[发明专利]一种连铸用整体塞棒及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及炼钢用耐火材料技术领域，特别涉及一种连铸用整体塞棒及其制备方法。

背景技术

塞棒作为连铸三大件(塞棒、长水口、浸入式水口)之一，安装于中间包，与内装式浸入式水口或中间包上水口配合，在连铸工艺中控制钢水从中间包到结晶器流量，以保证结晶器中钢液面的稳定和连铸工艺、质量的稳定。

塞棒在使用过程中经受高温钢液的热冲击和控流时滑动面的磨损，需要具有良好的抗热震性、抗剥落性和抗侵蚀性，以保证在苛刻使用条件下的安全可靠性和较高的使用寿命。

在塞棒材质选择上，与浸入式水口碗部材质一致，以保证安全使用为第一要素，一旦发生塞棒的棒头和上水口配合不严而产生泄露、或者出现开裂、断棒现象，将会导致连铸异常终浇甚至漏钢、溢钢等恶性是事故的发生。

组合式塞棒的袖砖和塞头采用不同的配料组成，通过钢结构控制杆(棒芯)组合安装后使用，更容易造成塞棒头脱落，塞棒开裂等异常，使用寿命不长且不稳定，不适宜作为长时间连续浇注的控流装置。

采用整体塞棒能够有效延长塞棒的使用寿命，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。为提高整体塞棒的使用寿命，根据所浇注钢种的不同，棒头可采用Al₂O₃-C质、MgO-C质或ZrO₂-C质材料，当真空度较高时，MgO会与C反应，造成棒头侵蚀加快；钢液Ca含量高时，与Al₂O₃反应，加快棒头冲蚀，不能长时间连铸；ZrO₂-C质塞棒普遍适用于浇铸各种钢，但原料成本较高，价格昂贵，使用受到限制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种连铸用整体塞棒及其制备方法，碳化硅材料具有强的共价键结合特性，赋予它具有良好的稳定性；同时具有仅次于金刚石的硬度，赋予它优良的耐磨性，同时具有较高的高温强度、高热导率、低的膨胀系数以及良好的抗热震性能，使它成为具有优异的高温性能、低膨胀、耐磨损、耐腐蚀的耐火材料。本发明利用碳化硅材料耐高温性能好，抗震性能和抗侵蚀性能优异的特点，取代其中的部分氧化物，实现碳化硅整体塞棒使用寿命的有效延长，从而保证连铸过程的长时间安全、稳定运行。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

本发明制备的连铸用整体塞棒的棒身采用Al₂O₃-C材质，棒头采用SiC-C材质。棒头的主要原料为碳化硅，石墨，氮化铝等，并采用酚醛树脂为结合剂。塞棒的制备工艺为将棒身和棒头的原料按比例分别混好后，采用等静压成型，坯体经900℃～1000℃烘烤制得碳化硅整体塞棒。本发明制备的碳化硅整体塞棒具有抗熔渣侵蚀能力强、热震稳定性好、强度高、抗冲刷、耐高温等特点，使用寿命在12小时以上，能够满足多炉连铸性能要求和产品质量要求。

具体地，本发明的一种连铸用整体塞棒，其包括：

棒头，其成分质量百分含量为：

粒度不大于1mm SiC颗粒55～65％，

粒度不大于325目SiC粉12～15％，

粒度不大于325目石墨粉20～25％，

粒度不大于325目AlN粉2～4％，

粒度不大于325目Si粉1～3％，

酚醛树脂外加4～7％，其添加量为按前述棒头成分总量计算的百分含量；

棒身，其成分质量百分含量为：

粒度不大于1mm含铝原料颗粒55～65％，

粒度不大于325目含铝原料粉15～20％，

粒度不大于325目石墨粉20～25％，

酚醛树脂外加4～7％，其添加量为按前述棒身成分总量计算的百分含量。

进一步，所述的含铝原料为白刚玉、棕刚玉、亚白刚玉或高铝矾土中的一种。

所述的酚醛树脂为液态热固性酚醛树脂。

本发明的一种连铸用整体塞棒的制备方法，将棒头和棒体的原料按上述比例配合好后，用造粒机分别进行混练造粒，原料干燥后采用等静压机成型，棒头和棒体原料分两次加入模具，压制得坯体经900℃～1000℃还原气氛中(一氧化碳的浓度高于氧气的浓度)烘烤即得碳化硅整体塞棒。

本发明的有益效果是：