CN102489695A

CN102489695A - 一种氧化物-非氧化物复合整体塞棒

Info

Publication number: CN102489695A
Application number: CN2011104195058A
Authority: CN
Inventors: 鄢凤明; 王次明; 赵伟; 任林; 胡玲军; 樊浩勇; 赵传亮; 刘靖轩; 张艳凤
Original assignee: SHANGHAI LIRR REFRACTORY CO Ltd; Beijing Lier High Temperature Materials Co Ltd; Luoyang Lier Refractory Materials Co Ltd
Current assignee: SHANGHAI LIRR REFRACTORY CO Ltd; Beijing Lier High Temperature Materials Co Ltd; Luoyang Lier Refractory Materials Co Ltd
Priority date: 2011-12-15
Filing date: 2011-12-15
Publication date: 2012-06-13

Abstract

本发明属于新型连铸功能耐火材料领域，提供的一种连铸用氧化物-非氧化物复合整体塞棒，整体塞棒的棒身为铝碳材料，塞棒头部为氧化物-非氧化物复合材料，棒头和棒身之间采用两者之间的混合过渡料；棒头材料的主要原料为电熔镁砂65-80％，并加入5-20的非氧化物、7-12％的石墨和8-12％的酚醛树脂；本发明通过加入非氧化物，并适当降低石墨的含量，充分利用非氧化物熔点高、热膨胀率低、热震稳定性好、不易被钢水浸润的优点，来提高棒头材料使用时的抗钢水冲刷和侵蚀性。

Description

一种氧化物-非氧化物复合整体塞棒

所属技术领域

本发明属于新型连铸功能耐火材料领域，提供的一种连铸用氧化物-非氧化物复合整体塞棒的制作方法。

背景技术

整体塞棒应用于连铸中间包内，其主要功能是通过调整整体塞棒棒头和整体式浸入式水口或中间包上水口碗部的配合间隙，来控制中间包的开浇、关闭以及结晶器的钢流，以保证钢水在结晶器中液面稳定和连铸工艺的稳定。塞棒的使用条件非常苛刻，既要承受高温煤气烘烤、浇钢初期的强烈热震及剧烈冲刷，又要经受钢液和覆盖剂的侵蚀。

目前整体塞棒本体材料主要为铝碳质，在使用时整体塞棒要经受热冲击，整体塞棒必须具有一定的抗热冲击性，不能出现断头、棒尖掉等问题，否则就会引起连铸的中断，给钢厂造成较大的经济损失。另外使用过程中塞棒头部受钢水冲蚀严重，其抗侵蚀、抗冲刷性能的好坏是决定其使用寿命的关键因素。为提高塞棒的使用寿命，根据所浇钢种的不同，棒头可采用Al2O3-C质、MgO-C质或ZrO2-C质材料。

镁碳整体塞棒用指棒头采用镁碳材质，即以氧化镁和石墨为主要原料，以酚醛树脂等有机物为结合剂而制成的碳结合耐火材料。由于镁碳材料中氧化镁具有熔点高，抗钢水侵蚀性高等特点；石墨具有低热膨胀性、较高的抗熔渣侵蚀性等特点，因此这种材料具有优异的抗热震性和抗侵蚀性等，被广泛用于使用连续铸钢过程。随着浇铸时间的延长和浇铸条件的恶化，普通的镁碳材料在使用过程中冲刷量大，侵蚀过度，难以满足实际需要。而且由于镁碳和铝碳材质之间热膨胀的差异，导致塞棒在使用过程中容易掉头、棒尖断，因此寻求一种具有低膨胀，高耐冲刷性的镁碳材料对提高整体塞棒的寿命有积极意义。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明目的是提供一种连铸用氧化物-非氧化物复合整体塞棒。该复合塞棒具有较佳的抗侵蚀性、抗冲刷性和抗热震稳定性，在用于连铸钢，特别是钙处理钢、高锰钢时有较长的使用寿命。

为完成上述发明目的，本发明所采用的技术方案为：一种连铸用氧化物-非氧化物复合整体塞棒，整体塞棒包括棒身和棒头，棒身为铝碳材料，所述棒头为氧化物-非氧化物复合材料，以下均为重量百分比，其组成为：氧化镁含量大于97％的电熔镁砂65-80％，塞隆、阿隆、镁阿隆、氮化硅、氮化硅铁、氮化硼等非氧化物中的一种或数种5-15％，添加剂金属硅粉、铝粉1-3％，碳含量大于97％的石墨7-12％，外加结合剂酚醛树脂8-12％。

本发明采用电熔镁砂、石墨为主要原料，以及塞隆、阿隆、镁阿隆、氮化硅、氮化硅铁、氮化硼等非氧化物中的一种或数种，酚醛树脂为结合剂制备的整体复合塞棒，具有极佳的抗冲刷、抗钢水侵蚀性和抗热震稳定性。电熔镁砂自身就具有优良的抗钙处理和高锰钢的侵蚀，再引入非氧化物，利用非氧化物热膨胀系数低、导热率高、强度高、和钢水不润湿等优良特性，大大提高了复合塞棒的使用寿命。

具体实施方式

一种氧化物-非氧化物复合整体塞棒，包括铝碳质棒身和氧化物-非氧化物复合棒头，所述棒头采用氧化物-非氧化物复合材质，以下均为重量百分比，其组成为：

氧化镁含量为大于97％的电熔镁砂65-80％；

塞隆、阿隆、镁阿隆、氮化硅、氮化硅铁、氮化硼等非氧化物中的一种或数种，5-20％；

碳含量大于97％的石墨7-12％；

金属硅粉、铝粉1-3％；

外加结合剂，酚醛树脂8-12％。

其制造方法为：采用电熔镁、石墨为主要原料，引入塞隆、阿隆、镁阿隆、氮化硅、氮化硅铁、氮化硼等非氧化物中的一种或数种，采用酚醛树脂为结合剂，经造粒、干燥后与铝碳质棒身复合，用等静压成型后，在非氧化气氛下于900-1100℃的温度下烧成，即可制成所需的整体复合塞棒。

实施例1、

棒头：电熔镁砂80％，石墨8％，塞隆10％，金属硅粉2％，外加酚醛树脂10％。经造粒、干燥后与铝碳质棒身复合，用等静压成型后，在非氧化气氛下于900℃的温度下烧成，制成的整体复合塞棒在某钢厂使用25炉，使用16小时，在使用过程中，控流良好，使用完后，关闭情况很好，不存在淌钢、流钢现象。

实施例2、

棒头：电熔镁砂65％，石墨12％，塞隆20％，金属硅粉3％，外加酚醛树脂10％。经造粒、干燥后与铝碳质棒身复合，用等静压成型后，在非氧化气氛下于1100℃的温度下烧成，制成的整体复合塞棒在某钢厂使用12炉，使用12小时，在使用过程中，控流良好，使用完后，关闭情况很好，不存在淌钢、流钢现象。

实施例3、

棒头：电熔镁砂70％，石墨8％，塞隆10％，阿隆10％，金属铝粉2％，外加酚醛树脂10％。经造粒、干燥后与铝碳质棒身复合，用等静压成型后，在非氧化气氛下于1000℃的温度下烧成，制成的整体复合塞棒在某钢厂使用40炉，使用22小时，在使用过程中，控流良好，使用完后，关闭情况很好，不存在淌钢、流钢现象。

实施例4、

棒头：电熔镁砂75％，石墨10％，氮化硅+塞隆13％，金属硅粉1％，铝粉1％，外加酚醛树脂12％。经造粒、干燥后与铝碳质棒身复合，用等静压成型后，在非氧化气氛下于900℃的温度下烧成，制成的整体复合塞棒在某钢厂使用91炉，使用39小时，在使用过程中，控流良好，使用完后，关闭情况很好，不存在淌钢、流钢现象。

实施例5、

棒头：电熔镁砂78％，石墨10％，氮化硼10％，金属硅粉2％，外加酚醛树脂10％。经造粒、干燥后与铝碳质棒身复合，用等静压成型后，在非氧化气氛下于1050℃的温度下烧成，制成的整体复合塞棒在某钢厂使用25炉，使用16小时，在使用过程中，控流良好，使用完后，关闭情况很好，不存在淌钢、流钢现象。

实施例6、

棒头：电熔镁砂75％，石墨8％，氮化硅铁+阿隆15％，金属硅粉2％，外加酚醛树脂8％。经造粒、干燥后与铝碳质棒身复合，用等静压成型后，在非氧化气氛下于1000℃的温度下烧成，制成的整体复合塞棒在某钢厂使用35炉，使用22小时，在使用过程中，控流良好，使用完后，关闭情况很好，不存在淌钢、流钢现象。

Claims

1.一种连铸用氧化物-非氧化物复合整体塞棒，其特征在于：所述塞棒棒头为氧化物-非氧化物复合材料，棒身为铝碳材料，棒头以电熔镁砂、石墨为主要原料，引入非氧化物，加入少量添加剂及外加结合剂酚醛树脂，经造粒、干燥后与铝碳质棒身复合，用等静压成型后，在非氧化气氛下于900-1100℃的温度下烧成，即可制成所需的整体复合塞棒。

2.根据权利要求1所述的塞棒头部材料，其特征在于所述的塞棒头部料中所用原料的重量百分比组成为65-80％的电熔镁砂、7-12％的石墨、5-20％的非氧化物、1-3％的添加剂，结合剂为8-12％的酚醛树脂。

3.根据权利要求1所述的塞棒头部材料，其特征在于所述的塞棒头部料中电熔镁砂的含量为：MgO≥97％。

4.根据权利要求1所述的塞棒头部材料，其特征在于所述的塞棒头部料中鳞片石墨的含量为：碳含量≥97％。

5.根据权利要求1所述的塞棒头部材料，其特征在于所述的塞棒头部料中的的非氧化物为塞隆、阿隆、镁阿隆、氮化硅、氮化硅铁、氮化硼中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的塞棒头部材料，其特征在于所述的塞棒头部料中的添加剂为金属硅粉、金属铝粉中的一种或两种。

7.根据权利要求1所述的塞棒头部材料，其特征在于所述的塞棒头部料中的结合剂为热固性酚醛树脂，其残炭≥40％，固含量≥75％，粘度为600-1000cps(25℃)。