CN101508586A - 连铸中间包工作衬用涂料及其生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种连铸中间包工作衬涂料及其生产工艺，该涂料的成份按重量份数计为：镁橄榄石生料50～90份、镁砂10～50份、复合添加剂3～5份，其中复合添加剂为有机纤维、纸纤维、石灰、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、粘土或硅酸盐中的至少一种。该涂料的生产工艺为：按所述重量比例取镁橄榄石生料、镁砂和复合添加剂，混合搅拌均匀，使混合物无明显白料，即可获得连铸中间包工作衬用涂料。该涂料的涂抹性能良好，不垮包、烧结性能良好、抗冲刷、抗渣侵蚀和抗剥落性能好，环保无污染、使用寿命长，生产成本低，且该涂料的制备方法简便易行。

Description

连铸中间包工作衬用涂料及其生产工艺

技术领域

本发明涉及不定型耐火材料及其生产工艺，具体地说是指一种炼钢工艺过程中的连铸中间包工作衬用涂料及其生产工艺。

背景技术

随着市场对钢品质要求越来越高，促使炼钢工艺不断精细化，连铸中间包工作衬用耐火材料在不断更新，从无工作衬到绝热板，从绝热板再到现有的中间包涂料，不断地完善。但也引发了很多新的问题，主要体现在以下几个方面：

1、中间包涂料的原料价格上涨，产品成本提高。最初，中间包涂料采用中档镁砂为骨料、加入粘土、糊精等外加剂，可满足连铸时间5～12小时的需要。但是随着原料的价格上涨及钢铁发展形势的变化，涂料的利润空间在逐步缩小，严重影响了企业的效益，开发新的低成本的中间包涂料已刻不容缓。

2、中间包涂料的使用性能有待改善。随着炼钢节奏的不断加快，要求中间包涂料的性能要明显改善，需具有良好的涂抹性和对衬体的粘附性，在烘烤和使用过程中不开裂、不剥落，并可以减少钢液中的非金属杂质，使用后残衬层易于清除，在大型中间包上使用时应满足连铸时间5～12小时、甚至16小时的需要。

3、中间包涂料存在垮包现象、自动翻包性能差。各生产厂的实践表明，现有的中间包涂料大多存在垮包现象，且加入外加剂后涂料内的低熔物增多，造成不耐侵蚀。同时，由于粘结永久层，使得其自动翻包的性能较差。

为了解决上述问题，目前的中间包涂料普遍采用20～50％的镁橄榄石生料与熟料的组合物，这虽然在一定程度上降低了成本，但上述垮包现象和自动翻包性能差的缺陷仍没有从根本上解决。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种抗侵蚀性能强、使用寿命长、生产成本低的连铸中间包工作衬用涂料及其生产工艺。

为了实现上述目的，本发明所设计的连铸中间包工作衬用涂料，其化学成份按重量份数计为：镁橄榄石生料50～90份、镁砂10～50份、复合添加剂3～5份。其中，复合添加剂为有机纤维、纸纤维、石灰、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、粘土或硅酸盐中的至少一种。

上述连铸中间包工作衬用涂料优选的化学成份按重量份数计为：镁橄榄石生料60～70份、镁砂30～40份、复合添加剂4～5份。

上述连铸中间包工作衬用涂料最优的化学成份按重量份数计为：镁橄榄石生料65份、镁砂35份、复合添加剂4.5份。

申请人分析了目前国内外实际生产应用的连铸中间包工作衬的损毁机理及目前所用耐火材料的构成、理化指标和使用性能要求。钢水的温度一般在1550～1600℃，当浇钢时中间包工作衬受到高温钢水的冲击而产生冲刷磨损；在浇钢期间受到钢水和渣的化学侵蚀，在这样的反复过程中，工作衬反复经受渣的侵蚀以及钢水的冲刷，这些因素都会导致耐火材料工作衬的快速损毁。另外涂料在涂抹时中间包的温度约在40～70℃，因此要保证在此温度下涂料易涂抹、不易垮包，中间包涂料在浇钢后翻包过程中，要求能够自动翻包，且不粘结永久层、不造成对永久层的破坏。因此，对于连铸中间包涂料用耐火材料应选用抗冲刷、抗渣侵蚀和抗剥落性能好的耐火材料。同时要保证其涂抹性能、使用后的翻包性能。本发明采用镁橄榄石生料和镁砂(中档镁砂、制砖镁砂等)为主要原料，镁质耐火材料化学性能相对稳定，对钢渣有较好的抵抗能力，可以明显提高产品的抗侵蚀性能，采用镁橄榄石生料能大大降低生产成本。

进一步地，上述连铸中间包工作衬用涂料中，最好选用镁橄榄石生料中MgO的重量百分比为42～46％，镁砂中MgO的重量百分比为85～98％。这样，既可以大大降低成本，又能保证产品的使用性能。

再进一步地，上述连铸中间包工作衬用涂料中，镁橄榄石生料的粒度最好≤5mm，镁砂的粒度最好≤1mm，复合添加剂粉料的粒度最好为180目，复合添加剂中有机纤维的长度最好≤3mm。复合添加剂能改善其涂抹性能和烧结性能，同时保证使用后易自动翻包，不产生更多的低熔物。其中加入有机纤维可保证其在烘烤过程中不爆裂；加入石灰可保证其在涂抹后能够在较短的时间内变干，减少自然干燥时间，同时对涂抹状况也有改善。

更进一步地，上述粒度≤5mm的镁橄榄石生料中，各粒度范围的重量百分比为：5～3mm的占20～30％，3～1mm的占25～35％，1～0.088mm的占25～35％，<0.088mm的占0～30％。上述粒度≤1mm的镁砂中，各粒度范围的重量百分比为：1～0.088mm的占0～35％，<0.088mm的占65～100％。这样可以进一步增强制品的抗侵蚀性能。

上述连铸中间包工作衬涂料的生产工艺，包括如下步骤：按所述重量比例取镁橄榄石生料、镁砂和复合添加剂，混合搅拌均匀，使混合物无明显白料，即可获得连铸中间包工作衬用涂料。

具体地说，该工艺是先将作为骨料的镁橄榄石生料投入到强制搅拌器中，然后加入镁砂细粉和复合添加剂，强制搅拌5～7分钟，使混合物无明显白料，即可获得连铸中间包工作衬用涂料。所获得的涂料可装入吨袋在干燥、阴凉处存放，避免受潮。使用时按1kg涂料兑150～300ml水即可。

本发明的连铸中间包工作衬用涂料以镁橄榄石和镁砂作为主料，配以适当的复合添加剂，其优点在于：镁橄榄石是一种复合材质，其价格低廉，可大幅降低生产成本，适合企业经济效益的需要。镁砂耐钢水侵蚀性能良好，可减少钢水渣对涂料层的侵蚀，其与复合添加剂协同作用，可提高产品的中高温性。而复合添加剂很好地改善了涂料的涂抹性能和烧结性能，同时满足自动翻包需要。这样，本发明的涂料不仅涂抹性能良好、不垮包，而且烧结性能良好、抗冲刷、抗渣侵蚀和抗剥落。同时，其制备方法简便易行，产品环保无污染、使用寿命长。试验表明：采用本发明的涂料连铸时间可达16小时左右。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明的连铸中间包工作衬用涂料及其生产工艺作进一步的详细描述：

实施例1：

原料：镁橄榄石生料50公斤、镁砂50公斤、三聚磷酸钠1.5公斤、硅酸盐0.5公斤、粘土0.5公斤、有机纤维0.05公斤、纸纤维1.2公斤、石灰1公斤。上述镁橄榄石生料中MgO重量百分比为45％，镁橄榄石生料的粒度≤5mm，粒度分别为5～3mm、3～1mm、1～0.088mm、<0.088mm四个级配构成，占镁橄榄石生料重量百分比分别为30％、35％、35％、0％。上述镁砂中MgO的重量百分比为85％，镁砂的粒度≤1mm，粒度分别为1～0.088mm，<0.088mm两个级配，占镁砂重量百分比分别为35％、65％。石灰、粘土粒度均为180目。

制备工艺：首先将上述原料按配方称量，然后把镁橄榄石生料作为骨料加入强制搅拌机中，再加入镁砂细粉和复合添加剂，均匀搅拌5～8分钟，物料混合均匀无明显白料后装入吨袋制得。工业实验证明，采用该涂料的连铸时间在16小时以上。

实施例2

原料：镁橄榄石生料70公斤、镁砂30公斤、三聚磷酸钠1.5公斤、有机纤维0.1公斤、纸纤维1.5公斤、石灰1公斤。上述镁橄榄石生料中MgO重量百分比为44％，镁橄榄石生料的粒度≤5mm，粒度分别为5～3mm、3～1mm、1～0.088mm、<0.088mm四个级配构成，占镁橄榄石重量百分比分别为25％、30％、30％、15％。上述镁砂中MgO的重量百分比为88％，镁砂的粒度≤1mm，粒度分别为1～0.088mm、<0.088mm两个级配，占镁砂重量百分比分别为30％、70％。石灰粒度均为180目。

制备工艺：首先将上述原料按配方称量，然后把所述的镁橄榄石生料作为骨料加入强制搅拌机中，再加入镁砂细粉和复合添加剂，均匀搅拌5～8分钟，物料混合均匀无明显白料后装入吨袋制得。工业实验证明，采用该涂料的连铸时间在16小时以上。

实施例3

原料：镁橄榄石生料90公斤、镁砂10公斤、六偏磷酸钠1.5公斤、硅酸盐0.5公斤、有机纤维0.05公斤、纸纤维1.5公斤、石灰1公斤。上述镁橄榄石生料中MgO重量百分比为42％，镁橄榄石生料的粒度≤5mm，粒度分别为5～3mm、3～1mm、1～0.088mm、<0.088mm四个级配构成，占镁橄榄石生料重量百分比分别为20％、25％、25％、30％。上述镁砂中MgO的重量百分比为91％，镁砂的粒度≤1mm，粒度分别为1～0.088mm、<0.088mm两个级配，占镁砂重量百分比分别为0％、100％。石灰粒度均为180目。

制备工艺：首先将上述原料按配方称量，然后把所述的镁橄榄石生料作为骨料加入强制搅拌机中，再加入镁砂细粉和复合添加剂，均匀搅拌5～8分钟，物料混合均匀无明显白料后装入吨袋制得。工业实验证明，采用该涂料的连铸时间在10小时以上。

实施例4

原料：镁橄榄石生料65公斤、镁砂35公斤、六偏磷酸钠2公斤、有机纤维0.1公斤、纸纤维1.4公斤、石灰1公斤。上述镁橄榄石生料中MgO重量百分比为46％，粒度≤5mm，粒度分别为5mm～3mm、3mm～1mm、1mm～0mm三个级配构成，占镁橄榄石生料重量百分比分别为28％、33％、39％。上述镁砂中MgO的重量百分比为98％，镁砂的粒度为≤1mm，粒度分别为1mm～0.088mm、≤0.088mm两个级配，占镁砂重量百分比分别为10％、90％。石灰粒度均为180目。

制备工艺：首先将上述原料按配方称量，然后把所述的镁橄榄石生料作为骨料加入强制搅拌机中，再加入镁砂细粉和复合添加剂，均匀搅拌5～8分钟，物料混合均匀无明显白料后装入吨袋制得。工业实验证明，采用该涂料的连铸时间在10小时以上。

下列表1为本发明实施例所生产出的连铸中间包工作衬用涂料的工业试验结果。

表1：本发明的工业试验报告

 

实施例	中间包号	涂抹性能	中间包钢水温度℃	连铸时间h	工作衬涂料残厚平均值mm
						1	7	易涂抹、不垮包	1530～1560	≥16	35
2	16	易涂抹、不垮包	1535～1557	≥16	33
						3	11	易涂抹、不垮包	1540～1567	≥10	30
4	21	易涂抹、不垮包	1525～1550	≥16	32

从表1的连铸中间包工作衬用涂料的工业试验结果可以看出，在编号为7、16、11、21的中间包上涂覆本发明的涂料时，当中间包钢水温度分别为1530～1560℃、1535～1557℃、1540～1567℃、1525～1550℃时，实施例1、2、4的连铸时间均为≥16h，实施例3的连铸时间为≥10h，其连铸时间明显增长。其工作衬涂料残厚平均值分别为35mm、33mm、30mm、32mm，它们均表现出来良好的易涂抹、不垮包性能。

Claims (10)

1、一种连铸中间包工作衬用涂料，其特征在于：该涂料的成份按重量份数计为：镁橄榄石生料50～90份、镁砂10～50份、复合添加剂3～5份，其中复合添加剂为有机纤维、纸纤维、石灰、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、粘土或硅酸盐中的至少一种。

2、根据权利要求1所述的连铸中间包工作衬用涂料，其特征在于：该涂料的成份按重量份数计为：镁橄榄石生料60～70份、镁砂30～40份、复合添加剂4～5份。

3、根据权利要求1所述的连铸中间包工作衬用涂料，其特征在于：该涂料的成份按重量份数计为：镁橄榄石生料65份、镁砂35份、复合添加剂4.5份。

4、根据权利要求1或2或3所述的连铸中间包工作衬用涂料，其特征在于：所述镁橄榄石生料中MgO的重量百分比为42～46％。

5、根据权利要求1或2或3所述的连铸中间包工作衬用涂料，其特征在于：所述镁砂中MgO的重量百分比为85～98％。

6、根据权利要求1或2或3所述的连铸中间包工作衬用涂料，其特征在于：所述镁橄榄石生料的粒度≤5mm；所述镁砂的粒度≤1mm；所述复合添加剂中粉料的粒度为180目、有机纤维的长度≤3mm。

7、根据权利要求6所述的连铸中间包工作衬用涂料，其特征在于：所述粒度≤5mm的镁橄榄石生料中，各粒度范围的重量百分比为：5～3mm的占20～30％，3～1mm的占25～35％，1～0.088mm的占25～35％，<0.088mm的占0～30％。

8、根据权利要求6所述的连铸中间包工作衬用涂料，其特征在于：所述粒度≤1mm的镁砂中，各粒度范围的重量百分比为：1～0.088mm的占0～35％，<0.088mm的占65～100％。

9、一种权利要求1所述连铸中间包工作衬用涂料的生产工艺，其特征在于：该工艺是按所述重量比例取镁橄榄石生料、镁砂和复合添加剂，混合搅拌均匀，使混合物无明显白料，即可获得连铸中间包工作衬用涂料。

10、根据权利要求9所述的连铸中间包工作衬用涂料的生产工艺，其特征在于：该工艺是先将作为骨料的镁橄榄石生料投入到强制搅拌器中，然后加入镁砂细粉和复合添加剂，强制搅拌5～8分钟，使混合物无明显白料，即可获得连铸中间包工作衬用涂料。