CN102161082A

CN102161082A - 薄带连铸用侧封板及制造方法

Info

Publication number: CN102161082A
Application number: CN2010101123617A
Authority: CN
Inventors: 许宏杰; 田守信
Original assignee: SHANGHAI CAREER METALLURGICAL FURNACE CO Ltd
Current assignee: SHANGHAI CAREER METALLURGICAL FURNACE CO Ltd
Priority date: 2010-02-23
Filing date: 2010-02-23
Publication date: 2011-08-24
Anticipated expiration: 2030-02-23
Also published as: CN102161082B

Abstract

本发明涉及一种薄带连铸系统上用的侧封板，其特征在于所述的侧封板质量百分数组成为：氮化硼10-50％，硼化锆5-35％，氧化锆5-25％，硼粉1-15％，石墨1-10％，碳纤维0.1-5％。本发明在普通定型耐火材料工艺中先采用造假颗粒然后高温烧结和油浸等工艺，使得制品的气孔率和密度得到明显的改善，在高温烧结时形成碳化硼这种极硬的物质，从而使强度得到进一步提高。

Description

薄带连铸用侧封板及制造方法

技术领域

本发明涉及一种薄带连铸用侧封板及制造方法。

背景技术

薄带连铸就是把钢水经中间包直接注入两铸辊之间，直接轧制成2～10mm的薄带。该技术是冶金及材料研究领域内的一项前沿技术，它的出现正在为钢铁工业带来革命性的变化，它改变了传统冶金工业中薄型钢材的生产。采用薄带连铸技术，将连续铸造、轧制、甚至热处理等串为一体，使生产的薄带坯稍经冷轧就一次性形成工业成品，省略和简化了生产工序，缩短了生产周期，设备投资也相应减少，产品成本显著降低，并且薄带品质不亚于传统工艺。此外，利用薄带连铸技术的快速凝固效应，还可以生产出难以轧制的材料以及具有特殊性能的新材料。侧封是为了能在两铸辊之间形成液态金属熔池而在铸辊两端添加的防漏装置，它能起到约束金属液体，促进薄带成型，保证薄带边缘质量等问题。所以侧封技术一直是制约薄带连铸技术发展的瓶颈。而其苛刻的工作环境对侧封板的抗热震性、导热性、抗侵蚀性、强度、润滑性都有很高的要求。

目前，国内外有各种不同材质制成的侧封板，但都存在各方面的问题，有些热震性较差，有些热导率较高，容易导致侧封板上有冷块等等。

发明内容

本发明的目的在于提供一种薄带连铸用侧封板及制造方法。提供的侧封板可在特别苛刻的工作坏境下适用，在抗热震性、导热性、抗侵蚀性、强度、润滑性都较佳的侧封板，以替代现有的国外同类产品。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

①主颗粒原料的选择：选择优质的氮化硼，硼化锆以及氧化锆通过加压，形成一种高密度、低气孔率的假颗粒作为侧封板的主颗粒料。

②合理选择结合剂：采用树脂为结合剂，使侧封板具备较高的强度，较好的抗热震性。通常的结合剂为酚醛树脂。

③利用在高温窑中埋碳烧成的方式使硼粉与碳反应生成一种极硬的物质-碳化硼，从而来提高侧封的强度。

④由于成型时采用先造假颗粒的二次成型法，同时细粉量又比较大，为了较好的成型(不产生内部层裂)。

下面详见说明：

(1)主颗粒料的选择及粒度范围的确定，利用氮化硼这种具有较高的热稳定性和较好的热导率，同时又易于加工、润滑性较好等特点的物质再加上硬度较高、抗侵蚀性优异的硼化锆，组成了一种高温下性能非常优异的复合材料，同时为了降低由于硼化锆这种类似金属的物质在高温下的脆性断裂，又引入了氧化锆来提高其的韧性。为了保证充分的接触面，提高烧结性所以选择了粒径较小的微粉，以上三种物质粒径都在200目以下(即≤200目)。

(2)石墨以及碳纤维的引入，一方面提高了侧封板的抗氧化性，另一方面对侧封的高温强度有较大幅度的提高。

(3)油浸工艺的引入，在0.5-10MPa压力下30-90℃和10-50mm汞柱的条件下油浸，将侧封板浸在树脂结合剂中，使树脂被压入气孔中，从而降低侧封的气孔率，继而使密度提高。

在实际使用过程中，结晶辊的磨损和钢水的冲刷是一个极其复杂的高温物理化学过程，它不仅有磨损又有侵蚀，而且为了保护使用时的顶紧装置，对侧封的热导率也有较高的要求，所以这种材料的要求极其苛刻。本发明的目的在于：使用生产定型耐火材料这种传统常温成型工艺，再加上高温烧结，油浸固化等辅助工艺来使得产品能满足薄带连铸系统生产的要求。

综上所述，本发明提供的薄带连铸用侧封板特征是(1)由于石墨货碳纤维的加入，使得侧封板的抗氧化性以及高温强度大大提高。(2)在制备工艺过程中高温反应生产的碳化硼使得侧封的耐磨损性大大提高。

本发明提供的侧封板质量百分组成为：氮化硼10-50％，硼化锆5-35％、氧化锆5-25％、硼粉1-15％、石墨1-10％、碳纤维0.1-5％。

本发明的工艺流程是通过以下步骤实现的：

1.首先，按配方配比要求严格称量各种原材料；

2.先对BN、ZrB₂和ZrO₂三种主原料混合后加压，然后进行破碎，制成假颗粒，作为侧封板的主颗粒料；

3.在预制备的主颗粒料中加入碳纤维、硼粉和石墨，混合10-15分钟，待均匀后加入2/3的树脂结合剂，混合15-20分钟，再加入细粉料和其余1/3的树脂，直到料性均匀没有飞扬，用力攥成团，但不是太湿。

4.采用530吨摩擦压力机二次成型，然后进行干燥。

5.干燥完后进行高温埋碳烧结，使侧封强度大大提高。

6.进行真空加压浸渍，然后固化处理以及表面处理。

综上所述，本发明提供的薄带连铸用侧封特征是在定型耐火材料的基础之上，通过造粒，加入石墨以及碳纤维，埋碳烧结，真空油浸等各个特殊工艺的进行。使侧封的强度、耐磨性、抗氧化性、热导率、润滑性、抗侵蚀性都达到了一定的程度。经过实验以及现场使用情况对比发现：本发明产品的耐磨性以及较好的热导率已经超过了同类国外产品，而且表面的粘渣较少对薄带的边缘平整度很有好处。

附图说明

图1：两种侧封使用后对比

(A)本发明提供的侧封板使用后(图右)。

(B)国外同类产品使用后(图左)。

具体实施方式

下面通过具体实施例，来进一步阐述本发明的实质性特点和显著的进步。

实施例

按氮化硼38％，硼化锆42％，氧化锆20％先加压(三种原料均匀为≤200目细粉)，然后破碎造粒成假颗粒，分别为3-1mm颗粒42％，1-0mm颗粒25％，≤200目的细粉33％，再加入≤200目氮化硼10％，硼粉7％，石墨5％进行配置。

按比例将预制备的假颗粒料与1％碳纤维先混合，待均匀后加入2/3的树脂结合剂，混合15-20分钟，再加入细粉料和其余1/3的树脂，直到料性均匀没有飞扬，用力攥成团，但不是太湿。

采用530吨摩擦压力机压制成型，然后进行干燥(温度100-120℃)。

干燥完后进行埋炭烧成(温度1450-1550℃)，使侧封板的强度大大提高。

进行真空加压油浸，然后固化处理

对侧封板表面进行平整处理

经上述工艺制备的侧封板与国外同类产品进行基本物理性能：常温耐压强度，磨损深度，以及热导率的数据对比，结果如下：

项目	每分钟磨损深度mm	热导率w.m^-1.k^-1	常温耐压强度MPa
				已报道的国外侧封板	0.15	25	125.6
本发明侧封板	0.1	22	156.8

通过对两种产品的性能对比，可以发现本发明的耐磨性已经略优于已报道的国外同类产品，热导率以及常温耐压强度在相同条件下，也比国外同类产品好。经过实验以及现场使用情况对比发现：本发明产品的耐磨性已经超过了同类国外产品，而且表面的粘渣较少，对薄带的边缘平整度很有好处。可以满足薄带连铸系统生产的需要。

Claims

1.一种薄带连铸系统上用的侧封板，其特征在于所述侧封板的质量百分组成为：

氮化硼10-50％，硼化锆5-35％、氧化锆5-25％、硼粉1-15％、石墨1-10％、碳纤维0.1-5％。

2.制作按权利要求1所述的侧封板的方法，其特征在于：

①首先，按组分进行称料，对氮化硼、硼化锆和氧化锆三种原料，混合后加压，然后破碎制成假颗粒，作为侧封板的主颗粒料；

②加入碳纤维、硼粉和石墨，混合均匀后加入2/3的树脂结合剂混合均匀后再加入细粉料和其余1/3的树脂结合剂；

③压机二次成型、干燥；

④埋碳烧结；

⑤真空加压浸渍，然后固化处理，进行平整处理。

3.按权利要求2所述的制作方法，其特征在于使用的树脂结合剂为酚醛树脂。

4.按权利要求2所述的制作方法，其特征在于干燥的温度为100-120℃。

5.按权利要求2所述的制作方法，其特征在于埋碳烧结的温度为14-1550℃。

6.按权利要求2所述的制作方法，其特征在于所述的真空加压浸渍条件为：真空度10-50mm毫米汞柱，温度为30-90℃，压力为0.5-10MPa。

7.按权利要求2所述的制作方法，其特征在于步骤3先混合时间为10-15分钟，加入2/3树脂结合剂后的混合时间为15-20分钟。