專利名稱：薄帶連鑄用側封板及制造方法
技術領域：
本發明涉及一種薄帶連鑄用側封板及制造方法。
背景技術：
薄帶連鑄就是把鋼水經中間包直接注入兩鑄輥之間，直接軋制成2 IOmm的薄帶。該技術是冶金及材料研究領域內的一項前沿技術，它的出現正在為鋼鐵工業帶來革命性的變化，它改變了傳統冶金工業中薄型鋼材的生產。采用薄帶連鑄技術，將連續鑄造、軋制、甚至熱處理等串為一體，使生產的薄帶坯稍經冷軋就一次性形成工業成品，省略和簡化了生產工序，縮短了生產周期，設備投資也相應減少，產品成本顯著降低，并且薄帶品質不亞于傳統工藝。此外，利用薄帶連鑄技術的快速凝固效應，還可以生產出難以軋制的材料以及具有特殊性能的新材料。側封是為了能在兩鑄輥之間形成液態金屬熔池而在鑄輥兩端添加的防漏裝置，它能起到約束金屬液體，促進薄帶成型，保證薄帶邊緣質量等問題。所以側封技術一直是制約薄帶連鑄技術發展的瓶頸。而其苛刻的工作環境對側封板的抗熱震性、 導熱性、抗侵蝕性、強度、潤滑性都有很高的要求。目前，國內外有各種不同材質制成的側封板，但都存在各方面的問題，有些熱震性較差，有些熱導率較高，容易導致側封板上有冷塊等等。
發明內容
本發明的目的在于提供一種薄帶連鑄用側封板及制造方法。提供的側封板可在特別苛刻的工作壞境下適用，在抗熱震性、導熱性、抗侵蝕性、強度、潤滑性都較佳的側封板， 以替代現有的國外同類產品。為了解決上述技術問題，本發明是通過以下技術方案實現的①主顆粒原料的選擇選擇優質的氮化硼，硼化鋯以及氧化鋯通過加壓，形成一種高密度、低氣孔率的假顆粒作為側封板的主顆粒料。②合理選擇結合劑采用樹脂為結合劑，使側封板具備較高的強度，較好的抗熱震性。通常的結合劑為酚醛樹脂。③利用在高溫窯中埋碳燒成的方式使硼粉與碳反應生成一種極硬的物質-碳化硼，從而來提高側封的強度。④由于成型時采用先造假顆粒的二次成型法，同時細粉量又比較大，為了較好的成型(不產生內部層裂)。下面詳見說明(1)主顆粒料的選擇及粒度范圍的確定，利用氮化硼這種具有較高的熱穩定性和較好的熱導率，同時又易于加工、潤滑性較好等特點的物質再加上硬度較高、抗侵蝕性優異的硼化鋯，組成了一種高溫下性能非常優異的復合材料，同時為了降低由于硼化鋯這種類似金屬的物質在高溫下的脆性斷裂，又引入了氧化鋯來提高其的韌性。為了保證充分的接觸面，提高燒結性所以選擇了粒徑較小的微粉，以上三種物質粒徑都在200目以下(即彡200目)。(2)石墨以及碳纖維的引入，一方面提高了側封板的抗氧化性，另一方面對側封的高溫強度有較大幅度的提高。(3)油浸工藝的引入，在0.5-10MPa壓力下30-90°C和10-50mm汞柱的條件下油浸，將側封板浸在樹脂結合劑中，使樹脂被壓入氣孔中，從而降低側封的氣孔率，繼而使密
度提高。在實際使用過程中，結晶輥的磨損和鋼水的沖刷是一個極其復雜的高溫物理化學過程，它不僅有磨損又有侵蝕，而且為了保護使用時的頂緊裝置，對側封的熱導率也有較高的要求，所以這種材料的要求極其苛刻。本發明的目的在于使用生產定型耐火材料這種傳統常溫成型工藝，再加上高溫燒結，油浸固化等輔助工藝來使得產品能滿足薄帶連鑄系統生產的要求。綜上所述，本發明提供的薄帶連鑄用側封板特征是(1)由于石墨貨碳纖維的加入，使得側封板的抗氧化性以及高溫強度大大提高。(2)在制備工藝過程中高溫反應生產的碳化硼使得側封的耐磨損性大大提高。本發明提供的側封板質量百分組成為氮化硼10-50%，硼化鋯5-35%、氧化鋯 5-25%、硼粉 1-15%、石墨 1-10%、碳纖維 0. 1-5 %。本發明的工藝流程是通過以下步驟實現的1.首先，按配方配比要求嚴格稱量各種原材料；2.先對BN、&4和^O2三種主原料混合后加壓，然后進行破碎，制成假顆粒，作為側封板的主顆粒料；3.在預制備的主顆粒料中加入碳纖維、硼粉和石墨，混合10-15分鐘，待均勻后加入2/3的樹脂結合劑，混合15-20分鐘，再加入細粉料和其余1/3的樹脂，直到料性均勻沒有飛揚，用力攥成團，但不是太濕。4.采用530噸摩擦壓力機二次成型，然后進行干燥。5.干燥完后進行高溫埋碳燒結，使側封強度大大提高。6.進行真空加壓浸漬，然后固化處理以及表面處理。綜上所述，本發明提供的薄帶連鑄用側封特征是在定型耐火材料的基礎之上，通過造粒，加入石墨以及碳纖維，埋碳燒結，真空油浸等各個特殊工藝的進行。使側封的強度、 耐磨性、抗氧化性、熱導率、潤滑性、抗侵蝕性都達到了一定的程度。經過實驗以及現場使用情況對比發現本發明產品的耐磨性以及較好的熱導率已經超過了同類國外產品，而且表面的粘渣較少對薄帶的邊緣平整度很有好處。
圖1 兩種側封使用后對比(A)本發明提供的側封板使用后(圖右)。(B)國外同類產品使用后(圖左)。
具體實施例方式下面通過具體實施例，來進一步闡述本發明的實質性特點和顯著的進步。
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實施例按氮化硼38%，硼化鋯42%，氧化鋯20%先加壓(三種原料均勻為< 200目細粉)，然后破碎造粒成假顆粒，分別為3-lmm顆粒42%，I-Omm顆粒25%，彡200目的細粉 33%，再加入< 200目氮化硼10%，硼粉7%，石墨5%進行配置。按比例將預制備的假顆粒料與碳纖維先混合，待均勻后加入2/3的樹脂結合劑，混合15-20分鐘，再加入細粉料和其余1/3的樹脂，直到料性均勻沒有飛揚，用力攥成團，但不是太濕。采用530噸摩擦壓力機壓制成型，然后進行干燥(溫度100-120°C )。干燥完后進行埋炭燒成(溫度1450_1550°C )，使側封板的強度大大提高。進行真空加壓油浸，然后固化處理對側封板表面進行平整處理經上述工藝制備的側封板與國外同類產品進行基本物理性能常溫耐壓強度，磨損深度，以及熱導率的數據對比，結果如下
權利要求
1.一種薄帶連鑄系統上用的側封板，其特征在于所述側封板的質量百分組成為 氮化硼10-50%，硼化鋯5-35%、氧化鋯5-25%、硼粉1_15%、石墨1_10%、碳纖維0. 1-5%。
2.制作按權利要求1所述的側封板的方法，其特征在于①首先，按組分進行稱料，對氮化硼、硼化鋯和氧化鋯三種原料，混合后加壓，然后破碎制成假顆粒，作為側封板的主顆粒料；②加入碳纖維、硼粉和石墨，混合均勻后加入2/3的樹脂結合劑混合均勻后再加入細粉料和其余1/3的樹脂結合劑；③壓機二次成型、干燥；④埋碳燒結；⑤真空加壓浸漬，然后固化處理，進行平整處理。
3.按權利要求2所述的制作方法，其特征在于使用的樹脂結合劑為酚醛樹脂。
4.按權利要求2所述的制作方法，其特征在于干燥的溫度為100-120°C。
5.按權利要求2所述的制作方法，其特征在于埋碳燒結的溫度為14-1550°C。
6.按權利要求2所述的制作方法，其特征在于所述的真空加壓浸漬條件為真空度 10-50mm毫米汞柱，溫度為30_90°C，壓力為0. 5-IOMPa0
7.按權利要求2所述的制作方法，其特征在于步驟3先混合時間為10-15分鐘，加入 2/3樹脂結合劑后的混合時間為15-20分鐘。
全文摘要
本發明涉及一種薄帶連鑄系統上用的側封板，其特征在于所述的側封板質量百分數組成為氮化硼10-50％，硼化鋯5-35％，氧化鋯5-25％，硼粉1-15％，石墨1-10％，碳纖維0.1-5％。本發明在普通定型耐火材料工藝中先采用造假顆粒然后高溫燒結和油浸等工藝，使得制品的氣孔率和密度得到明顯的改善，在高溫燒結時形成碳化硼這種極硬的物質，從而使強度得到進一步提高。
文檔編號B22D11/06GK102161082SQ20101011236
公開日2011年8月24日 申請日期2010年2月23日 優先權日2010年2月23日
發明者田守信, 許宏杰 申請人:上海柯瑞冶金爐料有限公司