專利名稱：一種鎂鈣質中間包干式工作襯料及其制備方法
技術領域：
本發明屬于不定型耐火材料技術領域。尤其涉及一種鎂鈣質中間包干式工作襯耐火材料 及其制備方法。
背景技術：
中間包是煉鋼工藝的最后一個冶金容器，它對鋼水質量的影響很大。所以，人們對此進 行了大量的研究工作如降低中間包耐火材料消耗，充分發揮耐火材料的冶金功能(李楠.耐火材料與鋼鐵的反應及對鋼質量的影響[M].北京冶金工業出版社，2005. 158-215.;吳華杰， 程志強，金山同，等.鎂鈣質和鎂質中間包涂料對鋼液潔凈度的影響[J].耐火材料，2002,36(3): 145-147.);降低施工勞動量，改善用后解體性能(沈威，黃文熙，閡盤榮.水泥工藝學[M].北 京中國建筑工業出版社，1986.19.;李友勝，江華，李楠.石灰石對MgO質中間包干式料性 能的影響.武漢科技大學學報(自然科學版),2006，29(5): 455-481.);以及提高中間包工作效 率，減小環境污染，發展環保節能型產品，并根據鑄坯質量要求選擇合適的材質。中間包工作襯經歷了絕熱板和涂抹料階段后，隨著連鑄中間包快速更換水口技術的突破， 開發出了中間包干式振動料。例如"連鑄中間包堿性干式工作襯"技術(CN01115190.0)， 是以鎂砂為主體的不定形組合物，其組份按重量百分比計為鎂砂85_95%，硼化物0.5 — 3.0%,熱塑性物質2—10%，磷酸鹽1_3%，氟化物1一3%。"一種新型中間包鎂鈣質千式 工作襯"(CN02117935.2)是以合成鎂鈣砂、鈍化白云石砂、鈍化石灰石砂、煅燒白云石砂、 煅燒石灰石砂等為鈣質原料，以鐵鱗、粘土、硅微粉等為助燒結劑，以樹脂、糖稀、PVC為 結合劑，經均勻混合制得干式襯材料。"鎂白云石中間包干式工作襯料"(CN200610066295.8) 則主要由鎂砂、白云石骨料與鎂砂，a-Al203細粉及復合添加劑、酚醛樹脂按比例混合而成。 "一種中間包干式振動料的制備方法"(CN200610018503.7)按重量百分含量將85 97%的鎂 砂或鎂橄欖石與3 15%的偏硅酸鈉混合，攪拌均勻后采用胎膜振動成型，在100 40(TC烘 烤，脫模得到中間包干式振動料。"一種新型中間包干式工作襯"(CN02117371.0)它以鎂砂、 橄欖石砂、合成鎂鈣砂、鈍化白云石砂、鈍化石灰石砂、煅燒橄欖石砂為基本原料，以硫酸 鋁(Al2(S04)3.18H20)、聚合氯化鋁(AlCly6H20)、鹵鹽(MgCl2'6H20)為結合劑，以鐵鱗、粘土、 硅微粉為助燒結劑。"鎂鈣碳中間包干性工作襯料"(CN200510059787.X)是電熔鎂砂、鎂鈣3砂、石墨、復合添加劑，酚醛樹脂等均勻混合物。"一種中間包干式工作襯的制備方法"(CN200710062203.3)按重量百分含量將85-95%的鎂砂與5-15%的葡萄糖或檸檬酸混合， 攪拌均勻后采用模胎振動成型。上述干式料為非水系材料，雖具有施工方便、能耗量小、壽命長、提高中間包工作效率 的特點，但存在以下缺點酚醛樹脂不僅價格昂貴、成本高，且在烘烤過程中有刺激性氣體 氨氣、甲醛、游離酚等產生，污染環境，危害工人健康，炭化后的碳、氫有明顯的增碳增氫 作用；以磷酸鹽、氯化物、硫酸鹽為結合劑的干式料在烘烤和使用過程中同樣有強刺激性氣 體產生，污染環境，危害工人健康；以單一偏硅酸鈉為結合劑，需大量加入才能保證干式料 低溫強度，導致低熔物增多，而顯著影響材料的高溫使用性能和用后解體性能；以鎂砂、鎂 橄欖石為主要原料對降低鋼水夾雜物，提高鋼坯質量作用甚微；引入鎂鈣砂，生石灰等含CaO 材料，由于CaO防水化技術尚不完善，而極易水化，產生膨脹致使鎂鈣砂或生石灰等粉化， 導致材料出現裂紋或開裂。發明內容本發明旨在克服現有干式料的不足，目的是提供一種價格便宜、環境友好、節約能源、 具有優良的冶金效果和使用后易于解體的鎂鈣質中間包干式工作襯。為完成上述任務，本發明采用的技術方案是按MgO為55~85 wt %和CaO為10~40 wt % 的理論含量，將55 65wt。/。的3 0rnrn的顆粒料、22~35 wt %的小于0.088mm粉料、0或0.5~8 wto/。的添加劑和6 12wt。/。的結合劑混合，經攪拌和振動成型后，在200 350'C條件下烘烤， 脫模得到中間包干式工作襯料。其中顆粒料為鎂砂、菱鎂礦、石灰石、白云石中的一種或 一種以上的混合物；粉料為鎂砂、消石灰、石灰石、白云石、菱鎂礦中的一種或一種以上的 混合物。所述的結合劑或為糖類及其衍生物和含水硅酸鈉的混合劑，或為糖類及其衍生物和偏硅 酸鈉的混合劑，或為糖類及其衍生物、含水硅酸鈉和偏硅酸鈉的混合劑。所述的糖類及其衍生物為葡萄糖、木糖、半乳糖、果糖、葡萄糖醛酸中的一種或一種以 上的混合劑。所述的添加劑為鐵鱗、硅微粉、硼砂、粘土、石墨、炭黑中的一種或一種以上的混合劑。 由于采用上述技術方案，本發明工藝簡單、施工方便，烘烤時間短、強度高、快速烘烤 無爆裂和脫落現象、烘烤過程基本無煙，不污染環境，不危害工人健康；采用的復合結合劑 價格低廉、復合結合劑中的少量無機鹽中溫促進燒結能力強，高溫還可與基質材料生成部分高溫物相，提高工作襯高溫性能；所采用的含鈣原料來源廣泛，未經煅燒處理節約能源，價 格便宜且不水化，便于物料的存放；鈣原料高溫下分解的CaO是以f-CaO形式存在的，有利 于潔凈鋼水，吸附鋼水中的A1203、 Si02等夾雜和降低鋼中有害元素[S]、 [P]含量，這對潔 凈鋼冶煉是極為重要的；同時，還可根據原料的種類和純度以及冶煉鋼種的需要，調整添加 劑的加入種類和數量，滿足不同需求。所制備的工作襯具有中溫材料結合強度高、耐鋼水沖 擊能力強、高溫抗侵蝕和抗滲透能力強、使用壽命長的特點；使用后強度低，解體性能好， 易于翻包。
具體實施方式
下面結合具體的實施方式，對本發明做進一步的描述，并非對本發明保護范圍的限制。 實施例l一種鎂鈣質中間包干式工作襯耐火材料及其制備方法按MgO為78~85 wt %和CaO為 10~16 wt %的理論含量，將55 58wt。/。的3~0mm的顆粒料、28~34 wt %的小于0.088mm的鎂 砂、2~4 wt %的添加劑和8~12 wt %的結合劑混合，經攪拌和振動成型后，在200 35(TC條件 下烘烤，脫模得到中間包干式工作襯料。其中顆粒料為鎂砂和石灰石的混合物。所述的結合劑為葡萄糖、半乳糖和含水硅酸鈉的混合劑；添加劑為鐵鱗、硅微粉和石墨 的混合劑。 實施例2一種鎂鈣質中間包干式工作襯耐火材料及其制備方法按MgO為78~85 wt %和CaO為 10~16 wt %的理論含量，將55 58wt。/。的3~0mm的顆粒料、28~34wt %的小于0.088mm粉料、 2 4wt。/。的添加劑和8 12 wt。/。的結合劑混合，經攪拌和振動成型后，在200 350。C條件下烘 烤，脫模得到中間包干式工作襯料。其中顆粒料為鎂砂和石灰石的混合物；粉料為鎂砂和 石灰石的混合物。所述的結合劑為葡萄糖、半乳糖和偏硅酸鈉的混合劑；添加劑為鐵鱗、硅微粉和石墨的 混合劑。 實施例3一種鎂鈣質中間包干式工作襯耐火材料及其制備方法按MgO為78~85 wt %和CaO為 10~16wt %的理論含量，將55 58wt。/。的3~0mm的顆粒料、28~34wt %的小于0.088mm粉料、 2~4 wt %的添加劑和8~12 wt %的結合劑混合，經攪拌和振動成型后，在200 35(TC條件下烘烤，脫模得到中間包干式工作襯料。其中顆粒料為鎂砂和石灰石的混合物；粉料為鎂砂和 消石灰的混合物。所述的結合劑為葡萄糖、木糖、半乳糖和偏硅酸鈉的混合劑；添加劑為鐵鱗、硅微粉和 石墨的混合劑。 實施例4一種鎂鈣質中間包干式工作襯耐火材料及其制備方法按MgO為78~85 wt %和CaO為 10~16 wt %的理論含量，將55 58wt。/。的3~0mm的顆粒料、28~34 wt %的小于0.088mm粉料、 2-4wtn/。的石墨為添加劑和8 12wt。/。的結合劑混合，經攪拌和振動成型后，在200 35(TC條 件下烘烤，脫模得到中間包干式工作襯料。其中顆粒料為鎂砂和石灰石的混合物；粉料為 鎂砂和石灰石的混合物。所述的結合劑為葡萄糖、葡萄糖醛酸、含水硅酸鈉和偏硅酸鈉的混合劑。 實施例5一種鎂鈣質中間包干式工作襯耐火材料及其制備方法按MgO為78~85 wt %和CaO為 10~16 wt %的理論含量，將55 58wt。/。的3 Ornrn的鎂砂顆粒料、28~34 wt %的小于0.088mm 粉料、2~4城％的添加劑和8-12wt。/。的結合劑混合，經攪拌和振動成型后，在200 350'C條 件下烘烤，脫模得到中間包干式工作襯料。其中，粉料為鎂砂、消石灰、石灰石、白云石和 菱鎂礦的混合物。所述的結合劑為葡萄糖、果糖和偏硅酸鈉的混合劑；添加劑為鐵鱗、硅微粉和石墨的混 合劑。 實施例6一種鎂鈣質中間包干式工作襯耐火材料及其制備方法按MgO為78~85 wt %和CaO為 10~16wt %的理論含量，將55 58wt。/。的3~0mm的顆粒料、28~34 wt %的小于0.088mm鎂砂 粉料、2-4wtn/。的添加劑和8 12wtn/o的結合劑混合，經攪拌和振動成型后，在200 350'C條 件下烘烤，脫模得到中間包干式工作襯料。其中顆粒料為鎂砂、菱鎂礦、石灰石和白云石的混合物。所述的結合劑為葡萄糖、木糖和含水硅酸鈉的混合劑；添加劑為鐵鱗、硅微粉和石墨的 混合劑。 實施例7一種鎂鈣質中間包干式工作襯耐火材料及其制備方法按MgO為70~78 wt %和CaO為15~24 wt %的理論含量，將56 60wt。/o的3 0rnrn的顆粒料、32~35 wt %的小于0.088mm粉料、 0.5~2 wt %的添加劑和6 8 wtn/。的結合劑混合，經攪拌和振動成型后，在200 35(TC條件下烘 烤，脫模得到中間包干式工作襯料。其中顆粒料為鎂砂和石灰石的混合物；粉料為鎂砂和 石灰石的混合物。所述的結合劑為葡萄糖和偏硅酸鈉的混合劑；添加劑為硼砂和粘土的混合劑。 實施例8一種鎂鈣質中間包干式工作襯耐火材料及其制備方法按MgO為70~78wt %和CaO為 15~24 wt %的理論含量，將56 60wt。/。的3~0mm的顆粒料、32~35 wt %的小于0.088mm粉料、 0.5-2 wt %的添加劑和6~8 wt %的結合劑混合，經攪拌和振動成型后，在200 35(TC條件下烘 烤，脫模得到中間包干式工作襯料。其中顆粒料為鎂砂、石灰石和白云石中的混合物；粉料為鎂砂和石灰石的混合物。所述的結合劑為糖類及其衍生物、含水硅酸鈉和偏硅酸鈉的混合劑，糖類及其衍生物為葡萄糖、木糖、半乳糖、果糖和葡萄糖醛酸的混合劑；添加劑為硼砂和粘土的混合劑。 實施例9一種鎂鈣質中間包干式工作襯耐火材料及其制備方法按MgO為70-78 wt %和CaO為 15~24 wt %的理論含量，將56 60wt。/。的3 Ornrn的顆粒料、32~35 wt %的小于0.088mm粉料、 0.5~2 wt %的添加劑和6~8 wt。/。的結合劑混合，經攪拌和振動成型后，在200 35(TC條件下烘 烤，脫模得到中間包干式工作襯料。其中顆粒料為鎂砂和石灰石的混合物；粉料為鎂砂和 石灰石的混合物。所述的結合劑為葡萄糖、果糖和含水硅酸鈉的混合劑；添加劑為鐵鱗和硅微粉的混合劑。 實施例10一種鎂鈣質中間包干式工作襯耐火材料及其制備方法按MgO為70~78 wt %和CaO為 15~24 wt %的理論含量，將56 60wt。/。的3 Ornrn的顆粒料、32 35 wt %的小于0.088mm粉料、 0.5 2wto/()的添加劑和6 8wt。/。的結合劑混合，經攪拌和振動成型后，在200 35(TC條件下烘 烤，脫模得到中間包干式工作襯料。其中顆粒料為鎂砂和石灰石的混合物；粉料為鎂砂和 菱鎂礦的混合物。所述的結合劑為葡萄糖、木糖和偏硅酸鈉的混合劑；添加劑為鐵鱗和硅微粉的混合劑。 實施例11一種鎂鈣質中間包干式工作襯耐火材料及其制備方法按MgO為65~72 wt %和CaO為22~28wt %的理論含量，將60 64wt。/。的3~0mm的顆粒料、24~28 wt %的小于0.088mm粉料、 3 6wte/。的添加劑和8 10wte/。的結合劑混合，經攪拌和振動成型后，在200 350'C條件下烘 烤，脫模得到中間包干式工作襯料。其中顆粒料為鎂砂和石灰石的混合物；粉料為鎂砂和石灰石的混合物。所述的結合劑為葡萄糖和含水硅酸鈉的混合劑；添加劑為硅微粉、石墨和炭黑的混合劑。 實施例12一種鎂鈣質中間包干式工作襯耐火材料及其制備方法按MgO為65~72 wt %和CaO為 22~28 wt %的理論含量，將60 64wt。/。的3~0mm的顆粒料、24~28wt %的小于0.088mm粉料、 3~6 wt %的添加劑和8~10 wt %的結合劑混合，經攪拌和振動成型后，在200 35(TC條件下烘 烤，脫模得到中間包干式工作襯料。其中顆粒料為鎂砂、菱鎂礦和石灰石的混合物；粉料 為鎂砂和消石灰的混合物。所述的結合劑為葡萄糖、果糖和偏硅酸鈉的混合劑；添加劑為硅微粉、石墨和炭黑的混 合劑。 實施例13一種鎂鈣質中間包干式工作襯耐火材料及其制備方法按MgO為60~65 wt %和CaO為 26~33 wt %的理論含量，將62 65wt。/。的3~0mm的顆粒料、22~26 wt %的小于0.088mm粉料、 4~8 wt %的添加劑和6~8 wt %的結合劑混合，經攪拌和振動成型后，在200 350'C條件下烘 烤，脫模得到中間包干式工作襯料。其中顆粒料為鎂砂和石灰石的混合物；粉料為鎂砂和石灰石的混合物。所述的結合劑為葡萄糖、含水硅酸鈉和偏硅酸鈉的混合劑；添加劑為鐵鱗、硅微粉、硼 砂、粘土、石墨和炭黑的混合劑。 實施例14一種鎂鈣質中間包干式工作襯耐火材料及其制備方法按MgO為60~65 wt %和CaO為 26~33 wt %的理論含量，將62 65wt。/。的3~0mm的顆粒料、22 26 wt %的小于0.088mm粉料、 4~8 wt %的添加劑和6~8 wt %的結合劑混合，經攪拌和振動成型后，在200 350'C條件下烘 烤，脫模得到中間包干式工作襯料。其中顆粒料為鎂砂和石灰石的混合物；粉料為鎂砂、消石灰和白云石的混合物。所述的結合劑為糖類及其衍生物和偏硅酸鈉的混合劑，糖類及其衍生物為葡萄糖、木糖、半乳糖和葡萄糖醛酸的混合劑；添加劑為鐵鱗、硅微粉、硼砂、粘土、石墨和炭黑的混合劑。實施例15一種鎂鈣質中間包干式工作襯耐火材料及其制備方法按MgO為55~60 wt %和CaO為 32~40 wt %的理論含量，將58 62wt。/。的3~0mm的顆粒料、26~32 wt %的小于0.088mm粉料 和10~12 wt %的葡萄糖和偏硅酸鈉為結合劑混合，經攪拌和振動成型后，在200 35(TC條件 下烘烤，脫模得到中間包干式工作襯料。其中顆粒料為鎂砂和石灰石的混合物；粉料為鎂 砂和石灰石的混合物。 實施例16一種鎂鈣質中間包干式工作襯耐火材料及其制備方法按MgO為55~60 wt %和CaO為 32~40 wt %的理論含量，將58 62wt。/。的3~0mm的顆粒料、26~32 wt %的小于0.088mm粉料和6 12wtn/。的葡萄糖和含水硅酸鈉為結合劑混合，工藝條件同實施例l 。其中顆粒料為鎂 砂和石灰石的混合物；粉料為鎂砂和消石灰的混合物。本實施例1~16所制備的工作襯的實測指標為抗折強度220。CX2h 0.9 3.76Mpa， 1100。CX3h 0.85 2.45Mpa， 1550 X3h 2.68 12.3Mpa;耐壓強度220。CX2h 7.40 15.35Mpa， 1100。CX3h 1.55 9.66Mpa， 1550X3h 2.8 35.9Mpa;線變化率1100。CX3h -0.2 0.21%， 1550。CX3h-1.52 -0.36%;該干式工作襯料在中間包上使用，連續鑄鋼爐 數為12 28。本具體實施方式
工藝簡單、施工方便，烘烤時間短、強度高、快速烘烤無爆裂和脫落現 象、烘烤過程基本無煙，不污染環境，不危害工人健康；采用的復合結合劑價格低廉、復合 結合劑中的少量無機鹽中溫促燒能力強，高溫還可與基質材料生成部分高溫物相，提高工作 襯高溫性能；所采用的含鈣原料來源廣泛，未經煅燒處理節約能源，價格便宜且不水化，便 于物料的存放；鈣原料高溫下分解的CaO是以f-CaO形式存在的，有利于潔凈鋼水，吸附鋼 水中的A1203、 Si02等夾雜和降低鋼中有害元素[S]、 [P]含量，這對潔凈鋼冶煉是極為重要 的；同時，還可根據原料的種類和純度以及冶煉鋼種的需要，調整添加劑的加入種類和數量， 滿足不同需求。所制備的工作襯具有中溫材料結合強度高、耐鋼水沖擊能力強、高溫抗渣侵 蝕能力強和使用壽命長的特點；使用后強度低，解體性能好，易于翻包。
權利要求
1、一種鎂鈣質中間包干式工作襯料的制備方法，其特征在于按MgO為55～85wt％和CaO為10～40wt％的理論含量，將55～65wt％的3～0mm的顆粒料、22～35wt％的小于0.088mm粉料、0或0.5～8wt％的添加劑和6～12wt％的結合劑混合，經攪拌和振動成型后，在200～350℃條件下烘烤，脫模得到中間包干式工作襯料；其中顆粒料為鎂砂、菱鎂礦、石灰石、白云石中的一種或一種以上的混合物；粉料為鎂砂、消石灰、石灰石、白云石、菱鎂礦中的一種或一種以上的混合物。
2、 根據權利要求l所述的鎂鈣質中間包干式工作襯料的制備方法，其特征在于所述的結 合劑或為糖類及其衍生物和含水硅酸鈉的混合劑，或為糖類及其衍生物和偏硅酸鈉的混合劑， 或為糖類及其衍生物、含水硅酸鈉和偏硅酸鈉的混合劑。
3、 根據權利要求2所述的鎂鈣質中間包干式工作襯料的制備方法，其特征在于所述的糖類及其衍生物為葡萄糖、木糖、半乳糖、果糖、葡萄糖醛酸中的一種或一種以上的混合劑。
4、 根據權利要求l所述的鎂鈣質中間包干式工作襯料的制備方法，其特征在于所述的添加劑為鐵鱗、硅微粉、硼砂、粘土、石墨、炭黑中的一種或一種以上的混合劑。
5、 根據權利要求l、 2和4項中任一項所述的鎂鈣質中間包干式工作襯料的制備方法所 制備的鎂鈣質中間包干式工作襯料。
全文摘要
本發明涉及一種鎂鈣質中間包干式工作襯耐火材料及其制備方法。所采用的技術方案是按MgO為55～85wt％和CaO為10～40wt％的理論含量，將55～65wt％的3～0mm的顆粒料、22～35wt％的小于0.088mm粉料、0或0.5～8wt％的添加劑和6～12wt％的結合劑混合，經攪拌和振動成型后，在200～350℃條件下烘烤，脫模得到中間包干式工作襯料。其中顆粒料為鎂砂、菱鎂礦、石灰石、白云石中的一種或一種以上的混合物；粉料為鎂砂、消石灰、石灰石、白云石、菱鎂礦中的一種或一種以上的混合物。本發明工藝簡單、施工方便，成本低、環境友好、節約能源；所制備的鎂鈣質中間包干式工作襯具有優良的冶金效果和使用后易于解體的特點。
文檔編號C04B35/66GK101328071SQ200810048640
公開日2008年12月24日 申請日期2008年7月31日 優先權日2008年7月31日
發明者張保國, 王周福, 王璽堂, 鵬 程 申請人:武漢科技大學