专利名称:铝碳铬质整体塞棒的制作方法
技术领域：
本发明属于耐火材料领域，尤其涉及一种铝碳铬质整体塞棒。
背景技术：
铝碳质耐火材料是以Al2O3+C为主要成分的耐火材料，由于其抗氧化性明显优于镁碳砖，抗Na2O系渣的侵蚀性能优良，在钢铁连续铸造用功能耐火材料中得到广泛应用。如用于将熔融金属从可重复使用或间歇使用的铸桶中注入中间包的导流管，用于将熔融金属从中间包装入到结晶器的浸入式水口，和用于控制熔融金属流量的塞棒等。连铸用浸入式水口在浇钢时，不仅要有良好的抗热震性，能抵抗温度骤变和温差大的作用，而且要求抗钢水冲刷能力强，能耐钢水和熔渣侵蚀。
整体塞棒在冶炼工业，特别是在钢铁连续铸造中得到广泛的应用，铝碳质整体塞棒在使用时要经受1500℃左右的熔融金属的热冲击和冲刷侵蚀，为了提高塞棒棒头的稳定性，多采用添加氧化锆的方法，氧化锆具有熔点高，高温结构强度大，化学稳定性能良好，热导率小，可以满足高温冶炼金属的技术要求，但是其它原料中的杂质含量对氧化锆的稳定性有很大影响，必须采用高纯度的原料，使得成本大大增加。
铝铬渣是金属铬在生产过程中产生未被还原的氧化铬和氧化铝形成的铝铬共熔物，本身具有耐火材料的性能，在制备高温耐火材料中得到广泛的应用，如铝铬耐火砖，镁铝铬耐火材料等。2001年8月15日公告的中国专利ZL 98114186.2提供了一种镁铝铬耐火材料及其制备方法，它利用以铬渣和镁砂为主要原料生产低成本，耐高温性能高的耐火材料，但是该耐火材料耐高温骤变性能较差，不耐熔融金属的侵蚀，容易出现纵裂纹，影响金属产品的质量。
整体塞棒的棒体为非工作面，在不影响塞棒工作性能的前提下，各厂家均采以低性能的原料来降低生产成本，如采用烧结铝矾土为骨料，或者以棕刚玉代替白刚玉等等。但生产成本仍较高。
发明内容
本发明的目的是提供一种铝碳铬质整体塞棒，尤其涉及一种添加有铝铬渣的铝碳质整体塞棒。
本发明提供了一种铝碳铬质整体塞棒，主要由棒头与棒体两部分构成，以氧化铝和炭素为主要组分，棒头中添加有重量配比为5～25％的铝铬渣，该铝铬渣为金属铬生产过程中产生的氧化铝和氧化铬共熔物，其中Al2O3+Cr2O3的含量高于90％。铝铬渣在金属铬的生产工艺中要经受2200℃的高温，本身就是一种性能优良的耐火材料，铝碳质耐火材料中引入氧化铬成分，会提高材料耐熔融金属冲刷和侵蚀性能，同时也使材料的体密度增加。
其特征在于(1)该铝碳铬质整体塞棒的棒头配料的重量组成为电熔白刚玉 25～35％ 锆莫来石 5～15％铝铬渣 5～25％ α-氧化铝粉 5～15％石墨 15～25％ 工业硅 1.0～5.0％碳化硅 1.0～5.0％ 固体酚醛树脂 2.0～6.0％液体酚醛树脂 5～15％其中电熔白刚玉的一部分作为骨料添加，可按细度80目、100目和180目以上三种组分比1∶1∶1配料；石墨选用固定碳含量大于98％的石墨；锆莫来石选用0.59～0.21μm和0.21～0μm，这两种粒度的重量比为1∶1；铝铬渣的粒度也控制在0.21μm以下，α-氧化铝粉选用的粒度为5μm。金属硅和碳化硅军要求在180目以上。
(2)该铝碳铬质整体塞棒的棒体为非工作面，棒体配料要求的纯度和质量略低于棒头，棒体的重量组成如下棕刚玉 15～25％ 石墨 10～20％回收料 25～35％ 工业硅 1.0～5.0％碳化硅 1.0～5.0％ 高铝矾土 25～35％液体酚醛树脂 5～15％棒体中的回收料可以是钢厂使用后或者未使用的铝碳质耐火材料的废弃料，该废弃料经过熔融金属的高温接触，也是一种性能优良的耐火材料；整体塞棒棒头中含有少量的二氧化硅可以提高塞棒的使用寿命，但如果含量过高，会使塞棒的抗侵蚀冲刷性能降低，本发明通过添加锆莫来石引入少量的二氧化硅。
该铝碳铬质整体塞棒可采用下列方法制备分别将塞棒棒头原料和固体酚醛树脂液体酚醛树脂混合均匀，塞棒棒体原料和液体酚醛树脂混合均匀，先把棒体原料注入模型内，再注入棒体和棒头的混合料少许，最后注入棒头原料，在等静压成型机内成型，成型压力为150Mpa，保持5～15分钟，成型后的制品经干燥后，于1300℃下烧制60～70小时，烧成后的半成品经机械切削整形后，其外表面喷涂0.2mm的防氧化涂层。
本发明的有益效果在于整体塞棒的棒头利用添加铝铬渣，使塞棒棒头形成C-Al2O3-SiO2-Cr2O3系耐火材料组合物，既节约了原料又提高了整体塞棒耐熔融金属的侵蚀冲刷性能和热稳定性能；棒体采用高铝料和回收料代替电熔刚玉，降低了生产成本。
具体实施方式
实施例1 一种铝碳铬质整体塞棒，在棒头中添加15％的铝铬渣，棒头采用如下原料配比电熔白刚玉50Kg，锆莫来石20Kg，铝铬渣30Kg，α-氧化铝粉10Kg，石墨40Kg，工业硅10Kg，碳化硅10Kg，固体酚醛树脂10Kg，液体酚醛树脂20Kg；棒体采用如下原料配比棕刚玉30Kg，石墨40Kg，回收料50Kg，工业硅2Kg，碳化硅2Kg，高铝矾土56Kg，液体酚醛树脂20Kg；先将各原料粉碎至所需的颗粒度，其中电熔白刚玉80目的、100目和180目以上的重量配比为1∶1∶1，石墨选用固定碳含量为98％的石墨；锆莫来石选用0.59～0.21μm和0.21～0μm，这两种粒度的重量比为1∶1；铝铬渣的粒度为0.21μm，α-氧化铝粉选用的粒度为5μm。金属硅和碳化硅的最大颗粒度为180目。
整体塞棒成型采用等静压成型工艺，原料成本比原有铝碳质整体塞棒降低了35％左右，连续使用时间平均可延长3～5小时。
实施例2 一种铝碳铬质整体塞棒，在棒头中添加5％的铝铬渣，棒头采用如下原料配比电熔白刚玉60Kg，锆莫来石10Kg，铝铬渣10Kg，α-氧化铝粉20Kg，石墨50Kg，工业硅10Kg，碳化硅6Kg，固体酚醛树脂4Kg，液体酚醛树脂30Kg；棒体采用如下原料配比棕刚玉30Kg，石墨20Kg，回收料70Kg，工业硅10Kg，碳化硅10Kg，高铝矾土50Kg，液体酚醛树脂10Kg；石墨选用固定碳含量为99％的石墨；其余同实施例1。
实施例3 一种铝碳铬质整体塞棒，在棒头中添加5％的铝铬渣，棒头采用如下原料配比电熔白刚玉70Kg，锆莫来石30Kg，铝铬渣10Kg，α-氧化铝粉30Kg，石墨30Kg，工业硅2Kg，碳化硅2Kg，固体酚醛树脂12Kg，液体酚醛树脂14Kg；棒体采用如下原料配比棕刚玉50Kg，石墨20Kg，回收料50Kg，工业硅2Kg，碳化硅10Kg，高铝矾土50Kg，液体酚醛树脂18Kg；石墨选用固定碳含量为99.5％的石墨；其余同实施例1。
实施例4 一种铝碳铬质整体塞棒，在棒头中添加5％的铝铬渣，棒头采用如下原料配比电熔白刚玉50Kg，锆莫来石26Kg，铝铬渣50Kg，α-氧化铝粉10Kg，石墨30Kg，工业硅2Kg，碳化硅10Kg，固体酚醛树脂12Kg，液体酚醛树脂10Kg；棒体采用如下原料配比棕刚玉30Kg，石墨28Kg，回收料50Kg，工业硅2Kg，碳化硅10Kg，高铝矾土50Kg，液体酚醛树脂30Kg；石墨选用固定碳含量为98％的石墨；其余同实施例1。
权利要求
1.一种铝碳铬质整体塞棒，主要由棒头与棒体两部分构成，其特征在于(1)棒头配料的重量组成为电熔白刚玉 25～35％ 锆莫来石 5～15％铝铬渣 5～25％ α-氧化铝粉 5～15％石墨 15～25％ 工业硅 1.0～5.0％碳化硅 1.0～5.0％ 固体酚醛树脂 2.0～6.0％液体酚醛树脂 5～15％；所述的电熔白刚玉细度80目、100目和180目以上三种的重量配比为1∶1∶1；所述的锆莫来石选用0.59～0.21μm和0.21～0μm，这两种粒度的重量比为1∶1；所述的铝铬渣为金属铬生产过程中产生的氧化铝和氧化铬共熔物，其中Al2O3+Cr2O3的含量高于90％；铝铬渣的粒度也控制在0.21μm以下；所述的α-氧化铝粉选用的粒度为5μm；所述的石墨为固定碳含量大于98％的石墨；所述的工业硅和碳化硅均要求在180目以上；(2)棒体配料的重量组成为棕刚玉 15～25％ 石墨 10～20％回收料 25～35％ 工业硅 1.0～5.0％碳化硅 1.0～5.0％ 高铝矾土 25～35％液体酚醛树脂 5～15％；所述的回收料为钢厂使用或者未使用过的铝碳质耐火材料的废弃料；所述的石墨为固定碳含量在98％以上的石墨。
专利摘要
一种铝碳铬质整体塞棒，属于耐火材料领域。以氧化铝和炭素为主要组分，其特征在于棒头中添加有重量配比为5～25%的铝铬渣，铝铬渣为金属铬生产过程中产生的氧化铝和氧化铬共熔物，其中Al
文档编号B22D41/18GKCN1220650SQ02135496
公开日2005年9月28日 申请日期2002年9月26日
发明者宋爱谋 申请人:山东淄川特种耐火材料厂导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan