一种连铸用高强度耐冲刷塞棒的制造方法技术

本发明专利技术公开了一种连铸用高强度耐冲刷塞棒的制造方法，包括S1：称取精钢、高纯铝、金属锰、海绵钛、钼棒、电解镍粉、金属铬粉和金属铁；S2：将精钢、高纯铝、金属锰、海绵钛、钼棒、金属铁进行熔炼、浇铸，得到塞棒铸锭；S3：将金属铸锭置入挤压机中真空挤压，得到塞棒毛坯；S4：将塞棒毛坯干燥后进行淬火、回火处理，最后利进行加工修整，得到塞棒基材；S5：将电解镍粉、金属铬粉均匀混合后均匀喷涂于步骤塞棒基材表面，冷却后即得塞棒成品；本发明专利技术工艺设计合理，制备的塞棒使用寿命长，使用效果稳定可靠，适宜大量推广。

【技术实现步骤摘要】
一种连铸用高强度耐冲刷塞棒的制造方法
本专利技术涉及金属冶炼
，具体是涉及一种连铸用高强度耐冲刷塞棒的制造方法。
技术介绍
塞棒是装在盛钢桶内靠升降位移控制水口开闭及钢水流量的耐火材料棒，又称陶塞杆。它由棒芯、袖砖和塞头砖组成。棒芯通常由直径为30～60mm的普碳钢圆钢加工而成，连铸过程中塞棒主要起到稳流、控流的作用，塞棒在使用的过程中，由于直接与钢水接触，工作条件恶劣，在浇注不同成分的钢水，需根据钢水成分特点，选择理化指标相对满足该类型钢水浇注要求的塞棒头进行连铸控流。但是，现有技术中所使用的塞棒抗钢水冲刷侵蚀性较差，塞棒的控流准确性受塞棒本身强度影响较大，不能适用于多炉连浇，严重制约了合金材料的连铸效率。
技术实现思路
针对上述存在的技术问题，本专利技术提供了一种使用寿命长、控流准确性高的连铸用高强度耐冲刷塞棒的制造方法。本专利技术的技术方案为：一种连铸用高强度耐冲刷塞棒的制造方法，包括以下步骤：S1、配料；按重量百分比计，分别称取以下原料：精钢25％～36％、高纯铝15％～23％、金属锰2％～7％、海绵钛2％～5％、钼棒1％～3％、电解镍粉0.5％～2％、金属铬粉0.8％～1.5％，余量为金属铁以及不可避免的杂质；其中，所述杂质在原料总量中的占比小于0.06％；S2、熔炼、浇铸；向真空感应炉坩埚中依次加入步骤S1精钢、高纯铝、金属锰、海绵钛、钼棒、金属铁进行熔炼，形成金属液；真空感应炉的真空度为0.4～1.2MPa，熔炼温度为1350～1900℃；然后将金属液浇铸到预热后的浇铸模具中，冷却至室温后，得到塞棒铸锭；S3、挤压成型；将步骤S2所得金属铸锭置入卧式挤压机中进行真空挤压，控制挤压温度为1000℃～1450℃、挤压压力为29MPa～48MPa、挤压速率为0.2～0.4mm/min，保压200s～500s后脱模，得到塞棒毛坯；S4、热处理；将步骤S3所得塞棒毛坯先置于室温下干燥5～8h后进行淬火处理，处理时间为15～50min，然后进行回火处理，处理温度为550～800℃，然后用去离子水进行冷却，最后利用车床进行加工修整，得到塞棒基材；S5、表面处理；将步骤S1电解镍粉、金属铬粉均匀混合后使用大气等离子体喷涂工艺，均匀喷涂于步骤S4所得塞棒基材表面，控制等离子体喷涂工艺参数为：喷涂距离20～50mm，送粉速率为3～6g/min，喷涂电流为300～500A，喷涂厚度为0.3～1.8mm；然后将喷涂后的塞棒基材在真空炉内保温处理8～20min，冷却后即得塞棒成品。进一步地，步骤S5进行之前，首先利用石英砂吹喷塞棒基材，然后利用由98％的浓硫酸和45％的浓硝酸等体积组成的混合液对塞棒基材进行酸洗，最后进行钝化处理，通过石英砂对塞棒基材表面进行喷吹处理，能够增加塞棒基材表面粗糙度，同时对塞棒基材进行酸洗，能够去除塞棒基材表面附着的加工污染物，有利于提高电解镍粉和金属铬粉的混合粉末与塞棒基材的结合强度，提高塞棒基材的耐冲刷性能。进一步地，步骤S2完成后，将塞棒铸锭以150～200℃/h升温至750～900℃，保温5～8h，然后以80～150℃/h降温到300～450℃，保温2～5h，最后以70～110℃/h升温至900～1150℃，保温5～8h，最后随炉冷却到室温，通过上述处理，能够增加塞棒铸锭内部组织的均匀性，提高塞棒铸锭的机械强度。进一步地，步骤S3进行之前，将塞棒铸锭进行两道次预压实拔长，第一道次预压实拔长变形量为15～20％，第二道次拔长变形量为20％～35％，通过对塞棒铸锭进行两道次预压实拔长，避免了挤压成型过程中，塞棒铸锭表面氧化开裂，同时避免了棒铸锭内外存在温度梯差异的缺陷。进一步地，步骤S2中，熔炼完成后，对金属液进行脱氧、脱气处理，去除金属液中的杂质，提高后续塞棒成品内部组织的均匀性。进一步地，步骤S2坩埚为水冷铜坩埚，使用塞棒成品能够避免合金溶液成分偏析的问题。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术使用精钢、高纯铝、金属锰、海绵钛、钼棒和金属铁作为塞棒基材，使得所制备的塞棒具有优异的结构强度，同时在塞棒基材上利用大气等离子体喷涂工艺喷涂电解镍粉、金属铬粉的混合粉末，大大提高了塞棒的抗侵蚀、耐冲刷能力，同时提高了电解镍粉和金属铬粉的抗剥落性能以及抗热性能，进而提高了塞棒的使用寿命，提高了生产效率以及经济效益。具体实施方式实施例1：一种连铸用高强度耐冲刷塞棒的制造方法，包括以下步骤：S1、配料；按重量百分比计，分别称取以下原料：精钢25％、高纯铝15％、金属锰2％、海绵钛2％、钼棒1％、电解镍粉0.5％、金属铬粉0.8％，余量为金属铁以及不可避免的杂质；其中，杂质在原料总量中的占比为0.05％；S2、熔炼、浇铸；向真空感应炉坩埚中依次加入步骤S1精钢、高纯铝、金属锰、海绵钛、钼棒、金属铁进行熔炼，形成金属液；真空感应炉的真空度为0.4MPa，熔炼温度为1350℃；然后将金属液浇铸到预热后的浇铸模具中，冷却至室温后，得到塞棒铸锭；S3、挤压成型；将步骤S2所得金属铸锭置入卧式挤压机中进行真空挤压，控制挤压温度为1000℃℃、挤压压力为29MPa、挤压速率为0.2mm/min，保压200s后脱模，得到塞棒毛坯；S4、热处理；将步骤S3所得塞棒毛坯先置于室温下干燥5h后进行淬火处理，处理时间为15min，然后进行回火处理，处理温度为550℃，然后用去离子水进行冷却，最后利用车床进行加工修整，得到塞棒基材；S5、表面处理；将步骤S1电解镍粉、金属铬粉均匀混合后使用大气等离子体喷涂工艺，均匀喷涂于步骤S4所得塞棒基材表面，控制等离子体喷涂工艺参数为：喷涂距离20mm，送粉速率为3g/min，喷涂电流为300A，喷涂厚度为0.3mm；然后将喷涂后的塞棒基材在真空炉内保温处理8min，冷却后即得塞棒成品。实施例2：一种连铸用高强度耐冲刷塞棒的制造方法，包括以下步骤：S1、配料；按重量百分比计，分别称取以下原料：精钢28％、高纯铝20％、金属锰5％、海绵钛4％、钼棒2％、电解镍粉1.5％、金属铬粉1.1％，余量为金属铁以及不可避免的杂质；其中，杂质在原料总量中的占比位0.04％；S2、熔炼、浇铸；向真空感应炉坩埚中依次加入步骤S1精钢、高纯铝、金属锰、海绵钛、钼棒、金属铁进行熔炼，形成金属液；真空感应炉的真空度为0.8MPa，熔炼温度为1580℃；然后将金属液浇铸到预热后的浇铸模具中，冷却至室温后，得到塞棒铸锭；S3、挤压成型；将步骤S2所得金属铸锭置入卧式挤压机中进行真空挤压，控制挤压温度为1200℃、挤压压力为36MPa、挤压速率为0.32mm/min，保压320s后脱模，得到塞棒毛坯；S4、热处理；将步骤S3所得塞棒毛坯先置于室温下干燥3h后进行淬火处理，处理时间为36min，然后进行回火处理，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种连铸用高强度耐冲刷塞棒的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、配料；/n按重量百分比计，分别称取以下原料：精钢25％～36％、高纯铝15％～23％、金属锰2％～7％、海绵钛2％～5％、钼棒1％～3％、电解镍粉0.5％～2％、金属铬粉0.8％～1.5％，余量为金属铁以及不可避免的杂质；其中，所述杂质在原料总量中的占比小于0.06％；/nS2、熔炼、浇铸；/n向真空感应炉坩埚中依次加入步骤S1所述精钢、高纯铝、金属锰、海绵钛、钼棒、金属铁进行熔炼，形成金属液；所述真空感应炉的真空度为0.4～1.2MPa，熔炼温度为1350～1900℃；然后将所述金属液浇铸到预热后的浇铸模具中，冷却至室温后，得到塞棒铸锭；/nS3、挤压成型；/n将步骤S2所得金属铸锭置入卧式挤压机中进行真空挤压，控制挤压温度为1000℃～1450℃、挤压压力为29MPa～48MPa、挤压速率为0.2～0.4mm/min，保压200s～500s后脱模，得到塞棒毛坯；/nS4、热处理；/n将步骤S3所得塞棒毛坯先置于室温下干燥5～8h后进行淬火处理，处理时间为15～50min，然后进行回火处理，处理温度为550～800℃，然后用去离子水进行冷却，最后利用车床进行加工修整，得到塞棒基材；/nS5、表面处理；/n将步骤S1所述电解镍粉、金属铬粉均匀混合后使用大气等离子体喷涂工艺，均匀喷涂于步骤S4所得塞棒基材表面，控制等离子体喷涂工艺参数为：喷涂距离20～50mm，送粉速率为3～6g/min，喷涂电流为300～500A，喷涂厚度为0.3～1.8mm；然后将喷涂后的塞棒基材在真空炉内保温处理8～20min，冷却后即得塞棒成品。/n...

【技术特征摘要】
1.一种连铸用高强度耐冲刷塞棒的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、配料；
按重量百分比计，分别称取以下原料：精钢25％～36％、高纯铝15％～23％、金属锰2％～7％、海绵钛2％～5％、钼棒1％～3％、电解镍粉0.5％～2％、金属铬粉0.8％～1.5％，余量为金属铁以及不可避免的杂质；其中，所述杂质在原料总量中的占比小于0.06％；
S2、熔炼、浇铸；
向真空感应炉坩埚中依次加入步骤S1所述精钢、高纯铝、金属锰、海绵钛、钼棒、金属铁进行熔炼，形成金属液；所述真空感应炉的真空度为0.4～1.2MPa，熔炼温度为1350～1900℃；然后将所述金属液浇铸到预热后的浇铸模具中，冷却至室温后，得到塞棒铸锭；
S3、挤压成型；
将步骤S2所得金属铸锭置入卧式挤压机中进行真空挤压，控制挤压温度为1000℃～1450℃、挤压压力为29MPa～48MPa、挤压速率为0.2～0.4mm/min，保压200s～500s后脱模，得到塞棒毛坯；
S4、热处理；
将步骤S3所得塞棒毛坯先置于室温下干燥5～8h后进行淬火处理，处理时间为15～50min，然后进行回火处理，处理温度为550～800℃，然后用去离子水进行冷却，最后利用车床进行加工修整，得到塞棒基材；
S5、表面处理；
将步骤S1所述电解镍粉、金属铬粉均匀混合后使用大气等离子体喷涂工艺，均匀喷涂于步骤S4所得塞棒基材表面，控制等离子体喷涂工艺参数为：喷涂距离20～50mm，送粉速率为3～6g/min，喷涂电流为300～50...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈天琪，
申请(专利权)人：江苏兴湖耐火材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32