CN106938936B - 一种连铸用整体塞棒及其生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种连铸用整体塞棒,由棒身和棒头组成,棒身由按重量百分比计的以下原料制备:鳞片石墨18‑21%、棕刚玉15‑18%、高铝矾土10‑15%、回收料45‑55%和铝粉1‑2%,外加上述成分总量8‑12%的酚醛树脂;所述棒头由按重量百分比计的以下原料制成:电熔镁砂35‑50%、尖晶石25‑35%、石墨5‑15%、金属硅2‑5%、金属铝0.5‑5%、碳化硼0.5‑5%、氮化硼0.5‑5%和氮化硅0.5‑3%,外加上述成分总量5‑15%的酚醛树脂。最终制备的产品的显气孔为13‑15%,常温抗折强度为12‑15Mpa,体积体密2.75‑2.90g/cm3,使用寿命达到15‑20小时。
Description
技术领域
本发明涉及属于耐火材料领域,尤其是涉及一种连铸用整体塞棒及其生产工艺。
背景技术
随着钢铁工业的不断发展,国内外耐火材料行业也得到了长足的进步。铝碳耐火材料是上世纪80年代左右开始兴起的一种新型耐火材料。最初主要应用于钢包砖方面,后来逐渐地推广向连铸中间包方面。为钢铁行业连铸技术的飞速发展提供了不可或缺的技术支持。
连铸用铝碳耐火材料俗称为连铸三大件,主要由长水口、整体塞棒、浸入式水口组成。整体塞棒作为连铸三大件产品之一,在连铸过程中起到控流、截流等作用,其重要性不言而喻,是保障连铸过程顺利进行的主要功能元件。
作为铝碳功能材料之一,整体塞棒材料设计一般都以Al2O3-C材料为主。通过添加一些必要的添加剂如碳化硅,金属硅,碳化硼等,提高材料的抗氧化性能,确保产品达到钢水连铸要求。近些年来,随着钢厂钢水冶炼节奏越来越快,并且对冶炼成本的控制越来越严,对铝碳耐火材料的使用要求随之越来越高。对于整体塞棒而言,尤其是棒头材料方面,传统的材料已逐渐不能满足连铸过程的使用要求。一旦遇到一些不锈钢、高锰钢等钢种时,Al2O3-C材料更是完全达不到钢厂的使用要求。
中国专利公告号CN 102515798 B公开了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,提高抗熔渣渗透性但是该发明仅仅通过改进配方,没有对原料粒径进行优选,制备的塞棒体积密度偏低,使用寿命短,另外也没有对塞棒的制备工艺进行优化。
中国专利公开号CN 101722302 B公开了一种连铸用镁碳复合整体塞棒的制备方法,整体塞棒的棒身为铝碳材料,棒头为低碳镁碳材料,棒头与棒身之间采用铝碳材料和低碳镁碳材料的混合过渡;棒头材料的主要原料为电熔镁
砂,并加入有3~8%的铝硅合金粉、0.5~2%的BN和8~12%的石墨;本发明通过优化镁碳材料所用石墨的粒度组成、添加能够在热处理过程中形成陶瓷结合相的铝硅合金和能够降低热膨胀系数的BN提高镁碳材料的抗热冲击性,保证使用时的安全性,另外通过在棒头材料和棒身材料之间形成均匀的混合过渡,在热冲击时尽量减少热应力的生成,防止使用时的断头现象;该发明仅仅通过配方来改进塞棒的抗冲击性能,并不能大大改善塞棒的使用寿命。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的是针对现有技术的不足,提供一种连铸用整体塞棒及其生产工艺,通过对连铸用整体塞棒的棒身和棒头材料进行调整,且对塞棒的生产工艺进行优化,最终制备的产品的显气孔为13-15%,常温抗折强度为12-15Mpa,体积体密2.75-2.90g/cm3,使用寿命为15-20小时。
为达到上述目的,本发明采用以下技术方案:
一种连铸用整体塞棒,由棒身和棒头组成,棒身由按重量百分比计的以下原料制备:鳞片石墨18-21%、棕刚玉15-18%、高铝矾土10-15%、回收料45-55%和铝粉1-2%,外加上述成分总量8-12%的酚醛树脂;所述棒头由按重量百分比计的以下原料制成:电熔镁砂35-50%、尖晶石25-35%、鳞片石墨5-15%、金属硅2-5%、金属铝0.5-5%、碳化硼0.5-5%、氮化硼0.5-5%和氮化硅0.5-3%,外加上述成分总量5-15%的酚醛树脂。
进一步的,所述回收料是将钢厂回收的废塞棒或水口残砖粉碎成粒径≤2mm制备而成。
进一步的,所述电熔镁砂是由粒度为0.5-1mm、0.2-0.5mm和0.1-0.2mm的电熔镁砂按重量比2-4:1-3:4-6混合而成。
进一步的,所述尖晶石的粒径为180-325目,所述鳞片石墨纯度≥99%,粒径为50-100目。
进一步的,所述酚醛树脂残碳≥35%,粒径为120-200目。
进一步的,所述金属硅、金属铝纯度≥98%,粒径为200-325目;所述碳化硼、氮化硼、氮化硅纯度≥95%,粒径为200-325目。
一种连铸用整体塞棒的生产工艺,包括以下步骤:
(1)将除酚醛树脂以外棒头原料充分混合均匀,得到混合料,在酚醛树脂中加入酚醛树脂总量50-60%的溶剂稀释树脂,得到稀释树脂;
(3)将稀释树脂加入混合料中搅拌均匀,得棒头泥料;
(4)将所述棒头泥料在60-80℃下烘干至挥发分为0.9-1.2%;
(5)将烘干后的棒头泥料与棒身材料分别加入到模具中,在塞棒渣线部位复合镁碳材料,在等静压中压制成型,压制压力为100-120MPa,即可制得整体塞棒样品;
(6)所述整体塞棒样品在150-260℃温度下干燥,真空烧成,烧成温度为1050-1150℃,保温2-4小时,然后按照图纸对塞棒进行加工,对棒头部位进行预处理,然后喷涂防氧化涂层,即得产品。
进一步的,所述步骤(1)中溶剂为乙醇和乙二醇按重量比1-2:1混合而成。
进一步的,所述步骤(5)中镁碳材料包括按重量百分比计的以下原料:氧化镁80-90%,碳8-12%,抗氧化剂4-6%,所述抗氧剂为金属硅、碳化硼或金属铝中的一种或几种。
进一步的,所述步骤(6)中预处理为:先用压缩空气对表面灰尘进行清理,利用酒精或水对棒头清洗,清洗后在110-130℃温度下干燥。
本发明的有益效果是:
1、本发明为了改善连铸用整体塞棒的性能,降低成本,增加塞棒的使用寿命,对连铸用整体塞棒的棒身和棒头材料均进行调整,且对塞棒的生产工艺进行了调整,最终制备的产品的显气孔为13-15%,常温抗折强度为12-15Mpa,体积体密2.75-2.90g/cm3,使用寿命可达到15-20小时。
2、棒身采用的原料为鳞片石墨、棕刚玉、高铝矾土和回收料,其中回收料为钢厂回收的废塞棒或水口残砖粉碎而成的,这些回收料中含有棒身所需要的成分比如氧化铝、碳等,重复利用还能减少矿产资源浪费,也使成本大幅度降低。另外为了增加棒身的抗氧化和耐高温强度的性能,在棒身材料中还增加了铝粉。
3、棒头材料以电熔镁砂、尖晶石和鳞片石墨为骨料,添加了金属硅、金属铝、碳化硼、氮化硼和氮化硅,能大大增强棒头材料的抗氧化和抗折强度等性能;另外还对原料的粒径和纯度进行了限定,其中电熔镁砂是由粒度为0.5-1mm、0.2-0.5mm和0.1-0.2mm的电熔镁砂按重量比2-4:1-3:4-6混合而成,而尖晶石的粒径为180-325目;鳞片石墨纯度≥99%,粒径为50-100目;酚醛树脂中残碳≥35%,粒径为120-200目;金属硅、金属铝≥98%,粒径为200-325目;所述碳化硼、氮化硼、氮化硅纯度≥95%,粒径为200-325目;对棒头原料的粒径和纯度进行限定,原料混合后颗粒之间分布密集,得到的产品体积密度大,抗折高、抗冲刷性强。
4、本发明棒头和棒身中使用的粘合剂为酚醛树脂粉末,在混合棒头原料时,在酚醛树脂中添加有溶剂,其中溶剂为乙醇和乙二醇混合而成,这种混合溶剂一方面可以用于溶解酚醛树脂,另一方面在干燥棒头泥料的时候,能减缓棒头泥料中的挥发分的挥发,从而增强棒头整体的粘合强度,进而增强棒头的机械强度。
5、另外将烘干后的棒头泥料与棒身材料分别加入到模具中后,在塞棒渣线部位复合一层镁碳材料,即在塞棒渣线部位覆盖镁碳材料,然后压制成型,而碳材料由氧化镁、碳和抗氧化剂混合而成,可大大减少碱性中间包覆盖剂对塞棒渣线部位的冲刷和腐蚀,从而增强材料塞棒的使用寿命。
6、在棒头喷涂然后喷涂防氧化涂层之前,对棒头部位进行预处理,即先用压缩空气对表面灰尘进行清理,然后利用酒精或水对棒头清洗,清洗后在110-130℃温度下干燥,这样可增强防氧化涂层与棒头的结合力,从而增强棒头的性能。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明做进一步描述。
本发明实施例1-8中的连铸用整体塞棒,由棒身和棒头组成,其中棒身和棒头采用的原料及其重量百分比见表1所示。
实施例1
回收料是将钢厂回收的废塞棒粉碎成粒径≤2mm制备而成;电熔镁砂是由粒度为0.5-1mm、0.2-0.5mm和0.1-0.2mm的电熔镁砂按重量比2:1:4混合而成;尖晶石的粒径为180目,其中鳞片石墨纯度≥99%,粒径为50目;酚醛树脂残碳≥35%,粒径为120目;金属硅、金属铝纯度≥98%,金属硅粒径200目,金属铝粒径为250目;碳化硼、氮化硼、氮化硅纯度≥95%,粒径均为200目。
一种连铸用整体塞棒的生产工艺,包括以下步骤:
(1)将除酚醛树脂以外棒头原料充分混合均匀,得到混合料,在酚醛树脂中加入酚醛树脂总量50%的溶剂稀释树脂,得到稀释树脂,其中溶剂为乙醇和乙二醇按重量比1:1混合而成;
(3)将稀释树脂加入混合料中搅拌均匀,得棒头泥料;
(4)将棒头泥料在60℃下烘干至挥发分为0.9%;
(5)将烘干后的棒头泥料与棒身材料分别加入到模具中,在塞棒渣线部位复合镁碳材料,然后等静压中压制成型,压制压力为100MPa,即可制得整体塞棒样品;
其中镁碳材料由按重量百分比计的以下原料混合而成:氧化镁83%,碳11%,抗氧化剂6%,所述抗氧剂为金属硅;
(6)将整体塞棒样品在150℃温度下干燥,真空烧成,烧成温度为1050℃,保温4小时,然后按照图纸对塞棒进行加工,对棒头部位进行预处理,即先用压缩空气对表面灰尘进行清理,利用酒精或水对棒头清洗,清洗后在110℃温度下干燥,然后喷涂防氧化涂层,即得产品。
实施例2
回收料是将钢厂回收的水口残砖粉碎成粒径≤2mm制备而成;电熔镁砂是由粒度为0.5-1mm、0.2-0.5mm和0.1-0.2mm的电熔镁砂按重量比4:3:5混合而成;尖晶石的粒径为200目;鳞片石墨纯度≥99%,粒径为60目;其中酚醛树脂残碳≥35%,粒径为140目;金属硅、金属铝纯度≥98%,粒径均为250目;碳化硼、氮化硼、氮化硅纯度≥95%,碳化硼粒径为270目,氮化硼和氮化硅粒径均为250目。
一种连铸用整体塞棒的生产工艺,包括以下步骤:
(1)将除酚醛树脂以外棒头原料充分混合均匀,得到混合料,在酚醛树脂中加入酚醛树脂总量55%的溶剂稀释树脂,得到稀释树脂,其中溶剂为乙醇和乙二醇按重量比1.5:1混合而成;
(3)将稀释树脂加入混合料中搅拌均匀,得棒头泥料;
(4)将棒头泥料在65℃下烘干至挥发分为1.0%;
(5)将烘干后的棒头泥料与棒身材料分别加入到模具中,在塞棒渣线部位复合镁碳材料,然后等静压中压制成型,压制压力为110MPa,即可制得整体塞棒样品;
其中镁碳材料由按重量百分比计的以下原料混合而成:氧化镁84%,碳11%,抗氧化剂5%,所述抗氧剂为碳化硼;
(6)将整体塞棒样品在160℃温度下干燥,真空烧成,烧成温度为1100℃,保温3小时,然后按照图纸对塞棒进行加工,对棒头部位进行预处理,即先用压缩空气对表面灰尘进行清理,利用酒精或水对棒头清洗,清洗后在120℃温度下干燥,然后喷涂防氧化涂层,即得产品。
实施例3
回收料是将钢厂回收的水口残砖粉碎成粒径≤2mm制备而成;电熔镁砂是由粒度为0.5-1mm、0.2-0.5mm和0.1-0.2mm的电熔镁砂按重量比2:3:5混合而成;尖晶石的粒径为250目,其中鳞片石墨纯度≥99%,粒径为80目;其中酚醛树脂残碳≥35%,粒径为150目;金属硅、金属铝纯度≥98%,金属硅粒径为270目,金属铝粒径为250目;所述碳化硼、氮化硼、氮化硅纯度≥95%,碳化硼粒径为300目,氮化硼和氮化硅粒径均为200目。
一种连铸用整体塞棒的生产工艺,包括以下步骤:
(1)将除酚醛树脂以外棒头原料充分混合均匀,得到混合料,在酚醛树脂中加入酚醛树脂总量60%的溶剂稀释树脂,得到稀释树脂,其中溶剂为乙醇和乙二醇按重量比2:1混合而成;
(3)将稀释树脂加入混合料中搅拌均匀,得棒头泥料;
(4)将棒头泥料在70℃下烘干至挥发分为1.1%;
(5)将烘干后的棒头泥料与棒身材料分别加入到模具中,在塞棒渣线部位复合镁碳材料,然后等静压中压制成型,压制压力为120MPa,即可制得整体塞棒样品;
其中镁碳材料由按重量百分比计的以下原料混合而成:氧化镁84%,碳12%,抗氧化剂4%,抗氧剂为金属硅;
(6)将整体塞棒样品在170℃温度下干燥,真空烧成,烧成温度为1150℃,保温4小时,然后按照图纸对塞棒进行加工,对棒头部位进行预处理,即先用压缩空气对表面灰尘进行清理,利用酒精或水对棒头清洗,清洗后在130℃温度下干燥,然后喷涂防氧化涂层,即得产品。
实施例4
回收料是将钢厂回收的废塞棒粉碎成粒径≤2mm制备而成;电熔镁砂是由粒度为0.5-1mm、0.2-0.5mm和0.1-0.2mm的电熔镁砂按重量比3:2:5混合而成;尖晶石的粒径为270目,其中鳞片石墨纯度≥99%,粒径为80目;其中酚醛树脂残碳≥35%,粒径为160目;金属硅、金属铝纯度≥98%,粒径均为300目;碳化硼、氮化硼、氮化硅纯度≥95%,碳化硼粒径为250目,氮化硼粒径为325目,氮化硅粒径为300目。
一种连铸用整体塞棒的生产工艺,包括以下步骤:
(1)将除酚醛树脂以外棒头原料充分混合均匀,得到混合料,在酚醛树脂中加入酚醛树脂总量50%的溶剂稀释树脂,得到稀释树脂,其中溶剂为乙醇和乙二醇按重量比1.5:1混合而成;
(3)将稀释树脂加入混合料中搅拌均匀,得棒头泥料;
(4)将棒头泥料在75℃下烘干至挥发分为1.1%;
(5)将烘干后的棒头泥料与棒身材料分别加入到模具中,在塞棒渣线部位复合镁碳材料,然后等静压中压制成型,压制压力为110MPa,即可制得整体塞棒样品;
其中镁碳材料由按重量百分比计的以下原料混合而成:氧化镁85%,碳10%,抗氧化剂5%,抗氧剂为金属硅和碳化硼按重量1:1混合而成;
(6)将整体塞棒样品在180℃温度下干燥,真空烧成,烧成温度为1100℃,保温3小时,然后按照图纸对塞棒进行加工,对棒头部位进行预处理,即先用压缩空气对表面灰尘进行清理,利用酒精或水对棒头清洗,清洗后在120℃温度下干燥,然后喷涂防氧化涂层,即得产品。
实施例5
回收料是将钢厂回收的水口残砖粉碎成粒径≤2mm制备而成;电熔镁砂是由粒度为0.5-1mm、0.2-0.5mm和0.1-0.2mm的电熔镁砂按重量比4:3:5混合而成;尖晶石的粒径为300目,鳞片石墨纯度≥99%,粒径为100目;其中酚醛树脂残碳≥35%,粒径为180目;金属硅、金属铝纯度≥98%,粒径均为325目;碳化硼、氮化硼、氮化硅纯度≥95%,粒径均为250目。
一种连铸用整体塞棒的生产工艺,包括以下步骤:
(1)将除酚醛树脂以外棒头原料充分混合均匀,得到混合料,在酚醛树脂中加入酚醛树脂总量55%的溶剂稀释树脂,得到稀释树脂,其中溶剂为乙醇和乙二醇按重量比1:1混合而成;
(3)将稀释树脂加入混合料中搅拌均匀,得棒头泥料;
(4)将棒头泥料在80℃下烘干至挥发分为1.2%;
(5)将烘干后的棒头泥料与棒身材料分别加入到模具中,在塞棒渣线部位复合镁碳材料,然后等静压中压制成型,压制压力为100MPa,即可制得整体塞棒样品;
其中镁碳材料由按重量百分比计的以下原料混合而成:氧化镁86%,碳8%,抗氧化剂6%,所述抗氧剂为金属铝;
(6)将整体塞棒样品在200℃温度下干燥,真空烧成,烧成温度为1050℃,保温2小时,然后按照图纸对塞棒进行加工,对棒头部位进行预处理,即先用压缩空气对表面灰尘进行清理,利用酒精或水对棒头清洗,清洗后在110℃温度下干燥,然后喷涂防氧化涂层,即得产品。
实施例6
回收料是将钢厂回收的废塞棒粉碎成粒径≤2mm制备而成;电熔镁砂是由粒度为0.5-1mm、0.2-0.5mm和0.1-0.2mm的电熔镁砂按重量比1:1:2混合而成;尖晶石的粒径为325目,其中鳞片石墨纯度≥99%,粒径为50目;其中酚醛树脂残碳≥35%,粒径为200目;金属硅、金属铝纯度≥98%,粒径均为200目;碳化硼、氮化硼、氮化硅纯度≥95%,粒径均为270目。
一种连铸用整体塞棒的生产工艺,包括以下步骤:
(1)将除酚醛树脂以外棒头原料充分混合均匀,得到混合料,在酚醛树脂中加入酚醛树脂总量60%的溶剂稀释树脂,得到稀释树脂,其中溶剂为乙醇和乙二醇按重量比2:1混合而成;
(3)将稀释树脂加入混合料中搅拌均匀,得棒头泥料;
(4)将棒头泥料在60℃下烘干至挥发分为0.9%;
(5)将烘干后的棒头泥料与棒身材料分别加入到模具中,在塞棒渣线部位复合镁碳材料,然后等静压中压制成型,压制压力为110MPa,即可制得整体塞棒样品;
其中镁碳材料由按重量百分比计的以下原料混合而成:氧化镁87%,碳9%,抗氧化剂4%,抗氧剂为碳化硼;
(6)将整体塞棒样品在220℃温度下干燥,真空烧成,烧成温度为1150℃,保温3小时,然后按照图纸对塞棒进行加工,对棒头部位进行预处理,即先用压缩空气对表面灰尘进行清理,利用酒精或水对棒头清洗,清洗后在120℃温度下干燥,然后喷涂防氧化涂层,即得产品。
实施例7
回收料是将钢厂回收的水口残砖粉碎成粒径≤2mm制备而成;电熔镁砂是由粒度为0.5-1mm、0.2-0.5mm和0.1-0.2mm的电熔镁砂按重量比2:1:1混合而成;尖晶石的粒径为200目,其中石墨为鳞片石墨,纯度≥99%,粒径为60目;其中酚醛树脂残碳≥35%,粒径为160目;金属硅、金属铝纯度≥98%,粒径为250目;碳化硼、氮化硼、氮化硅纯度≥95%,粒径为200目。
一种连铸用整体塞棒的生产工艺,包括以下步骤:
(1)将除酚醛树脂以外棒头原料充分混合均匀,得到混合料,在酚醛树脂中加入酚醛树脂总量50%的溶剂稀释树脂,得到稀释树脂,其中溶剂为乙醇和乙二醇按重量比1.5:1混合而成;
(3)将稀释树脂加入混合料中搅拌均匀,得棒头泥料;
(4)将棒头泥料在65℃下烘干至挥发分为1.0%;
(5)将烘干后的棒头泥料与棒身材料分别加入到模具中,在塞棒渣线部位复合镁碳材料,然后等静压中压制成型,压制压力为120MPa,即可制得整体塞棒样品;
其中镁碳材料由按重量百分比计的以下原料混合而成:氧化镁88%,碳8%,抗氧化剂4%,所述抗氧剂为金属硅;
(6)将整体塞棒样品在260℃温度下干燥,真空烧成,烧成温度为1100℃,保温4小时,然后按照图纸对塞棒进行加工,对棒头部位进行预处理,即先用压缩空气对表面灰尘进行清理,利用酒精或水对棒头清洗,清洗后在130℃温度下干燥,然后喷涂防氧化涂层,即得产品。
实施例8
实施例8塞棒原料配方见表1,其余参数均与实施例7相同。
对比例1
对比例1与实施例8中棒身和棒头原料配方相同,其不同之处在于制备工艺有所调整,具体如下:
一种连铸用整体塞棒的生产工艺,包括以下步骤:
(1)将除酚醛树脂以外棒头原料充分混合均匀,得到混合料,在酚醛树脂中加入酚醛树脂总量50%的乙醇稀释树脂,得到稀释树脂;
(3)将稀释树脂加入混合料中搅拌均匀,得棒头泥料;
(4)将棒头泥料在65℃下烘干至挥发分为1.0%;
(5)将烘干后的棒头泥料与棒身材料分别加入到模具中,然后等静压中压制成型,压制压力为120MPa,即可制得整体塞棒样品;
(6)将整体塞棒样品在260℃温度下干燥,真空烧成,烧成温度为1100℃,保温4小时,后喷涂防氧化涂层,即得产品。
对比例2
对比例1与实施例7中棒身和棒头原料配方相同,其不同之处在于制备工艺有所调整,具体如下:
一种连铸用整体塞棒的生产工艺,包括以下步骤:
(1)将除酚醛树脂以外棒头原料充分混合均匀,得到混合料,在酚醛树脂中加入酚醛树脂总量50%的溶剂稀释树脂,得到稀释树脂,其中溶剂为乙醇和乙二醇按重量比1.5:1混合而成;
(3)将稀释树脂加入混合料中搅拌均匀,得棒头泥料;
(4)将棒头泥料在65℃下烘干至挥发分为1.0%;
(5)将烘干后的棒头泥料与棒身材料分别加入到模具中,然后等静压中压制成型,压制压力为120MPa,即可制得整体塞棒样品;
(6)将整体塞棒样品在260℃温度下干燥,真空烧成,烧成温度为1100℃,保温4小时,然后按照图纸对塞棒进行加工,对棒头部位进行预处理,即先用压缩空气对表面灰尘进行清理,利用酒精或水对棒头清洗,清洗后在130℃温度下干燥,然后喷涂防氧化涂层,即得产品。
表1 实施例1-8棒身和棒头原料以及配比(重量百分比)
性能测试参数
对本发明实施例1-8制备塞棒棒头的物理性能进行测试,测试数据见表2所示。
表2 实施例1-8棒头性能测试数据
由表2可知,本发明实施例1-8制备的塞棒棒头的体积密度为2.75-2.90g/cm3,常温抗折强度为12-15Mpa,显气孔13-15%,使用寿命可达15-20小时。
对比例1中塞棒的配方与实施例8相同,不同之处是调整了实施例8的制备工艺:1、溶剂酚醛树脂的溶剂采用乙醇,2、塞棒渣线部位没有复合镁碳材料,3、没有对棒头部位进行预处理;结果对比例1的棒头的性能和使用寿命都大大降低;而对比例2与实施例8的不同在于塞棒渣线部位没有复合镁碳材料,对比例2的棒头的性能和使用寿命都比实施例8低,但是比对比例1要好,说明在塞棒渣线部位复合镁碳材料可延长棒头的使用寿命,采用本发明的配方和制备工艺制备的塞棒棒头的性能和使用寿命均得到大大的提升。
最后说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换,只要不脱离本发明技术方案的精神和范围,均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (7)
1.一种连铸用整体塞棒,由棒身和棒头组成,其特征在于:棒身由按重量百分比计的以下原料制备:鳞片石墨18-21%、棕刚玉15-18%、高铝矾土10-15%、回收料45-55%和铝粉1-2%,外加上述成分总量8-12%的酚醛树脂;所述棒头由按重量百分比计的以下原料制成:电熔镁砂35-50%、尖晶石25-35%、鳞片石墨5-15%、金属硅2-5%、金属铝0.5-5%、碳化硼0.5-5%、氮化硼0.5-5%和氮化硅0.5-3%,外加上述成分总量5-15%的酚醛树脂;
所述回收料是将钢厂回收的废塞棒或水口残砖粉碎成粒径≤2mm制备而成;
所述电熔镁砂是由粒度为0.5-1mm、0.2-0.5mm和0.1-0.2mm的电熔镁砂按重量比2-4:1-3:4-6混合而成;
所述金属硅、金属铝纯度≥98%,粒径为200-325目;所述碳化硼、氮化硼、氮化硅纯度≥95%,粒径为200-325目。
2.根据权利要求1所述的一种连铸用整体塞棒,其特征在于:所述尖晶石的粒径为180-325目,所述鳞片石墨纯度≥99%,粒径为50-100目。
3.根据权利要求1所述的一种连铸用整体塞棒,其特征在于:所述酚醛树脂残碳≥35%,粒径为120-200目。
4.一种如权利要求1所述的连铸用整体塞棒的生产工艺,其特征在于:包括以下步骤:
(1)将除酚醛树脂以外棒头原料充分混合均匀,得到混合料,在酚醛树脂中加入酚醛树脂总量50-60%的溶剂稀释树脂,得到稀释树脂;
(3)将稀释树脂加入混合料中搅拌均匀,得棒头泥料;
(4)将所述棒头泥料在60-80℃下烘干至挥发分为0.9-1.2%;
(5)将烘干后的棒头泥料与棒身材料分别加入到模具中,在塞棒渣线部位复合镁碳材料,在等静压中压制成型,压制压力为100-120MPa,即可制得整体塞棒样品;
(6)所述整体塞棒样品在150-260℃温度下干燥,真空烧成,烧成温度为1050-1150℃,保温2-4小时,然后按照图纸对塞棒进行加工,对棒头部位进行预处理,然后喷涂防氧化涂层,即得产品。
5.根据权利要求4所述的连铸用整体塞棒的生产工艺,其特征在于:所述步骤(1)中溶剂为乙醇和乙二醇按重量比1-2:1混合而成。
6.根据权利要求4所述的连铸用整体塞棒的生产工艺,其特征在于:所述步骤(5)中镁碳材料包括按重量百分比计的以下原料:氧化镁80-90%,碳8-12%,抗氧化剂4-6%,所述抗氧剂为金属硅、碳化硼或金属铝中的一种或几种。
7.根据权利要求4所述的连铸用整体塞棒的生产工艺,其特征在于:所述步骤(6)中预处理为:先用压缩空气对表面灰尘进行清理,利用酒精或水对棒头清洗,清洗后在110-130℃温度下干燥。
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