專利名稱：組合式塞棒棒頭的配方及制作方法
技術領域：
本發明屬于冶金用品，具體地說是一種在連鑄生產中使用的塞棒，其棒頭的制作配方及方法。
背景技術：
塞棒主要用于連鑄中間包，操作時起控制鋼水流量及開閉作用，還可通過中孔向中間包水口吹氬，起到凈化鋼水和防止水口堵塞的作用。在連鑄生產過程中，塞棒的棒頭部是控制鋼水流量的關鍵部位。現有塞棒的棒頭和棒身為整體復合式，棒頭和棒身分別以適合的不同材料，以酚醛樹脂作為結合劑，經混合生產棒頭泥料和棒身泥料，再復合裝在橡膠模具中，在125MPa于等靜壓中成型，制成整體塞棒后，經過干燥、埋碳還原燒成、機加工外形尺寸、噴涂防氧化涂層并干燥；最后包裝入庫。
為了使棒頭和棒身泥料裝在橡膠模復合加工后結合牢固，使用的原材料必須接近；由于棒頭和棒身是整體加工，所以生產工藝是一致的。使用中，由于塞棒的棒頭頂部在高溫下受侵蝕、沖刷嚴重，特別是澆鑄某些特殊的如錳鋼、高氧鋼等鋼種時更是如此，常因無法控制鋼流速度而使整體塞棒報廢，塞棒的快速報廢影響了鋼材的生產的正常進行和企業的經濟效益。整體塞棒無法解決棒頭部高溫下長時間受侵蝕、抗沖刷、高效率的連鑄要求，而且使用中，在高溫下因熱膨脹應力容易產生棒頭從棒身上脫落的現象。
將塞棒的棒頭和棒身分開制作，對棒頭進行單獨配料、制作加工處理，再與棒身進行機械式結合，是提高塞棒的使用性能、避免因棒頭和棒身材質的差別產生脫落現象、達到高效使用的有效方式。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是，克服現有整體塞棒不能解決其棒頭部在受侵蝕、沖刷嚴重，以及使用中棒頭易從棒身上脫落的問題，采取單獨制作耐侵蝕和沖刷、可與棒身機械結合的棒頭，提供一種組合式塞棒棒頭的配方及制作方法。
為了解決現有技術存在的上述問題，本發明塞棒棒頭的原料組分重量配比份數為棕剛玉顆粒(顆粒直徑5-1mm) 25～40棕剛玉顆粒(顆粒直徑1-0.1mm)10～20白剛玉細粉(顆粒直徑325目) 10～20鎂鋁尖晶石細粉 5～15石墨粉 8～12輕燒氧化鋁粉 5～10防氧化劑 3～10酚醛樹脂 5～8。
上述防氧化劑為金屬鋁粉、硅粉、碳化硅粉三種材料中的任意一種，或者金屬鋁粉、硅粉、碳化硅粉以任意重量配比份數的復合。
本發明的另一種原料組分重量配比份數為棕剛玉顆粒(顆粒直徑5-1mm) 28～35棕剛玉顆粒(顆粒直徑1-0.1mm)12～18白剛玉細粉(顆粒直徑325目) 13～17鎂鋁尖晶石細粉 8～12石墨粉 10～11
輕燒氧化鋁粉 6～8防氧化劑 5～9。
酚醛樹脂 6～7上述防氧化劑為金屬鋁粉、硅粉、碳化硅粉三種材料中的任意一種，或者金屬鋁粉、硅粉、碳化硅粉以任意重量配比份數的復合。
本發明的原料組份重量份數的最佳配比為棕剛玉顆粒(顆粒直徑5-1mm) 30棕剛玉顆粒(顆粒直徑1-0.1mm)15白剛玉細粉(顆粒直徑325目) 15鎂鋁尖晶石細粉 10石墨粉 9輕燒氧化鋁粉 7防氧化劑 6酚醛樹脂 7。
上述防氧化劑為金屬鋁粉、硅粉、碳化硅粉三種材料中的任意一種，或者為金屬鋁粉、硅粉、碳化硅粉以任意重量配比份數的復合。
本發明用上述物料配制塞棒棒頭的制作方法是將上述物料混合后填入模具內，用200-500噸摩擦壓力機成型，在1350～1550℃高溫窯爐內燒結制成。
本發明的優點和積極效果是，上述材料經配制、摩壓成型、高溫燒結工藝制成的塞棒棒頭，形成了良好的β-SiC和α-Al2O3網絡陶瓷結合，提高了材質結合強度，增強了制品高溫使用性能。由于高溫燒成后的β-SiC以晶須狀充填在磚結構的空隙中，使氣孔變小，加強了骨料顆粒之間，骨料顆粒與基質之間的結合，因而提高了材料的強度和耐磨性；同時β-SiC晶須狀結構的存在阻礙了制品裂紋的擴展，提高了制品的斷裂韌性和強度，改善了材質的熱震穩定性能。α-Al2O3在高溫下自燒結結合對磚體顆粒起到了鉚固的作用，增加了制品抗鋼水沖刷性能，。
現將摩擦壓力機成型與等靜壓成型的塞棒棒頭，在常溫下的物理指標對比見表1表1
較低的氣孔率有效地阻礙了高溫下鋼水對材質的滲透，極大地提高了塞棒棒頭的抗侵蝕性能。
用上述原料配比及方法生產的塞棒棒頭在某煉鋼廠試進行了試驗，試驗數量50支，澆鑄鋼種為40Mn、高氧鋼，采用對比使用試驗。試驗產品用在中間包1流、2流，原生產產品用在3流、4流，試驗產品連澆爐數最高16爐，控流穩定，使用后棒頭沖蝕面弧面完整，無溝槽，無平頭等嚴重沖蝕現象；原生產產品沖蝕嚴重，使用后在10爐左右出現關不住現象。通過試驗可以看到試驗產品的抗侵蝕性能比原產品提高了50％以上，由原來的平均澆注10爐左右，提高到15爐以上，充分顯示改進后組合塞棒棒頭優良的抗侵蝕性能。
總之，用上述配方和方法生產的塞棒棒頭與棒身組合后，提高了棒頭在高溫下長時間受侵蝕、抗沖刷的能力，以及解決了現有塞棒在高溫下因熱膨脹應力產生棒頭和棒身的分離現象，適應了高效率的連鑄要求，維持了生產的正常進行，提高了企業的經濟效益。
具體實施例方式
下面結合實施例對本發明作進一步詳述。
實施例一本發明棒頭的原料組分重量配比為(公斤)棕剛玉顆粒(顆粒直徑5-1mm) 28棕剛玉顆粒(顆粒直徑1-0.1mm)10白剛玉細粉(顆粒直徑325目) 10鎂鋁尖晶石細粉 8石墨粉 9輕燒氧化鋁粉 5防氧化劑 4酚醛樹脂 5。
上述防氧化劑為金屬鋁粉、硅粉、碳化硅粉三種材料中的任意一種，或者金屬鋁粉、硅粉、碳化硅粉以任意重量配比份數的復合。所述金屬鋁粉、硅粉、碳化硅粉以任意重量配比份數的復合，即可以是三種材料以任意重量配比份數的復合，或者是兩種材料以任意重量配比份數的復合。
本發明用上述物料配制塞棒棒頭的制作方法是，將上述物料混合后填入模具內，用200-500噸摩擦壓力機壓制成型，在1350～1550℃的高溫窯爐內燒結。
實施例二本發明塞棒棒頭的原料組分重量配比為(公斤)
棕剛玉顆粒(顆粒直徑5-1mm) 38棕剛玉顆粒(顆粒直徑1-0.1mm)20白剛玉細粉(顆粒直徑325目) 20鎂鋁尖晶石細粉 14石墨粉 12輕燒氧化鋁粉 10防氧化劑 9酚醛樹脂 8。
上述防氧化劑同于實施例一。
上述物料配制塞棒棒頭的制作方法同實施例一。
實施例三本發明塞棒棒頭的原料組分重量配比為(公斤)棕剛玉顆粒(顆粒直徑5-1mm) 30棕剛玉顆粒(顆粒直徑1-0.1mm)15白剛玉細粉(顆粒直徑325目) 15鎂鋁尖晶石細粉 10石墨粉 9輕燒氧化鋁粉 7防氧化劑 6酚醛樹脂 7。
上述防氧化劑同于實施例一。
上述物料配制塞棒棒頭的制作方法同實施例一。
權利要求
1.一種組合式塞棒棒頭的配方，其特征在于塞棒棒頭的原料組分重量配比份數為棕剛玉顆粒(顆粒直徑5-1mm) 25～40棕剛玉顆粒(顆粒直徑1-0.1mm)10～20白剛玉細粉(顆粒直徑325目) 10～20鎂鋁尖晶石細粉 5～15石墨粉 8～12輕燒氧化鋁粉 5～10防氧化劑 3～10酚醛樹脂 5～8。
2.如權利要求1所述的組合式塞棒棒頭的配方，其特征在于本發明的原料組分重量配比份數為棕剛玉顆粒(顆粒直徑1-0.1mm) 12～18白剛玉細粉(顆粒直徑325目) 13～17鎂鋁尖晶石細粉8～12石墨粉10～11輕燒氧化鋁粉 6～8防氧化劑 5～9酚醛樹脂 6～7。
3.如權利要求1所述的組合式塞棒棒頭的配方，其特征在于本發明的原料組分重量配比份數為棕剛玉顆粒(顆粒直徑5-1mm) 30棕剛玉顆粒(顆粒直徑1-0.1mm) 15白剛玉細粉(顆粒直徑325目) 15鎂鋁尖晶石細粉 10石墨粉 9輕燒氧化鋁粉 7防氧化劑 6酚醛樹脂 7。
4.如權利要求1、2或3所述的組合式塞棒棒頭的制作方法，其特征在于所述防氧化劑為金屬鋁粉、硅粉、碳化硅粉三種材料中的任意一種。
5.如權利要求1、2或3所述的組合式塞棒棒頭的制作方法，其特征在于所述防氧化劑為金屬鋁粉、硅粉、碳化硅粉以任意重量配比份數的復合。
6.如權利要求1、2或3所述的組合式塞棒棒頭的制作方法，其特征在于將上述物料混合后填入模具內，用200-500噸的摩擦壓力機壓制成型，在1350～1550℃的高溫窯爐內燒結。
全文摘要
本發明公開了一種組合式塞棒棒頭的配方及制作方法，是為克服現有整體塞棒不能解決其棒頭部在受侵蝕、沖刷嚴重，以及棒頭和棒身易脫落的問題，將塞棒的棒頭和棒身分開制作，對棒頭進行單獨配料、制作加工處理而提供的，將棕剛玉顆粒等多種原料組分，按不同的量配比，用酚醛樹脂作粘合劑充分混合，填入模具內用200－500噸的摩擦壓力機壓制成型，在1350～1550℃高溫窯爐內燒結制成棒頭，再與棒身機械組合。用上述配方和方法生產的塞棒棒頭，與棒身組合后，提高了棒頭部在高溫下長時間受侵蝕、抗沖刷的能力，以及解決了現有整體塞棒在高溫下因熱膨脹應力產生棒頭和棒身的分離現象，適應了高效率的連鑄要求，維持了生產的正常進行，提高了企業的經濟效益。
文檔編號C04B35/634GK101050104SQ200710015470
公開日2007年10月10日 申請日期2007年4月30日 優先權日2007年4月30日
發明者鄢鳳明, 周永濤, 董文全, 姜富城 申請人:山東中齊耐火材料有限公司