易切削钢用高性能整体塞棒的研制与应用

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1、第32卷第4期山东冶金Vol.32No.42010年8月ShandongMetallurgyAugust2010?????????????????试验研究???????????易切削钢用高性能整体塞棒的研制与应用周永涛，鄢凤明，徐文相，郭江华，温爱琳（山东中齐耐火材料集团有限公司技术中心，山东青岛266043）摘要：易切削钢对塞棒的损毁除高温融熔钢水的冲刷外，还有［Mn］、［O］等物质对棒头材质的侵蚀。以电熔镁砂、鳞片石墨、氮化物等为主要原料，添加复合高温抗氧化剂，采用分阶段保护的方式防止碳的氧化等，研制的塞棒耐材具有优良的高温抗氧化性能，应用表明，高性能整体塞棒浇注12

2、L14易切削钢可连浇6炉，最长浇注时间达6.5h。关键词：整体塞棒；易切削钢；高温抗氧化性；电熔镁砂中图分类号：TQ175.7文献标识码：A文章编号：1004-4620（2010）04-0047-02易切钢中［O］含量一般较高，较高含量的氧对1前言含碳耐火材料而言更是致命的威胁，它会加速石墨易切削钢是机械工业发展中应用日趋广泛的等碳素的氧化，使与之接触的碳复合耐材中的重要节能材料，是我国轿车用钢国产化急需解决的不易成分－石墨消失殆尽。鳞片石墨氧化脱碳后将直产生的特钢品种之一，目前国内仅少数几家钢厂能接导致棒头结构疏松，抗侵蚀性能和抗冲刷性下少量生产，产量、质量都远不能满足

3、国内市场需降，从而加剧塞棒棒头损毁。求。主要原因是易切削钢是世界三大难以连铸的2.2易切削钢用整体塞棒的研制思路钢种之一，难点在于：一是易切削钢的高氧含量、高由上述分析可知，要提高易切削钢用整体塞棒硫含量大大降低了钢水的表面张力，使钢渣分离困的使用寿命，就要切实提高制品的抗氧化性能、抗难，导致钢渣混卷，形成大量表面及皮下缺陷甚至锰侵蚀性能和抗冲刷性能。由于含碳耐材所用原漏钢；二是易切削钢中锰、氧、硫含量高，且浇钢温料中的鳞片石墨具有热膨胀系数小，不易被熔渣润度高，高温下会与耐火材料中的某些成分发生理化湿等特点，确保鳞片石墨不被氧化，就可提高材质［1］反应，使耐火材料侵蚀，

4、普通耐材难以满足要求。的耐侵蚀性和抗热震稳定性能。提高含碳耐材抗普通整体塞棒只能使用2～3h。由于连铸时，氧化性能的措施有：长水口、外挂浸入式水口可随时更换，唯独中包水1）通过降低棒头材质中的石墨含量可以减轻口、整体塞棒等不能更换，随着中间包内衬使用寿棒头的氧化，但作用有限，却易使制品的抗热震稳命的提高，目前整体塞棒、中包水口的使用寿命已定性能下降，使棒头出现剥落、掉片等现象。经成为严重制约钢厂连浇炉数的主要因素。2）通过在棒头材质中添加合适的抗氧化剂、在制品表面涂覆防氧化涂料等措施来延缓碳素的氧2研制过程及试验结果化，提高棒头的抗氧化性能。目前，这是应用最广2.1易切削

5、钢用整体塞棒的侵蚀机理［2］泛的方法。对于易切钢来说，钢水对塞棒棒头的损毁除了含碳耐材易氧化，而且氧化温度较低（如树脂高温融熔钢水的冲刷外，还有钢水中的［Mn］和［O］［3］炭约600℃就已比较明显），而整体塞棒的使用温等物质对棒头材质的侵蚀。棒头材质中的Al2O3、度较高（1550℃左右），因此，防止碳氧化的温度范SiO2等易与钢水中的［Mn］反应，生成低熔物，这些围要求较宽。由于防氧化涂料是依靠生成低熔物低熔物很容易熔融进入钢水中，被钢水带走，从而保护层来防止碳氧化，且涂层厚度有限（约在0.5导致耐材熔损。具体反应如下：mm以下），难以兼顾低、中、高温，只能在部分温度

6、Al2O（3s）+［Mn］+［Fe］+［O］→（Mn，Fe）O·Al2O（3s），范围起作用。目前常用的防氧化添加剂如硅粉、碳（Mn，Fe）O·Al2O（3s）+［Mn］+［Fe］+［O］→化硼等，在提高材质抗氧化性能的同时，也降低了Al2O·3MnO·FeO，材质的抗侵蚀性能，加入量受限，作用也有限；而铝MnO+SiO2→MnO·SiO（2低熔物，熔点1350℃）。粉、氮化铝等添加剂易导致制品出现裂纹等缺陷。通过分析各种防氧化措施的优缺点，决定提高收稿日期：2010-03-10作者简介：周永涛，男，1976年生，2000年毕业于武汉科技大学无机棒头材质的高温抗氧化性能，

7、采用分阶段保护的方非金属材料专业。现为山东中齐耐火材料集团有限公司技术中心式来阻止碳的氧化：即在烘烤及浇铸初期时，主要工程师，从事耐火材料产品的研发工作。472010年8月山东冶金第32卷依靠制品表面的防氧化涂料来阻止碳的氧化。将并全部进行X光探伤，以确保制品质量。生产工艺防氧化涂层的熔融温度控制在650～1200℃，使制流程如下：配料→混炼→干燥→复合成型→制品干品中的碳在中、低温度期间得到有效保护。在高温燥→烧成→附属加工→X光探伤→喷涂防氧化涂层浇铸时，主要依靠制品材质本身的高温抗氧化性能→外观检查→包装入库。来阻止碳的