專利名稱:鋁碳鉻質(zhì)整體塞棒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于耐火材料領(lǐng)域，尤其涉及一種鋁碳鉻質(zhì)整體塞棒。
背景技術(shù)：
鋁碳質(zhì)耐火材料是以Al2O3+C為主要成分的耐火材料，由于其抗氧化性明顯優(yōu)于鎂碳磚，抗Na2O系渣的侵蝕性能優(yōu)良，在鋼鐵連續(xù)鑄造用功能耐火材料中得到廣泛應(yīng)用。如用于將熔融金屬從可重復(fù)使用或間歇使用的鑄桶中注入中間包的導(dǎo)流管，用于將熔融金屬從中間包裝入到結(jié)晶器的浸入式水口，和用于控制熔融金屬流量的塞棒等。連鑄用浸入式水口在澆鋼時，不僅要有良好的抗熱震性，能抵抗溫度驟變和溫差大的作用，而且要求抗鋼水沖刷能力強，能耐鋼水和熔渣侵蝕。
整體塞棒在冶煉工業(yè)，特別是在鋼鐵連續(xù)鑄造中得到廣泛的應(yīng)用，鋁碳質(zhì)整體塞棒在使用時要經(jīng)受1500℃左右的熔融金屬的熱沖擊和沖刷侵蝕，為了提高塞棒棒頭的穩(wěn)定性，多采用添加氧化鋯的方法，氧化鋯具有熔點高，高溫結(jié)構(gòu)強度大，化學(xué)穩(wěn)定性能良好，熱導(dǎo)率小，可以滿足高溫冶煉金屬的技術(shù)要求，但是其它原料中的雜質(zhì)含量對氧化鋯的穩(wěn)定性有很大影響，必須采用高純度的原料，使得成本大大增加。
鋁鉻渣是金屬鉻在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生未被還原的氧化鉻和氧化鋁形成的鋁鉻共熔物，本身具有耐火材料的性能，在制備高溫耐火材料中得到廣泛的應(yīng)用，如鋁鉻耐火磚，鎂鋁鉻耐火材料等。2001年8月15日公告的中國專利ZL 98114186.2提供了一種鎂鋁鉻耐火材料及其制備方法，它利用以鉻渣和鎂砂為主要原料生產(chǎn)低成本，耐高溫性能高的耐火材料，但是該耐火材料耐高溫驟變性能較差，不耐熔融金屬的侵蝕，容易出現(xiàn)縱裂紋，影響金屬產(chǎn)品的質(zhì)量。
整體塞棒的棒體為非工作面，在不影響塞棒工作性能的前提下，各廠家均采以低性能的原料來降低生產(chǎn)成本，如采用燒結(jié)鋁礬土為骨料，或者以棕剛玉代替白剛玉等等。但生產(chǎn)成本仍較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種鋁碳鉻質(zhì)整體塞棒，尤其涉及一種添加有鋁鉻渣的鋁碳質(zhì)整體塞棒。
本發(fā)明提供了一種鋁碳鉻質(zhì)整體塞棒，主要由棒頭與棒體兩部分構(gòu)成，以氧化鋁和炭素為主要組分，棒頭中添加有重量配比為5～25％的鋁鉻渣，該鋁鉻渣為金屬鉻生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的氧化鋁和氧化鉻共熔物，其中Al2O3+Cr2O3的含量高于90％。鋁鉻渣在金屬鉻的生產(chǎn)工藝中要經(jīng)受2200℃的高溫，本身就是一種性能優(yōu)良的耐火材料，鋁碳質(zhì)耐火材料中引入氧化鉻成分，會提高材料耐熔融金屬沖刷和侵蝕性能，同時也使材料的體密度增加。
其特征在于(1)該鋁碳鉻質(zhì)整體塞棒的棒頭配料的重量組成為電熔白剛玉 25～35％ 鋯莫來石 5～15％鋁鉻渣 5～25％ α-氧化鋁粉 5～15％石墨 15～25％ 工業(yè)硅 1.0～5.0％碳化硅 1.0～5.0％ 固體酚醛樹脂 2.0～6.0％液體酚醛樹脂 5～15％其中電熔白剛玉的一部分作為骨料添加，可按細度80目、100目和180目以上三種組分比1∶1∶1配料；石墨選用固定碳含量大于98％的石墨；鋯莫來石選用0.59～0.21μm和0.21～0μm，這兩種粒度的重量比為1∶1；鋁鉻渣的粒度也控制在0.21μm以下，α-氧化鋁粉選用的粒度為5μm。金屬硅和碳化硅軍要求在180目以上。
(2)該鋁碳鉻質(zhì)整體塞棒的棒體為非工作面，棒體配料要求的純度和質(zhì)量略低于棒頭，棒體的重量組成如下棕剛玉 15～25％ 石墨 10～20％回收料 25～35％ 工業(yè)硅 1.0～5.0％碳化硅 1.0～5.0％ 高鋁礬土 25～35％液體酚醛樹脂 5～15％棒體中的回收料可以是鋼廠使用后或者未使用的鋁碳質(zhì)耐火材料的廢棄料，該廢棄料經(jīng)過熔融金屬的高溫接觸，也是一種性能優(yōu)良的耐火材料；整體塞棒棒頭中含有少量的二氧化硅可以提高塞棒的使用壽命，但如果含量過高，會使塞棒的抗侵蝕沖刷性能降低，本發(fā)明通過添加鋯莫來石引入少量的二氧化硅。
該鋁碳鉻質(zhì)整體塞棒可采用下列方法制備分別將塞棒棒頭原料和固體酚醛樹脂液體酚醛樹脂混合均勻，塞棒棒體原料和液體酚醛樹脂混合均勻，先把棒體原料注入模型內(nèi)，再注入棒體和棒頭的混合料少許，最后注入棒頭原料，在等靜壓成型機內(nèi)成型，成型壓力為150Mpa，保持5～15分鐘，成型后的制品經(jīng)干燥后，于1300℃下燒制60～70小時，燒成后的半成品經(jīng)機械切削整形后，其外表面噴涂0.2mm的防氧化涂層。
本發(fā)明的有益效果在于整體塞棒的棒頭利用添加鋁鉻渣，使塞棒棒頭形成C-Al2O3-SiO2-Cr2O3系耐火材料組合物，既節(jié)約了原料又提高了整體塞棒耐熔融金屬的侵蝕沖刷性能和熱穩(wěn)定性能；棒體采用高鋁料和回收料代替電熔剛玉，降低了生產(chǎn)成本。
具體實施方式
實施例1 一種鋁碳鉻質(zhì)整體塞棒，在棒頭中添加15％的鋁鉻渣，棒頭采用如下原料配比電熔白剛玉50Kg，鋯莫來石20Kg，鋁鉻渣30Kg，α-氧化鋁粉10Kg，石墨40Kg，工業(yè)硅10Kg，碳化硅10Kg，固體酚醛樹脂10Kg，液體酚醛樹脂20Kg；棒體采用如下原料配比棕剛玉30Kg，石墨40Kg，回收料50Kg，工業(yè)硅2Kg，碳化硅2Kg，高鋁礬土56Kg，液體酚醛樹脂20Kg；先將各原料粉碎至所需的顆粒度，其中電熔白剛玉80目的、100目和180目以上的重量配比為1∶1∶1，石墨選用固定碳含量為98％的石墨；鋯莫來石選用0.59～0.21μm和0.21～0μm，這兩種粒度的重量比為1∶1；鋁鉻渣的粒度為0.21μm，α-氧化鋁粉選用的粒度為5μm。金屬硅和碳化硅的最大顆粒度為180目。
整體塞棒成型采用等靜壓成型工藝，原料成本比原有鋁碳質(zhì)整體塞棒降低了35％左右，連續(xù)使用時間平均可延長3～5小時。
實施例2 一種鋁碳鉻質(zhì)整體塞棒，在棒頭中添加5％的鋁鉻渣，棒頭采用如下原料配比電熔白剛玉60Kg，鋯莫來石10Kg，鋁鉻渣10Kg，α-氧化鋁粉20Kg，石墨50Kg，工業(yè)硅10Kg，碳化硅6Kg，固體酚醛樹脂4Kg，液體酚醛樹脂30Kg；棒體采用如下原料配比棕剛玉30Kg，石墨20Kg，回收料70Kg，工業(yè)硅10Kg，碳化硅10Kg，高鋁礬土50Kg，液體酚醛樹脂10Kg；石墨選用固定碳含量為99％的石墨；其余同實施例1。
實施例3 一種鋁碳鉻質(zhì)整體塞棒，在棒頭中添加5％的鋁鉻渣，棒頭采用如下原料配比電熔白剛玉70Kg，鋯莫來石30Kg，鋁鉻渣10Kg，α-氧化鋁粉30Kg，石墨30Kg，工業(yè)硅2Kg，碳化硅2Kg，固體酚醛樹脂12Kg，液體酚醛樹脂14Kg；棒體采用如下原料配比棕剛玉50Kg，石墨20Kg，回收料50Kg，工業(yè)硅2Kg，碳化硅10Kg，高鋁礬土50Kg，液體酚醛樹脂18Kg；石墨選用固定碳含量為99.5％的石墨；其余同實施例1。
實施例4 一種鋁碳鉻質(zhì)整體塞棒，在棒頭中添加5％的鋁鉻渣，棒頭采用如下原料配比電熔白剛玉50Kg，鋯莫來石26Kg，鋁鉻渣50Kg，α-氧化鋁粉10Kg，石墨30Kg，工業(yè)硅2Kg，碳化硅10Kg，固體酚醛樹脂12Kg，液體酚醛樹脂10Kg；棒體采用如下原料配比棕剛玉30Kg，石墨28Kg，回收料50Kg，工業(yè)硅2Kg，碳化硅10Kg，高鋁礬土50Kg，液體酚醛樹脂30Kg；石墨選用固定碳含量為98％的石墨；其余同實施例1。
權(quán)利要求
1.一種鋁碳鉻質(zhì)整體塞棒，主要由棒頭與棒體兩部分構(gòu)成，其特征在于(1)棒頭配料的重量組成為電熔白剛玉 25～35％ 鋯莫來石 5～15％鋁鉻渣 5～25％ α-氧化鋁粉 5～15％石墨 15～25％ 工業(yè)硅 1.0～5.0％碳化硅 1.0～5.0％ 固體酚醛樹脂 2.0～6.0％液體酚醛樹脂 5～15％；所述的電熔白剛玉細度80目、100目和180目以上三種的重量配比為1∶1∶1；所述的鋯莫來石選用0.59～0.21μm和0.21～0μm，這兩種粒度的重量比為1∶1；所述的鋁鉻渣為金屬鉻生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的氧化鋁和氧化鉻共熔物，其中Al2O3+Cr2O3的含量高于90％；鋁鉻渣的粒度也控制在0.21μm以下；所述的α-氧化鋁粉選用的粒度為5μm；所述的石墨為固定碳含量大于98％的石墨；所述的工業(yè)硅和碳化硅均要求在180目以上；(2)棒體配料的重量組成為棕剛玉 15～25％ 石墨 10～20％回收料 25～35％ 工業(yè)硅 1.0～5.0％碳化硅 1.0～5.0％ 高鋁礬土 25～35％液體酚醛樹脂 5～15％；所述的回收料為鋼廠使用或者未使用過的鋁碳質(zhì)耐火材料的廢棄料；所述的石墨為固定碳含量在98％以上的石墨。
專利摘要
一種鋁碳鉻質(zhì)整體塞棒，屬于耐火材料領(lǐng)域。以氧化鋁和炭素為主要組分，其特征在于棒頭中添加有重量配比為5～25%的鋁鉻渣，鋁鉻渣為金屬鉻生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的氧化鋁和氧化鉻共熔物，其中Al
文檔編號B22D41/18GKCN1220650SQ02135496
公開日2005年9月28日 申請日期2002年9月26日
發(fā)明者宋愛謀 申請人:山東淄川特種耐火材料廠導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan