CN102120704A

CN102120704A - 一种环保型中间包干式料

Info

Publication number: CN102120704A
Application number: CN2011100592918A
Authority: CN
Inventors: 郭江华; 徐文相; 柳勇
Original assignee: ZHONGQI REFRACT CO Ltd SHANDONG
Current assignee: ZHONGQI REFRACT CO Ltd SHANDONG
Priority date: 2011-03-07
Filing date: 2011-03-07
Publication date: 2011-07-13
Anticipated expiration: 2031-03-07
Also published as: CN102120704B

Abstract

本发明提供了一种环保型中间包干式料，它可以解决现有技术存在的因固体酚醛树脂产生大量的有害刺激性气体，污染环境，不利于洁净炼钢和环保要求等问题。本发明的技术方案是，一种环保型中间包干式料，所述中间包干式料具有如下组分，按重量百分比为：镁砂或镁橄榄石中的至少一种87-96％，松香1-5％，含水硅酸盐1-5％，氧化铝细粉0-2％，硼玻璃0-1％，硅微粉0-1％，磷酸盐0-0.5％。本发明采用选择松香和含水硅酸盐作为复合结合剂，综合了两种结合剂的优势，使干式料烘烤脱模强度可以与树脂结合干式料相媲美的同时，不会大量引入影响干式料高温性能的低熔物，使干式料具有环保、长寿命的特点。

Description

一种环保型中间包干式料

技术领域

本发明涉及一种耐火材料，具体地说，涉及不定形用耐火材料，为一种环保型中间包干式料。

背景技术

近年来，随着高效连铸炼钢技术的快速发展，快速更换水口技术的使用，对中间包工作衬的要求越来越高。中间包工作衬已经由硅质绝热板变为以镁砂、镁橄榄石、含钙原料为主的碱性耐火材料，按施工方式也已经由砌筑件转为涂抹料、喷涂料，以及现在使用比例越来越高的干式料，中间包工作衬的使用寿命越来越高。

目前，在钢厂广泛应用的固体酚醛树脂结合的中间包干式料，是以镁砂为主原料，添加含钙材料，以及各种助烧剂、高温改性剂而开发的一种耐火材料。由于干式料不含水不含大量高温低熔物，因而使用寿命较长。但是固体酚醛树脂在干式料烘烤使用过程中产生的残碳和氢会给钢水增碳和增氢，影响钢坯质量，而且会产生大量的有害刺激性气体，污染环境，不利于洁净炼钢、绿色环保的高质量钢坯的炼钢要求。

近年来，中间包干式料的环境要求受到重视，相继开发了非酚醛树脂结合的中间包干式料，有的采用糖类作为结合剂，有的采用偏硅酸盐等无机物作为结合剂，使中间包干式料具有环保性的特点，但使用寿命偏低，一般在20-30小时。而且糖类作为结合剂存在的问题是，蔗糖加热至160℃分解为葡萄糖及脱水果糖，在190-220℃的较高温度下，蔗糖便脱水缩合成为焦糖。焦糖进一步加热碳化后膨胀较大，破坏了试样的结构，不能对干式料起到粘接结合作用，没有形成网络结构，蔗糖不适合作为干式料的环保结合剂使用。

发明内容

本发明提供了一种中间包干式料，它可以解决现有技术存在的因固体酚醛树脂产生大量的有害刺激性气体，污染环境，不利于洁净炼钢和环保要求等问题。

本发明是一种使用寿命长的环保型中间包干式料，采用新型的环保复合结合剂，取代固体酚醛树脂，使中间包干式料满足烘烤脱模强度的同时，不影响其高温使用性能，满足洁净炼钢、绿色环保、使用寿命长的炼钢要求。

为了达到解决上述技术问题的目的，本发明的技术方案是，一种中间包干式料，所述中间包干式料具有如下组分，按重量百分比为：镁砂或镁橄榄石中的至少一种87-96％，松香1-5％，含水硅酸盐1-5％，氧化铝细粉0-2％，硼玻璃0-1％，硅微粉0-1％，磷酸盐0-0.5％。

在本发明的技术方案中，还具有以下附加技术特征：

所述含水硅酸盐为五水偏硅酸钠、七水偏硅酸钠或九水偏硅酸钠中的至少一种。

所述磷酸盐为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠中的至少一种。

所述镁砂包括烧结镁砂或电熔镁砂中的至少一种。

所述氧化铝细粉的粒径范围为≤0.074mm。

所述硅微粉的SiO₂含量≥92％，粒径范围为≤1.5μm。

所述干式料的粒度分布为5-3mm小于15％，3-0.088mm 55-80％，小于0.088mm 20-30％。

本发明主要采用镁砂或镁橄榄石为主原料，采用新型的有机结合剂和无机结合剂作为复合环保结合剂，取代固体酚醛树脂，使用时具有强度高、施工方便、易于解体、长寿命、绿色环保等特点。

本发明对中间包干式料常用的有机结合剂和无机结合剂作了研究，选择松香和含水硅酸盐作为复合结合剂，在满足中间包干式料烘烤脱模强度的同时，不会大量引入影响干式料高温性能的低熔物，使干式料具有长寿命的特点。

松香是松树松脂经过蒸馏加工蒸除松节油后得到的一种非挥发性天然树脂，是一种具有热塑性的玻璃状物质。松香主要成分是树脂酸(C₁₉H₂₉COOH)。由于树脂酸的双键反应和羧基反应，使松香具有加成、聚合、脱羧等反应。松香熔点110～135℃，软化点70～80℃，因其低温粘性很好，使用后基本无残炭，所以非常适合作为无碳环保型中间包干式料的低温结合剂。虽然松香结合的干式料比树脂结合的强度低，但其强度基本满足施工要求，因此可以采用松香作为环保型干式料的有机结合剂。

以磷酸盐为结合剂，能使干式料具有较低的热导率，具有较高的热态强度，一方面以为其链状结构，另一方面是其与镁砂中的MgO和CaO在热态温度下反应生成各种磷酸盐，直至熔化而不分解，从而保证从常温到中温的大范围内热态强度很高而不产生低熔相。但由于其给钢水的增磷，不能满足洁净炼钢的要求。应视实际使用情况，不加或少加为宜。

含水硅酸盐是一类结晶型可溶性硅酸盐，按其结晶水分子数不同可分为五水偏硅酸钠、七水偏硅酸钠和九水偏硅酸钠。含水硅酸盐具有熔点低、空气中易吸湿潮解、无刺激性气味、无毒、粘结强度高、高温流动性好等特点。含水硅酸盐在干燥过程中，水分排除，硅氧凝胶体紧缩提高强度。由于含水硅酸盐的强吸潮性，干式料中含水硅酸盐增多，容易引起干式料的水化以及烘烤后脱模困难，因此可以采用含水硅酸盐作为环保型干式料的低温无机结合剂，但是加入量不能太多。

本发明采用选择松香和含水硅酸盐作为复合结合剂，综合了两种结合剂的优势，使干式料烘烤脱模强度可以与树脂结合干式料相媲美的同时，不会大量引入影响干式料高温性能的低熔物，使干式料具有长寿命的特点。

本发明同时对在中高温起增强作用的无机烧结剂作了研究对比，常用的有磷酸盐、固体水玻璃、氯化镁、硼玻璃、硼砂、普通玻璃等。通过研究和实验发现，硼玻璃在中高温烧成后都保持有良好的强度。

本发明以镁砂或镁橄榄石为主要原料，加入松香、含水硅酸盐作为低温复合环保结合剂，硼玻璃为中高温增强烧结剂，活性氧化铝细粉基质改性剂，加入二氧化硅微粉、磷酸盐等外加剂，确定了环保干式料的技术配方以及生产工艺参数，制定了完善的生产工艺方法。

本发明与现有技术相比的优点为：

采用松香和含水硅酸盐作为干式料的环保复合结合剂，取代固体酚醛树脂，并引入适量的复合中高温添加剂，使产品具有生产成本低、强度高的优点；烘烤时无有害气体产生，施工环境友好，满足了洁净炼钢的连铸要求，提高了钢坯质量，使用寿命可达40小时以上。

本发明的长寿环保型中间包干式料在钢厂经过实验后表明，具有施工方便、强度高的优点；烘烤时无刺激性有害气体产生，不污染环境，有利于环保；抗侵蚀使用寿命长，易于翻包解体；不给钢水增碳增氢，提高了钢坯质量和综合机械性能，有利于洁净炼钢；完全可以满足钢厂中间包40小时以上长寿命的使用要求。

本发明的长寿环保型中间包干式料，采用新型复合环保结合剂取代价格昂贵的固体酚醛树脂，生产成本降低，经过实验表明，使用寿命至少在40小时以上。

具体实施方式

实施例1

按重量百分比为：电熔镁砂92％，松香3％，七水偏硅酸钠2％，氧化铝细粉1％，硼玻璃1％，硅微粉1％；干式料的粒度分布为5-3mm 5％，3-0.088mm70％，小于0.088mm 25％。

钢包容量50吨，每炉浇钢时间23-25min，吊装胎膜后填充干式料振动密实，在工作层厚度65mm，200-300℃左右烘烤3小时。使用情况如下：1)烘烤时无刺激性有害气体产生，干式料脱模强度高，无裂纹。2)施工简单，翻包容易。3)可以达到50小时以上的使用寿命。

实施例2

按重量百分比为：烧结镁砂60.8％，镁橄榄石20％，松香5％，五水偏硅酸钠5％，氧化铝细粉2％，硼玻璃1％，硅微粉1％，磷酸盐选择六偏磷酸钠0.2％；干式料的粒度分布为5-3mm 10％，3-0.088mm60％，小于0.088mm30％。

钢包容量60吨，每炉浇钢时间25-28min，吊装胎膜后填充干式料振动密实，在工作层厚度70mm，200-300℃左右烘烤3小时。使用情况如下：1)无碳环保干式料砌包烘烤时，无刺激性气味产生；起模后，强度较高，无裂纹；在线烘包正常。2)浇钢结束后下线观察，发现使用的无碳环保干式料包壁渣线侵蚀较均匀，残余料层结构合理，翻包容易。3)使用寿命可以达到40小时以上。

实施例3：

按重量百分比为：烧结镁砂91.5％，松香4％，九水偏硅酸钠2％，氧化铝细粉0.8％，硼玻璃0.9％，硅微粉0.7％，磷酸盐选择三聚磷酸钠0.1％；干式料的粒度分布为5-3mm 10％，3-0.088mm65％，小于0.088mm 20％。

钢包容量50吨，每炉浇钢时间23-25min，吊装胎膜后填充干式料振动密实，在工作层厚度60mm，200-300℃左右烘烤3小时。使用情况如下：1)烘烤时无刺激性有害气体产生，干式料脱模强度高，无裂纹。2)施工简单，翻包容易。3)可以达到50小时以上的使用寿命。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims

1.一种环保型中间包干式料，其特征在于：所述中间包干式料具有如下组分，按重量百分比为：镁砂或镁橄榄石中的至少一种87-96％，松香1-5％，含水硅酸盐1-5％，氧化铝细粉0-2％，硼玻璃0-1％，硅微粉0-1％，磷酸盐0-0.5％。

2.根据权利要求1所述的一种环保型中间包干式料，其特征在于：所述含水硅酸盐为五水偏硅酸钠、七水偏硅酸钠或九水偏硅酸钠中的至少一种。

3.根据权利要求2所述的一种环保型中间包干式料，其特征在于：所述磷酸盐为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的一种环保型中间包干式料，其特征在于：所述镁砂包括烧结镁砂或电熔镁砂中的至少一种。

5.根据权利要求3所述的一种环保型中间包干式料，其特征在于：所述氧化铝细粉的粒径范围为≤0.074mm。

6.根据权利要求3所述的一种环保型中间包干式料，其特征在于：所述硅微粉的SiO2含量≥92％，粒径范围为≤1.5μm。

7.根据权利要求1所述的一种环保型中间包干式料，其特征在于：所述干式料的粒度分布为5-3mm小于15％，3-0.088mm 55-80％，小于0.088mm 20-30％。