专利名称：多曲线控流整体塞棒及制造方法
技术领域：
本发明属于钢铁连铸控流装置用耐火材料，具体地说涉及钢铁连 铸控流装置用整体塞棒。
背景技术：
国内的钢铁连铸系统普遍采用整体塞棒控流装置。现有整体塞棒 由棒身和棒头两部分复合而成。整体塞棒的棒头是由一条圆弧所形成 的单一棒头，如图1所示，形似"子弹头"，并通过该圆弧的棒头与
之配合的中间包水口完成整个浇注过程。为了保证塞棒具有良好的热 震稳定性和抗沖刷性能，塞棒的棒身一般采用铝碳材料，塞棒的棒头 一般采用高铝碳材料。塞棒棒头与中间包内置水口碗部相配合，塞棒 棒头经钢水冲蚀易出现凹槽或掉块而失去控流作用，由于是单一棒 头，当该棒头损坏后，会导致整体塞棒报废，因而这种整体塞棒的使
用寿命一般在20h左右，并且不具备可重复利用性，所以连铸周期较 短，降低了中间包的实际使用寿命。由于整体塞棒的使用寿命还不足 以达到连铸中间包的使用寿命，如果想延长连铸周期，提高中间包利 用率，这种整体塞棒就不能满足更长时间浇注的需要， 一定程度上限 制了生产效率。随着连铸中间包包料的不断更新和改进，中间包的使 用寿命得到大幅度提高。但是，中间包使用寿命的长短还是要取决于 整体塞棒的使用寿命，只有整体塞棒具有与之相匹配的使用寿命，才 能最大程度的体现出长寿命中间包的使用价值。
发明内容
本发明提供了 一种多曲线控流整体塞棒及制造方法，它可以解决 现有技术存在的整体塞棒的使用寿命短的问题。
为了达到解决上述技术问题的目的，本发明的技术方案是， 一种 多曲线控流整体塞棒，包括棒头和棒身，其特征在于整个棒头是由 多个大小不同的棒头所构成，从棒身到棒头的方向，相邻棒头的圆弧曲线半径是由大变小的。
在本发明的技术方案中，还具有以下技术特征所述棒头数量范 围为2 6个，优选范围为2 4个。
在本发明的技术方案中，还具有以下技术特征所述相邻棒头之 间的结合面为圆弧过渡面。
在本发明的技术方案中，还具有以下技术特征所述多个棒头中 的同 一棒头的圆弧曲线半径相同。
在本发明的技术方案中，还具有以下技术特征所述棒头按如下 用料配比而成，重量比，鳞片石墨5~15%,白刚玉45 ~ 55%,镁铝尖 晶石20 - 30%,抗氧化剂5~10°/。，所述抗氧化剂为SiC、硅粉或碳化 硼中的至少一种。
在本发明的技术方案中，还具有以下技术特征所述棒身按如下 用料配比而成，重量比，鳞片石墨20~30°/。，棕刚玉50 ~ 60°/。，添加 剂10~20°/。，所述添加剂为钾长石、SiC或黏土中的至少一种。 一种上述塞棒的制造方法，所述方法按下述步骤进行 (1 )配制泥料
所述棒身按如下用料配比而成，重量比，鳞片石墨20 - 30%,棕 刚玉50~60%,添加剂10~20%,所述添加剂为钾长石、SiC或黏土中 的至少一种；
所述棒头按如下用料配比而成，重量比，鳞片石墨5~15%，白 刚玉45~55%，镁铝尖晶石20~30%,抗氧化剂5~10%，所述抗氧化 剂为SiC、硅粉或碳化硼中的至少一种； (2 )混练
所述棒身和棒头均采用泥料混练机分另混练，混练时均加入纷醛 树脂做为结合剂，所述酚醛树脂的加入量为棒身、棒头各自泥料重量 的10 ~ 15%,混练时间15 ~ 25min、混练温度40 ~ 50°C 、混练湿度40 ~ 6 0%;
(3) 成型制品
混练后的棒身和棒头的泥料，装入塞棒成型模具中，成型压力 80~120Mpa、成型温度25 35。C、成型湿度40~60%;
(4) 干燥
5成型制品装入干燥格子，干燥温度为200 ~ 220°C 、干燥时间60~
70h;
(5 )烧成
干燥制品装入钢匣钵，添加炭末后在隧道窑内进行烧成，控制烧 成温度范围900 ~ IOO(TC， 200°C ~ 90(TC烧成升温速度控制在20~ 30 。C/h，达到900 ~ IOO(TC后，保温30 ~ 40h，烧成气氛采用无氧》免成；
(6 )力口工
干燥后的制品根据图纸确定的尺寸用机床加工成塞棒成品。 本发明具有以下优点和积极效果
生产50支双棒头的整体塞棒进行试验，结果显示，本发明的使 用寿命明显提高，达到60h以上，而且控流效果良好，完全满足了连 铸生产的需要。
生产10支三棒头的整体塞棒进行试验，结果显示，使用寿命明 显提高，达到80h以上，而且控流效果良好。
图1是现有技术结构图2是本发明多曲线控流整体塞棒的实施例之一的结构1、棒身；2、棒头；2-1、大棒头a; 2-2、小棒头b; 3、结合
面；
图3是本发明多曲线控流整体塞棒的实施例之二的结构图。 1、棒身；2、棒头；2-3、大棒头c; 2-4、中棒头d; 2-5、小棒 头e; 3、结合面。
具体实施例方式
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明。 连铸用整体塞棒是由棒身1与棒头2复合而成，使用的关键部位是 塞棒棒身l的渣线部位和塞棒棒头2。显而易见，渣线部位、棒头材料 的选取和棒头形状的设计直接决定了塞棒的使用寿命。本发明的重点 是棒头2形状的结构改进设计。
6本实施例一的棒头的形状采用了双棒头设计，如图2所示，为了 实现提高使用寿命的目的，考虑到棒头的抗沖刷性，以及棒头与水口 碗部的圆弧曲线半径的大小，决定了它们之间间隙距离的变化和控流 精度的高低等因素。本实施例为双棒头结构形式，即一个大棒头a2-l 和相邻的小棒头b2-2，塞棒上部大棒头a2-l圓弧面半径R，值较大，为 95mm，下部小棒头b2-2半径R2为30mm,大、小棒头之间的结合面3为圓 弧过渡面，其圓弧R3为8mm。结合面3采用圓弧顺滑过渡，可以使大棒 头a2-l与水口碗部形成良好的接触，也避免应力集中。上述结构形式 保证了塞棒控流系统塞棒升降行程的可控性。
在钢水浇注过程中，下部小才奉头b2-2的圓弧面与水口碗部的圆弧 面相接触，通过塞棒上下行程距离的多少，来控制塞棒棒头与水口碗 部之间的间隙大小，进而控制着钢水流量的大小。当小棒头b2-2沖蚀 严重失去控流作用时，双棒头塞棒的棒位会下落，使上部大棒头a2-l 与水口碗部相接触形成配合，继续执行塞棒的控流作用，从而延长了 使用寿命。
棒身l具有一定锥度，棒身l大端直径为①140mm，靠近小棒头2端 的直径为①118mm。
参见图3，实施例2为三棒头的结构形式。大棒头c2-3的圆弧半径 R4为105mm,中棒头d2-4的圆弧半径Rs为40mm,小棒头e2-5的圆弧半径 R6为3Gmm。大棒头c2-3与中棒头d2-4之间结合面3的圆弧R7为8mm。中棒 头d2-4与小棒头e2-5之间的圆弧Rs为10mm。
棒头的数量根据水口碗部的规格、棒身直径大小等因素确定。棒 头数量的优选范围为2-4个。
上述整体塞棒的制造方法，按下述步骤进行 (1 )配制泥料
所述棒身按如下用料配比而成，重量比，鳞片石墨20~30%,棕 刚玉50~60%,添加剂10~20°/。，所述添加剂为4甲长石、SiC或黏土中 的至少 一 种；
所述棒头按如下用料配比而成，重量比，鳞片石墨5~15%，白
7刚玉45~55%，镁铝尖晶石20~30%，抗氧化剂5~10%，所述抗氧化 剂为SiC、硅粉或碳化硼中的至少一种； (2 )混练
所述一奉身和棒头均采用400kg泥料混练4几分别混练，混练时均加 入酚醛树脂做为结合剂，所述酚醛树脂的加入量为棒身、棒头各自泥 料重量的10~15%,混练时间15 ~ 25min、混练温度40 5(TC、混练 湿度40 ~ 60%;
(3) 成型制品
混练后的棒身和棒头的泥料，装入塞棒成型模具中，成型压力 80 120Mpa、成型温度25 - 35 。C、成型湿度40~60%;
(4) 干燥
成型制品装入干燥格子，干燥温度为200 ~ 22(TC、干燥时间60~
70h;
(5 )烧成
干燥制品装入钢匣钵，添加炭末后在隧道窑内进行烧成，控制烧 成温度范围900 ~ IOO(TC ， 200°C ~ 900°C烧成升温速度控制在20~ 30 。C/h,达到900 ~ IOO(TC后，保温30 ~ 40h，烧成气氛采用无氧烧成；
(6 )力口工
干燥后的制品根据图纸确定的尺寸用机床加工成塞棒成品； (7 ) X-RAY探伤、喷涂、包装。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其 它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术 内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发 明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简 单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
权利要求
1、一种多曲线控流整体塞棒，包括棒头和棒身，其特征在于整个棒头是由多个大小不同的棒头所构成，从棒身到棒头的方向，相邻棒头的圆弧曲线半径是由大变小的。
2、 根据权利要求1所述的多曲线控流整体塞棒，其特征在于 所述棒头数量范围为2 ~ 6个，优选范围为2 4个。
3、 根据权利要求1或2所述的多曲线控流整体塞棒，其特征在 于所述相邻棒头之间的结合面为圆弧过渡面。
4、 根据权利要求1所述的多曲线控流整体塞棒，其特征在于 所述多个棒头中的同 一棒头的圓弧曲线半径相同。
5、 根据权利要求1所述的多曲线控流整体塞棒，其特征在于 所述棒头按如下用料配比而成，重量比，鳞片石墨5~15%，白刚玉 45~55%，镁铝尖晶石20~30%，抗氧化剂5~10%,所述抗氧化剂为 SiC、硅4分或碳化硼中的至少一种。
6、 根据权利要求1所述的多曲线控流整体塞棒，其特征在于 所述棒身按如下用料配比而成，重量比，鳞片石墨20~30%，棕刚玉 50~60%,添加剂10~20%,所述添加剂为钾长石、SiC或黏土中的至 少一种。
7、 一种权利要求1所述塞棒的制造方法，其特征在于所述方法 按下述步骤进行(1)配制泥料所述棒身按如下用料配比而成，重量比，鳞片石墨20~30%，棕 刚玉50 ~ 60%,添加剂10 ~ 20%,所述添加剂为钾长石、SiC或黏土中 的至少 一种；所述棒头按如下用料配比而成，重量比，鳞片石墨5~15%,白 刚玉45~55%，镁铝尖晶石20~30%，抗氧化剂5~10%，所述抗氧化 剂为SiC、硅粉或碳化硼中的至少一种； (2 )混练所述棒身和棒头均采用泥料混练才几分别混练，混练时均加入酚醛 树脂做为结合剂，所述酚醛树脂的加入量为棒身、棒头各自泥料重量的10 ~ 15%,混练时间15 ~ 25min、'混练温度40 ~ 50°C 、混练湿度40 ~ 6 0%;(3) 成型制品混练后的棒身和棒头的泥料，装入塞棒成型模具中，成型压力 80 - 120Mpa、成型温度25 35。C、成型湿度40~60%;(4) 干燥成型制品装入干燥格子，干燥温度为2 00 ~ 22(TC、干燥时间60~70h;(5 )烧成干燥制品装入钢麼钵，添加炭末后在隧道窑内进行烧成，控制烧 成温度范围900 ~ IOO(TC, 200°C ~ 90(TC烧成升温速度控制在20~ 30 。C/h，达到900 ~ IOO(TC后，4呆温30 ~ 40h，烧成气氛采用无氧烧成；(6 )力口工干燥后的制品根据图纸确定的尺寸用机床加工成塞棒成品。
全文摘要
本发明提供了一种多曲线控流整体塞棒及制造方法，它可以解决现有技术存在的整体塞棒的使用寿命短的问题。技术方案是，一种多曲线控流整体塞棒，包括棒头和棒身，其特征在于整个棒头是由多个大小不同的棒头所构成，从棒身到棒头的方向，相邻棒头的圆弧曲线半径是由大变小的。当小棒头冲蚀严重失去控流作用时，多棒头塞棒的棒位会下落，使上部大棒头与水口碗部相接触形成配合，继续执行塞棒的控流作用，从而延长了使用寿命。
文档编号B28C1/00GK101497126SQ20091001428
公开日2009年8月5日 申请日期2009年2月20日 优先权日2009年2月20日
发明者储鸿文, 李小明, 滕铁力, 芳 王, 祥 赵, 郑卫民 申请人:山东中齐耐火材料集团有限公司