镁铝尖晶石复合免烧塞棒及生产工艺.pdf

本发明镁铝尖晶石复合免烧塞棒，其棒头组成原料为：18-36#镁铝尖晶石15-25％、70-120#镁铝尖晶石20-30％、325#镁铝尖晶石30-35％，石墨粉8-12％，防氧化剂1.5-3.5％，酚醛树脂2-4％和免烧剂3-7％；其棒体组成原料为：18-120#α-刚玉骨料35-50％，α-刚玉粉25-35％，石墨粉20-30％，氧化铝粉1-3％，免烧剂1-5％和酚醛树脂3-5％。本发明加入特殊组成的免烧剂，成型后经低温烘烤而成。产品具有抗熔渣浸蚀能力强，热震稳定性好，强度高、耐浸蚀、抗冲刷、耐高温、使用寿命长、生产成本低等特点，而且节约能源，能满足多炉连铸性能要求和产品质量要求。

1、  一种镁铝尖晶石复合免烧塞棒，其特征在于：
其棒头组成原料的重量配比为：
18—36#镁铝尖晶石15—25％、70—120#镁铝尖晶石20—30％、325#镁铝尖晶石30—35％，石墨粉8—12％，防氧化剂1.5—3.5％，液体酚醛树脂2—4％和免烧剂3—7％；
其棒体组成原料的重量配比为：
18—120#α-刚玉骨料35—50％，α-刚玉粉25—35％，石墨粉20—30％，氧化铝粉1—3％，免烧剂1—5％和液体酚醛树脂3—5％。

2、  根据权利要求1所述的镁铝尖晶石复合免烧塞棒，其特征在于棒头以及棒体的组成原料中的免烧剂的重量组成为，以免烧剂原料总量为100％计：氧化铝粉30～40％、碳化硼10～15％、固体酚醛树脂5～10％和金属硅粉45～55％。

3、  根据权利要求1所述的镁铝尖晶石复合免烧塞棒，其特征在于棒头组成原料中的防氧化剂为碳化硅或金属硅粉。

4、  一种生产权利要求1所述镁铝尖晶石复合免烧塞棒的工艺，其特征在于按原料配比配好后，用造粒机将棒体，棒头分别混练，干燥达到一定的挥发份1.1—1.4wt％，用冷等静压机经115MPa—135MPa压制复合成型，后经由室温至200℃低温烘烤而成。

镁铝尖晶石复合免烧塞棒及生产工艺
技术领域
本发明属于冶金用品，具体的说是一种在钢铁连铸生产中使用的塞棒。
背景技术
整体塞棒作为钢铁连铸的三大件之一，其作用是控制钢水从中间包到结晶器的流量，以保证钢水在结晶器中液面稳定和连铸工艺的稳定。目前，国外对于钢铁连铸用塞棒耐火材料的研究不是很多，而国内有关钢铁连铸用塞棒的产品技术不少，就塞棒材质和使用特性而言，归纳起来主要有以下类型：
1、以高档电熔刚玉、鳞片石墨为主要原料，加入抗氧化剂和特殊的添加剂制成铝碳质塞棒，棒头材质以Al₂O₃-C为主，适用于浇铸铝镇静钢。
2、以高档电熔镁砂、鳞片石墨为主要原料，棒头材质以MgO-C为主，适用于浇铸钙处理钢。
3、用铝碳、镁碳复合成整体塞棒，头部用镁碳材料与棒身铝碳材料进行复合，适用于钙处理钢。
4、用高纯石墨和三氧化二铝为主要原料，加入添加剂、结合剂，采用等静压机成型，埋炭烧结而成，适用于浇铸铝镇静钢。
上述塞棒材质不外乎由Al₂O₃、MgO和石墨三种基本原料组成。
5、用氧化锆和石墨复合成塞棒，这种ZrO₂-C材质的塞棒普遍适用于浇铸各种刚，但由于氧化锆价格十分昂贵，一般很少使用。
就塞棒耐火材料的生产工艺而言，上述材质的塞棒其生产工艺多为等静压成型、埋炭烧结而成，不仅耗费能源，而且污染环境。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种镁铝尖晶石复合免烧塞棒及生产工艺，产品在满足连铸性能要求和产品质量要求的前提下，可使产品性能大有提高，并且降低生产成本，生产工艺节能环保。
本发明镁铝尖晶石复合免烧塞棒，其特征在于：
其棒头组成原料的重量配比为：
18—36#镁铝尖晶石15—25％、70—120#镁铝尖晶石20—30％、325#镁铝尖晶石30—35％，石墨粉8—12％，防氧化剂1.5—3.5％，液体酚醛树脂2—4％和免烧剂3—7％；
其棒体组成原料的重量配比为：
18—120#α-刚玉骨料35—50％，α-刚玉粉25—35％，石墨粉20—30％，氧化铝粉1—3％，免烧剂1—5％和酚醛树脂3—5％。
棒头以及棒体的组成原料中的免烧剂的重量组成为，以免烧剂原料总量为100％计：氧化铝粉30～40％、碳化硼10～15％、固体酚醛树脂5～10％和金属硅粉45～55％。
棒头组成原料中的防氧化剂优选采用碳化硅或金属硅粉。
氧化铝粉一般采用325#氧化铝粉。
生产上述镁铝尖晶石复合免烧塞棒的工艺，是按原料配比配好后，用造粒机将棒体，棒头分别混练，干燥达到一定的挥发份(该挥发份指在250℃下的挥发量)1.1—1.4wt％，用冷等静压机经115MPa—135MPa压制复合成型，后经由室温至200℃低温烘烤而成，一般烘烤16～20小时。
本发明镁铝尖晶石复合免烧塞棒的生产工艺因加入免烧剂，在高压成型后经200℃低温烘烤即可。其它工艺操作步骤同已有技术。其中棒头和棒体的结合段的复合料是用棒头和棒体的合格泥料各取同等重量混匀而成。
本发明的优点：
本发明以镁铝尖晶石为主要原料，尤其是棒头原料，在生产工艺上，将镁铝尖晶石与刚玉复合在一起，加入特殊组成的免烧剂，成型后经过低温烘烤而成。产品具有抗熔渣浸蚀能力强，热震稳定性好，强度高、耐浸蚀、抗冲刷、耐高温(熔点可达2135℃)、使用寿命长等性能特点，而且节约能源，减少有害气体的排放，改善工人操作环境。生产成本低，与同类产品相比，可节约成本14％，既能适用于铝镇静钢、硅镇静钢，也能适用于钙处理钢等钢种的浇铸，同时能满足多炉连铸性能要求和产品质量要求。
镁铝尖晶石复合免烧塞棒的主要技术指标为：
         棒头      棒体     单位
耐压     ≥22.5    ≥10     Mpa
抗折     ≥6.0     ≥5.0    Mpa
体积密度 ≥2.6     ≥2.5    g/cm³
热抗震性 ≥5       ≥5      次(1100℃～水冷)
显气孔率 ≤18      ≤15     ％
具体实施方式
以下结合实施例说明本发明，但不限制本发明。实施例中的百分数未作特别说明，均指重量百分数。
实施例1：
棒头组成原料的重量配比为：
18#(指的是粒度要求)镁铝尖晶石22％、100#镁铝尖晶石26％、325#镁铝尖晶石32％，石墨粉10％，防氧化剂(碳化硅)3％，液体酚醛树脂4％和免烧剂3％；
棒体组成原料的重量配比为：
100#α-刚玉骨料40％，α-刚玉粉(325#)30％，石墨粉25％，氧化铝粉1％，免烧剂1％和液体酚醛树脂3％。
其中免烧剂的重量组成为，以免烧剂原料总量为100％计：氧化铝粉35％、碳化硼15％、固体状酚醛树脂5％和金属硅粉45％。
按照本发明所述的生产工艺生产。
实施例2：
棒头组成原料的重量配比为：
36#(指的是粒度要求)镁铝尖晶石15％、70#镁铝尖晶石30％、325#镁铝尖晶石35％，石墨粉8％，防氧化剂(碳化硅)2.5％，液体酚醛树脂2.5％和免烧剂7％；
棒体组成原料的重量配比为：
18#α-刚玉骨料44％，α-刚玉粉(325#)25％，石墨粉20％，氧化铝粉3％，免烧剂3％和液体酚醛树脂5％。
其中免烧剂的重量组成为，以免烧剂原料总量为100％计：氧化铝粉40％、碳化硼10％、固体状酚醛树脂5％和金属硅粉45％。
按照本发明所述的生产工艺生产。
实施例3：
棒头组成原料的重量配比为：
22#(指的是粒度要求)镁铝尖晶石25％、120#镁铝尖晶石20％、325#镁铝尖晶石30％，石墨粉12％，防氧化剂(金属硅粉)3％，液体酚醛树脂4％和免烧剂67％；
棒体组成原料的重量配比为：
60#α-刚玉骨料50％，α-刚玉粉(325#)25％，石墨粉20％，氧化铝粉1％，免烧剂1％和液体酚醛树脂3％。
其中免烧剂的重量组成为，以免烧剂原料总量为100％计：氧化铝粉30％、碳化硼10％、固体状酚醛树脂10％和金属硅粉50％。
按照本发明所述的生产工艺生产。
实施例1～3得到的镁铝尖晶石复合免烧塞棒的主要技术性能以及与国内外同类产品(青岛中齐是指山东中齐耐火材料有限公司，日本黑崎是指日本黑崎株式会社)的技术性能见下表：

由上表对比可以看出，本发明产品均达到了国内外领先水平。