整体塞棒的特点:整体塞棒一律采用等静压成型,其形状和尺寸取决于中间包的容量,钢水面的高度和中间包水口的喇叭形状和孔径的大小而定。其塞棒头有带空心的、带吹氩孔或带透气塞的整体塞棒。固定方式是关键,一种采金属销固定,一种采用螺纹固定。
塞棒的功能主要是用于中间包开闭,除能自动控制中间包至结晶器的钢水流量外,还可通过塞棒的吹氩孔,向中间包吹入氩气和其它惰性气体,塞棒还具有控制钢流和净化的功能。
整体塞棒材质一般为铝碳质。在塞棒的头部带有吹氩孔或镶有透气塞,在浇注时,氩气由塞棒孔通过吹气孔或透气塞吹向浸入式水口,氩气以细散的形式进入钢水,可以降低Al2O3的聚集量,减少在浸入式水口内的沉积,延长整体塞棒的使用寿命。
为适应不同精炼条件以及钢种的连铸需要,整体塞棒棒头有铝碳质、镁碳质、尖晶石碳质以及锆碳质等不同棒头材质,棒身材质多为铝碳质材料。在有些长寿命中间包连铸时,塞棒棒身部位会根据实际需求,棒身会复合设计有渣线材料,以提高抗塞棒棒身抗侵蚀能力。
表 1铝碳质整体塞棒理化指标
项目 | A | B | C | D | E | F |
化学组成 % Al2O3 F.C C+SiC | 60 28 | >60 >25 | ≥60 ≥18 8~10 | >55 >25 | 60~70 ≥25 | 66.64 18.69 |
显气孔率 % | 13 | ≤18 | ≤18 | ≤15 | ≤13 | 11 |
体积密度 g/cm | 2.60 | 2.65 | ≥ | >2.60 | ≥2.65 | 2.54 |
耐压强度 MPa | 25 | >18 | ≥22 | ≥20 | 32.6 | |
抗热震性 次 1100℃ 水冷 | >10 | ≥5 | ≥5 | ≥5 | ||
耐火度 ℃ | ≥1770 | ≥1770 |
连铸生产过程中,整体塞棒头部受侵蚀、冲刷严重,特别是浇铸某些特钢,如经Ca、Si处理的钢种或P、S合金化的高速切削钢,塞棒头部侵蚀过快,常因无法控制钢流速度而报废。开发的MgO-Al2O3-C复合塞棒,选用CaO/SiO2>2的电熔镁砂,含99%的高纯石墨,并加抗氧化剂SiC和添加剂。使棒头充分发挥了MgO-C材质耐侵蚀、抗热震的优越性,其膨胀率也与Al2O3-C质相适应。
复合Al2O3-SiC-C塞棒,棒体采用Al2O3-C质,塞头部位Al2O3-SiC-C质。特级矾土铝含量大于87%,电熔刚玉铝含量大于99%,石墨C大于95%,采用等静压成型,有效地解决了Al2O3-C和Al2O3-SiC-C两种材质因热应力不同,而在高温下出现的界面断裂。
整体塞棒使用前必须烘烤到800~1000℃方能使用,长时间的烘烤会使铝碳制品表面石墨氧化呈疏松状态,导致制品耐侵蚀性和使用寿命降低,在使用时会造成制品断裂和穿孔事故。采用防氧化涂料,在1000℃以下表面形成一层连续的光亮的釉层,且附着力强,不产生釉滴,抗氧化能力强。
塞棒防堵塞措施:1、塞棒吹氩。当浇铸添加Ti、Ca或Si元素的特殊钢时棒端和水口连接部位,易形成夹杂物堵塞,在塞棒头采用多孔和缝隙式,氩气从此吹向浸入式水口,可防止结瘤堵塞。2、气洗长水口。把氩气从中间包塞棒的芯管上端吹入,通过多孔质塞头砖进入注流中,不但可以防止水口堵塞,而且还有细化夹杂和降低夹杂的效果。3、尖晶石-碳塞棒防堵塞。钙处理钢对铝碳质材料侵蚀,严重新开发的尖晶石-碳塞棒,不与mCaO·nAl2O3反应,且材质强度高抗侵蚀性好。