一种塞棒本体、塞棒及其制备方法技术

本发明专利技术涉及塞棒技术领域，具体涉及一种塞棒本体、塞棒及其制备方法。本发明专利技术提供的塞棒本体，按照质量百分比计，其原料包括：30～50目的白刚玉25～35％；360～450目的白刚玉10～30％；300～350目的白刚玉5～15％；氧化铝微粉15～25％；固态碳源8～15％；碳纤维催化剂0.20～1％；树脂6～12％；稀释调和剂5～12％。本发明专利技术提供的塞棒本体抗侵蚀能力强，使用寿命长，气孔率低，体积密度高，高温抗折强度大、电磁感应效应低。应效应低。应效应低。

【技术实现步骤摘要】
一种塞棒本体、塞棒及其制备方法


[0001]本专利技术涉及塞棒
，具体涉及一种塞棒本体、塞棒及其制备方法。

技术介绍

[0002]塞棒是连铸生产过程中最重要的控制元件之一，与水口配合实现对钢水从中间包到结晶器流量的控制。塞棒使用中需要垂直固定，且进行高频往复冲动，只有高耐蚀、高效率、安全稳定的塞棒控流系统，才能实现恒带厚、恒液面，提高连铸产品质量。
[0003]整体塞棒主要用于中间包。目前整体塞棒本体材料主要为铝碳质，并含有一定的熔融石英。塞棒头部受钢水冲蚀严重，其抗侵蚀、抗冲刷性能的好坏是决定其使用寿命的关键因素。棒头区域承受高湍流钢水的持续冲刷侵蚀，蚀损较快会导致控流不好或失控终浇。为提高塞棒的使用寿命，根据所浇钢种的不同，现有棒头可采用Al2O3
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C质、MgO
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C质或ZrO2
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C质材料。如在浇铸钙处理钢时采用MgO
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C质，浇铸高锰钢或高氧钢时采用ZrO2
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C质材料，浇铸非晶纳米晶合金时采用Al2O3
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C质材料。
[0004]铁基纳米晶带材采用平面流铸造工艺，并通过三包法制带。冶炼炉中高温熔炼(熔炼最高温度大于1500℃)，中间包低温镇静(低于1300℃)，喷嘴包较高温度喷带(高于1300℃)。三包法每个阶段钢液控温制度可根据要求独立调节。高端感抗类电子元器件的高功率要求纳米晶带材更宽(≥100mm)，高频化要求带材更薄(≤18μm)。现有技术生产的纳米晶带材(1k107)宽度一般小于65mm，厚度18～22μm之间。这是由于非晶合金含有20％左右的Si、B类金属元素，其合金熔体具有较大的非晶形成能力和良好的流动性，而纳米晶合金熔体因为含有大量的Nb元素具有很高的粘度，因而流动性很差，制带困难，利用现有规格的非晶合金带材设计制造纳米晶宽带，只能大幅度提升钢液温度或者通过Si、B类金属元素添加来增加熔体的流动性。类金属元素的过量添加，特别是磷元素引入使高磷钢水呈酸性，与现有成分的塞棒反应导致侵蚀严重；钢水及其钢渣流动性变好，与耐材的反应层更深，更容易与钢水中的碳反应造成塞棒侵蚀。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中的缺陷，本专利技术提供了一种抗侵蚀塞棒本体，气孔率低，体积密度高，高温抗折强度大，抗腐蚀能力强。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0007]第一方面，本专利技术提供一种塞棒本体，按照质量百分比计，所述塞棒本体的原料包括：
[0008]30～50目的白刚玉25～35％(例如26％、28％、30％、32％、34％等)；
[0009]360～450目的白刚玉10～30％(例如11％、15％、20％、25％、29％等)；
[0010]300～350目的白刚玉5～15％(例如6％、8％、10％、12％、14％等)；
[0011]氧化铝微粉15～25％(例如16％、18％、20％、23％、24％等)；
[0012]固态碳源8～15％(例如9％、10％、12％、13％、14.5％等)；
[0013]碳纤维催化剂0.20～1％(0.25％、0.3％、0.5％、0.75％、0.9％等)；
[0014]树脂6～12％(例如7％、8％、9％、10％、11％等)；
[0015]稀释调和剂5～12％(例如5.1％、6％、7％、8％、10％、11％、11.5％、11.9％等)。
[0016]本专利技术中通过添加氧化铝微粉，能够以填充间隙的方式，降低产品的气孔率。由于钢水中含有大量的Si、B、P类金属元素，钢液偏酸性，碱性杂质融入会使杂质溶解污染钢水，本专利技术塞棒本体原材料成分选用：氧化铝
‑
碳材质，避免氧化镁、氧化锆、镁铝尖晶石等碱性耐材杂质混入。本专利技术采用的不同粒度配比的白刚玉，可以提高塞棒本体的体积密度，降低塞棒本体的气孔率，从而提高塞棒的抗侵蚀性能。
[0017]在上述塞棒本体中，作为一种优选实施方式，所述氧化铝的粒度D
50
为3～7微米(例如4微米、5微米、6微米)。
[0018]在上述塞棒本体中，作为一种优选实施方式，所述固态碳源为石墨、无定形碳、沥青中的一种或多种；优选地，所述石墨为鳞片石墨或石墨微粉；更优选为高纯鳞片石墨。
[0019]在上述塞棒本体中，作为一种优选实施方式，所述树脂包括含碳树脂和固体树脂。
[0020]在上述塞棒本体中，作为一种优选实施方式，所述树脂包括10wt％
‑
37.5wt％(例如15wt％、20wt％、25wt％、30wt％、35wt％)的含碳树脂和62.5wt％
‑
90wt％(例如65wt％、70wt％、75wt％、80wt％、85wt％)固体树脂。
[0021]在上述塞棒本体中，作为一种优选实施方式，所述含碳树脂的商业牌号为CARBORES@P，所述固体树脂为热固性酚醛树脂；优选地，所述热固性酚醛树脂的商业牌号为RS
‑
619。
[0022]本专利技术的优选实施方式中，含碳树脂高温炭化得到碳结合相，碳结合的优点是:
①
相对较低的结合相形成温度。酚醛树脂在900℃之前即可基本完成热裂解石墨化，形成碳化结合网络，具备高温结合作用；
②
具有常温及高温结合强度的双重效用。原料包含酚醛树脂的塞棒本体在冷等静压成型后，即具有一定的结合强度(≥2MPa)，赋予制品一定的形状和室温强度。碳结合的高温强度是随温度升高而提高，且降温后不存在脆性，使塞棒本体多浇次重复使用成为可能；
③
极好的抗热震性和抗渣侵蚀性，这一点也得益于碳有较高的热导率和较低的膨胀系数，并且对渣、熔剂及钢水的不润湿性，自身不容易被侵蚀。含碳树脂的残碳率在80％以上，普通树脂残碳率在40％左右，残碳指1000℃还原气氛条件下的残碳，可以表示结合剂的效率。树脂含量过高容易导致塞棒整体强度下降，抗热震性变差，使用寿命降低。
[0023]在上述塞棒本体中，作为一种优选实施方式，所述稀释调和剂选自糠醛、酒精、乙二醇、聚乙二醇中的一种或多种；优选地，所述稀释调和剂为糠醛。
[0024]在上述塞棒本体中，作为一种优选实施方式，所述碳纤维催化剂的制备方法为：将金属纳米粒子溶胶和/或金属盐溶胶均匀分散在糠醛中得到所述碳纤维催化剂；优选地，所述金属纳米粒子溶胶包括铜金属纳米粒子溶胶、铁金属纳米粒子溶胶和镍金属纳米粒子溶胶中的至少一种；优选地，所述金属盐溶胶包括酒石酸铜溶胶和/或硝酸镍溶胶；优选地，碳纤维催化剂中，金属纳米粒子溶胶中的金属纳米粒子和/或金属盐溶胶中的金属盐的总量为1～10g/L(例如2g/L、3g/L、4g/L、5g/L、6g/L、7g/L、8g/L、9g/L)。
[0025]在上述塞棒本体中，作为一种优选实施方式，所述金属纳米粒子溶胶为均匀分散在乙醇中的金属纳米粒子；优选地，所述金属纳米粒子选自铜金属纳米粒子、铁本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种塞棒本体，其特征在于，按照质量百分比计，所述塞棒本体的原料包括：30～50目的白刚玉25～35％；360～450目的白刚玉10～30％；300～350目的白刚玉5～15％；氧化铝微粉15～25％；固态碳源8～15％；碳纤维催化剂0.20～1％；树脂6～12％；稀释调和剂5～12％。2.如权利要求1所述的塞棒本体，其特征在于，所述氧化铝的粒度D
50
为3～7微米；和/或，所述固态碳源为石墨、无定形碳、沥青中的一种或多种；和/或，所述树脂包括含碳树脂和固体树脂；和/或，所述稀释调和剂选自糠醛、酒精、乙二醇、聚乙二醇中的一种或多种；和/或，所述碳纤维催化剂的制备方法为：将金属纳米粒子溶胶和/或金属盐溶胶均匀分散在糠醛中得到所述碳纤维催化剂。3.如权利要求2所述的塞棒本体，其特征在于，所述树脂包括10wt％
‑
37.5wt％的含碳树脂和62.5wt％
‑
90wt％固体树脂；和/或，所述稀释调和剂为糠醛；和/或，所述石墨为鳞片石墨或石墨微粉；和/或，所述金属纳米粒子溶胶包括铜金属纳米粒子溶胶、铁金属纳米粒子溶胶和镍金属纳米粒子溶胶中的至少一种；所述金属盐溶胶包括酒石酸铜溶胶和/或硝酸镍溶胶；和/或，所述金属纳米粒子溶胶为均匀分散在乙醇中的金属纳米粒子，所述金属纳米粒子选自铜金属纳米粒子、铁金属纳米粒子、镍金属纳米粒子中的一种或多种；和/或，所述金属盐溶胶为分散在乙醇中的酒石酸铜和/或硝酸镍。4.如权利要求3所述的塞棒本体，其特征在于，所述含碳树脂的商业牌号为CARBORES@P，所述固体树脂为热固性酚醛树脂；和/或，所述鳞片石墨为高纯鳞片石墨；和/或，碳纤维催化剂中，金属纳米粒子溶胶中的金属纳米粒子和/或金属盐溶胶中的金属盐的总量为1～10g/L；和/或，所述金属纳米粒子的粒径D
50
为10～30nm；和/或，所述金属纳米粒子溶胶中金属纳米粒子与乙醇的质量比例为1：(80～120)；和/或，所述金属盐溶胶中的金属盐与乙醇的质量比例为1：(8～12)。5.如权利要求4所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宗臻，周少雄，张广强，
申请(专利权)人：常州创明磁性材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：