组成，棒身由下述成分按重量比例组成：石墨15～25、镁铝尖晶石20～70、镁砂0～30、氧化铝0～10、添加剂1～9，外加上述成分总重量8％～12％的酚醛树脂；所述的添加剂选自金属硅粉、金属铝粉、碳化硼中的一种或几种；本发明通过优化塞棒棒身的材质，可降低塞棒棒身的气孔率，提高抗熔渣渗透性，降低碱性熔渣对整体塞棒棒身的侵蚀，提高塞棒的使用寿命。

Description

一种连铸用高耐蚀性整体塞棒
技术领域
本发明涉及含碳耐火材料技术领域，特别是涉及一种连铸用高耐蚀性整体塞棒。
背景技术
整体塞棒是连续铸钢生产中的关键性功能耐火材料，它与中间包上水口配合，控制从中间包流入到结晶器中的钢水流量。连铸生产过程中，为了提高钢水的洁净度，往往采用碱性中间包覆盖剂，利于吸附钢水中的夹杂物；为了降低连续铸钢生产成本，要求中间包及其中配套的整体塞棒等功能耐火材料使用长寿命化。整体塞棒的使用寿命，直接影响连续铸钢的正常进行。
目前，整体塞棒棒身通常采用铝碳质材料，如中国专利CN101134238，在连铸生产过程中，由于塞棒与中间包覆盖剂接触处氧含量较高，铝碳材料中的碳氧化后，结构疏松，碱性覆盖剂熔融后形成碱性熔渣，熔渣中的K2O、Na2O、CaO等渗透到塞棒棒身材料中，与铝碳材料中Al2O3反应，导致塞棒棒身侵蚀严重，使用寿命降低。为了防止塞棒被侵蚀断裂，有的把塞棒棒身加粗，如中国专利CN102166646A；有的在塞棒棒身渣线处复合昂贵的锆碳材料，如中国专利CN101486092。塞棒加粗或棒身渣线处复合锆碳材料，都会提高塞棒的制造成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种连铸用高耐蚀性整体塞棒，通过优化塞棒棒身的材质，可降低塞棒棒身的气孔率，提高抗熔渣渗透性，降低碱性熔渣对整体塞棒棒身的侵蚀，提高塞棒的使用寿命。
为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种连铸用高耐蚀性整体塞棒，由棒头和棒身组成，棒身由下述成分按重量比例组成：石墨15～25、镁铝尖晶石20～70、镁砂0～30、氧化铝0～10、添加剂1～9，外加上述成分总重量8％～12％的酚醛树脂；所述的添加剂选自金属硅粉、金属铝粉、碳化硼中的一种或几种；
所述的石墨采用鳞片石墨，碳含量大于95％。
所述的镁铝尖晶石采用电熔镁铝尖晶石。
所述的镁砂为电熔镁砂、其氧化镁含量大于96％。
所述的氧化铝为轻烧氧化铝，其粒度小于10μm。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)由于棒身材料中的镁铝尖晶石、镁砂含有氧化镁成分，与铝碳质材料中的氧化铝相比，不易与碱性熔渣反应；
2)由于该材料中含有镁砂及粒度小于10μm的轻烧氧化铝，在塞棒使用过程中原位生成尖晶石，体积膨胀，降低塞棒棒身材料的气孔率，提高抗熔渣渗透性，从而降低碱性熔渣对整体塞棒棒身的侵蚀，提高整体塞棒的使用寿命；
3)由于抗侵蚀能力的提高，棒身不用加粗，也不需要复合昂贵的锆碳材料，塞棒制造成本降低。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明的技术内容作进一步描述。
实施例1
一种连铸用高耐蚀性整体塞棒，由棒头和棒身组成，棒身由下述成分按重量比例组成：石墨18份、镁铝尖晶石50份、镁砂20份、氧化铝10份、硅粉1份、铝粉0.5份、碳化硼0.5份，外加上述成分总重量9％的酚醛树脂。棒头采用常规的塞棒棒头材质，这里不再详细描述。
所述连铸用高耐蚀性整体塞棒的制造工艺，步骤如下：
1)配料：按照配料单把各种原料称好备用。
2)混合：把配好的料加入高速混合机中，加入酚醛树脂，混合均匀后，干燥备用。
3)成型：把混合好的塞棒头部料、塞棒棒身料按图纸要求分别加入到组合好的模具中，在等静压中成型，成型压力130MPa。
4)烧成：成型好的产品在还原气氛下烧成，1000℃保温6小时。。
5)加工：按图纸要求进行车加工。
6)涂覆：在外壁涂刷防氧化涂料。
7)包装：经检查后包装。
经检测，塞棒棒身的物理性能指标为：气孔率11.3％，常温抗折强度13.2Mpa，体积密度2.62g/cm3。
实施例2
一种连铸用高耐蚀性整体塞棒，由棒头和棒身组成，棒身由下述成分按重量比例组成：石墨18份、镁铝尖晶石55份、镁砂15份、氧化铝7份、硅粉2份、铝粉0.5份、碳化硼2.5份，外加上述成分总重量9％的酚醛树脂。棒头采用常规的塞棒棒头材质。所述连铸用高耐蚀性整体塞棒的制造工艺同实施例1。
经检测，塞棒棒身的物理性能指标为：气孔率12.5％，常温抗折强度14.3Mpa，体积密度2.60g/cm3。
实施例3
一种连铸用高耐蚀性整体塞棒，由棒头和棒身组成，棒身由下述成分按重量比例组成：石墨20份、镁铝尖晶石45份、镁砂25份、氧化铝7份、硅粉2份、碳化硼1份，外加上述成分总重量10％的酚醛树脂。棒头采用常规的塞棒棒头材质。所述连铸用高耐蚀性整体塞棒的制造工艺同实施例1。
经检测，塞棒棒身的物理性能指标为：气孔率12.2％，常温抗折强度13.5Mpa，体积密度2.58g/cm3。
实施例4
一种连铸用高耐蚀性整体塞棒，由棒头和棒身组成，棒身由下述成分按重量比例组成：石墨20份、镁铝尖晶石40份、镁砂26份、氧化铝10份、硅粉3份、碳化硼1份，外加上述成分总重量10％的酚醛树脂。棒头采用常规的塞棒棒头材质。所述连铸用高耐蚀性整体塞棒的制造工艺同实施例1。
经检测，塞棒棒身的物理性能指标为：气孔率13.8％，常温抗折强度11.8Mpa，体积密度2.59g/cm3。
实施例5
一种连铸用高耐蚀性整体塞棒，由棒头和棒身组成，棒身由下述成分按重量比例组成：石墨22份、镁铝尖晶石35份、镁砂30份、氧化铝7份、硅粉3份、铝粉0.5份、碳化硼2.5份，外加上述成分总重量10％的酚醛树脂。棒头采用常规的塞棒棒头材质。所述连铸用高耐蚀性整体塞棒的制造工艺同实施例1。
经检测，塞棒棒身的物理性能指标为：气孔率13.1％，常温抗折强度12.6Mpa，体积密度2.57g/cm3。
实施例6
一种连铸用高耐蚀性整体塞棒，由棒头和棒身组成，棒身由下述成分按重量比例组成：石墨18份、镁铝尖晶石65份、氧化铝7份、硅粉2份、铝粉0.5份、碳化硼2.5份，外加上述成分总重量10％的酚醛树脂。棒头采用常规的塞棒棒头材质。所述连铸用高耐蚀性整体塞棒的制造工艺同实施例1。
经检测，塞棒棒身的物理性能指标为：气孔率12.8％，常温抗折强度13.6Mpa，体积密度2.58g/cm3。
实施例7
一种连铸用高耐蚀性整体塞棒，由棒头和棒身组成，棒身由下述成分按重量比例组成：石墨22份、镁铝尖晶石70份、氧化铝4份、硅粉1份、铝粉0.5份、碳化硼0.5份，外加上述成分总重量12％的酚醛树脂。棒头采用常规的塞棒棒头材质。所述连铸用高耐蚀性整体塞棒的制造工艺同实施例1。
经检测，塞棒棒身的物理性能指标为：气孔率12.7％，常温抗折强度13.1Mpa，体积密度2.56g/cm3。
实施例8
一种连铸用高耐蚀性整体塞棒，由棒头和棒身组成，棒身由下述成分按重量比例组成：石墨15份、镁铝尖晶石50份、氧化铝6份、硅粉2份、铝粉0.5份、碳化硼1.5份，外加上述成分总重量9％的酚醛树脂。棒头采用常规的塞棒棒头材质。所述连铸用高耐蚀性整体塞棒的制造工艺同实施例1。
经检测，塞棒棒身的物理性能指标为：气孔率13.0％，常温抗折强度13.4Mpa，体积密度2.60g/cm3。
实施例9
一种连铸用高耐蚀性整体塞棒，由棒头和棒身组成，棒身由下述成分按重量比例组成：石墨25份、镁铝尖晶石55份、镁砂20份、硅粉2份、铝粉0.5份、碳化硼1.5份，外加上述成分总重量11％的酚醛树脂。棒头采用常规的塞棒棒头材质。所述连铸用高耐蚀性整体塞棒的制造工艺同实施例1。
经检测，塞棒棒身的物理性能指标为：气孔率12.1％，常温抗折强度11.9Mpa，体积密度2.54g/cm3。
实施例10
一种连铸用高耐蚀性整体塞棒，由棒头和棒身组成，棒身由下述成分按重量比例组成：石墨20份、镁铝尖晶石40份、镁砂30份、硅粉1份、铝粉0.5份、碳化硼0.5份，外加上述成分总重量10％的酚醛树脂。棒头采用常规的塞棒棒头材质。所述连铸用高耐蚀性整体塞棒的制造工艺同实施例1。
经检测，塞棒棒身的物理性能指标为：气孔率13.5％，常温抗折强度12.4Mpa，体积密度2.56g/cm3。
实施例11
一种连铸用高耐蚀性整体塞棒，由棒头和棒身组成，棒身由下述成分按重量比例组成：石墨16份、镁铝尖晶石65份、镁砂13份、硅粉2份、碳化硼1份，外加上述成分总重量9％的酚醛树脂。棒头采用常规的塞棒棒头材质。所述连铸用高耐蚀性整体塞棒的制造工艺同实施例1。
经检测，塞棒棒身的物理性能指标为：气孔率13.5％，常温抗折强度14.0Mpa，体积密度2.61g/cm3。
上述实施例中，所述的石墨采用鳞片石墨，碳含量大于95％；所述的镁铝尖晶石采用电熔镁铝尖晶石；所述的镁砂为电熔镁砂、其氧化镁含量大于96％；所述的氧化铝为轻烧氧化铝，其粒度小于10μm。
经大量的实验验证，本发明技术方案中所述的塞棒棒身的成分按照所述的重量比例，制成的塞棒，均能达到本发明所述的技术效果，这里仅给出以上实施例加以验证。

Claims (1)

1.一种连铸用高耐蚀性整体塞棒，由棒头和棒身组成，其特征在于，棒身由下述成分按重量比例组成：石墨18份、镁铝尖晶石50份、镁砂20份、氧化铝10份、硅粉1份、铝粉0.5份、碳化硼0.5份，外加上述成分总重量9%的酚醛树脂；所述的石墨采用鳞片石墨，碳含量大于95%；所述的镁铝尖晶石采用电熔镁铝尖晶石；所述的镁砂为电熔镁砂、其氧化镁含量大于96%；所述的氧化铝为轻烧氧化铝，其粒度小于10μm；
所述连铸用高耐蚀性整体塞棒的制造工艺，步骤如下：
1）配料：按照配料单把各种原料称好备用；
2）混合：把配好的料加入高速混合机中，加入酚醛树脂，混合均匀后，干燥备用；
3）成型：把混合好的塞棒头部料、塞棒棒身料按图纸要求分别加入到组合好的模具中，在等静压中成型，成型压力130MPa；
4）烧成：成型好的产品在还原气氛下烧成，1000℃保温6小时；
5）加工：按图纸要求进行车加工；
6）涂覆：在外壁涂刷防氧化涂料；
7）包装：经检查后包装。 
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