[发明专利]一种钛酸铝莫来石复合整体塞棒及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于炼钢用耐火材料技术领域，涉及一种钛酸铝莫来石复合整体塞棒及其制备方法。

背景技术

目前连铸中间包一般采用整体塞棒和浸入式水口作为控流系统，如有连铸机采用了塞棒和滑板的双保险控流方式，也有连铸机采用了开浇管滑板控流方式，或塞棒控流方式。随着对结晶器流场的分析，对铸坯夹渣控制等方面的研究的深入，塞棒控流方式逐步成为下一步铸机控流方式改进的潮流，对整体塞棒的抗氧化和抗冲刷以及稳定性的要求大幅提高。

整体塞棒一般为碳结合氧化物-石墨复合材料，塞棒本体为铝碳材料，棒头根据需要选取铝碳材料、锆碳材料、镁碳材料、尖晶石碳材料。由于含碳材料具有较好的抗热震性和抗剥落性，但在抗氧化、抗钢液冲刷性方面的不足，在使用寿命的进一步提高上有一定的局限性，难以适应连铸技术的发展。特别是在连铸高氧钢时，碳的过度氧化使含碳棒头严重侵蚀而不适用。同时，含碳材料的侵蚀也会对钢坯产生增碳，增加钢种产生夹杂的危险，尤其是对冶炼高品质钢，如汽车板钢不利。由于碳在钢水中有较高的溶解度，当棒头与钢水接触时会发生脱碳现象，造成棒头表面粗糙，使得钢水中的夹杂物以粘附在棒头表面，容易产生结瘤现象。而且棒体和棒头由于成分相差较大，造成材质热膨胀系数相差也较大，在生产和使用过程中，容易产生棒头脱落现象，容易引发各类事故。

发明内容

针对目前连铸中间包用整体塞棒中存在的材质和结构问题，以及塞棒控流多炉连浇的要求，本发明的目的在于提供一种钛酸铝莫来石复合整体塞棒及其制备方法，在棒体和棒头采用同种材质-钛酸铝和莫来石复合制备整体塞棒，这种塞棒不但整体结构性优异，而且避免了因采用含碳材料而产生的氧化问题，具有较高的抗钢液侵蚀性和较长的使用寿命，即可解决袖砖式塞棒头脱落，塞棒开裂的问题，同时也为浇注高氧、超低碳钢种创造条件，也为实施浸入式水口快换后塞棒的使用寿命的保证创造条件。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种钛酸铝莫来石复合整体塞棒整体塞棒棒体和棒头采用同种材质，其成分质量百分比为：粒度1～3mm莫来石颗粒15～25％，粒度1～3mm钛酸铝颗粒5～15％，粒度不大于1mm莫来石颗粒10～20％，粒度不大于1mm钛酸铝颗粒15～25％，粒度不大于325目钛酸铝粉10～16％，粒度不大于325目莫来石粉19～25％，结合剂外加3～5％，其添加量为按前述成分总量计算的百分含量。

进一步，所述的钛酸铝为电熔钛酸铝，钛酸铝中组分质量百分含量为Al₂O₃≥53％，TiO₂≥42％。

所述的莫来石为电熔莫来石，电熔莫来石中组分质量百分含量为Al₂O₃+SiO₂≥97％。

所述的结合剂为黄糊精或木质素或纸浆废液中的一种。

本发明的钛酸铝莫来石复合整体塞棒的制备方法，先将原料中的钛酸铝粉料和莫来石粉料进行预混制成混合粉，再按颗粒→结合剂→混合粉的加料顺序进行混练，困料后压制成型，砖坯经干燥后经1500℃～1550℃烧成。

成型过程在等静压机上进行，成型压力为110～120MPa。

本发明的有益效果

本发明制备的整体塞棒棒体和棒头的整体结合性好，由于引入高质量电熔钛酸铝，使之具有优异抗热震性能的同时，具有较强的抗冲刷性能、较强的抗钢水侵蚀能力和抗渣蚀能力，在用于连铸生产时有较长的使用寿命，能满足了连续浇钢日益提高的长时间、高效率的连铸要求，更适用于低碳钢和纯净钢生产。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明。

实施例1

本实施例中钛酸铝莫来石复合整体塞棒采用的原料及质量百分含量为1～3mm莫来石颗粒25％，1～3mm钛酸铝颗粒5％，不大于1mm莫来石颗粒20％，不大于1mm钛酸铝颗粒15％，不大于325目钛酸铝粉10％，不大于325目莫来石粉25％，外加黄糊精3％。

制备工艺为：先将原料中的钛酸铝粉料和莫来石粉料进行预混制成混合粉，再按颗粒→结合剂→混合粉的加料顺序进行混练，困料后压制成型，成型压力为120MPa，砖坯经干燥后经1500℃烧成。

实施例2

本实施例中钛酸铝莫来石复合整体塞棒采用的原料及质量百分含量为1～3mm莫来石颗粒15％，1～3mm钛酸铝颗粒15％，不大于1mm莫来石颗粒10％，不大于1mm钛酸铝颗粒25％，不大于325目钛酸铝粉16％，不大于325目莫来石粉19％，外加木质素4％。