CN102659430A - 一种硅溶胶结合镁质中间包预制件及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种镁质中间包预制件及其制造方法，尤其涉及了一种硅溶胶结合镁质中间包预制件及其制造方法。其制造方法包括原材料准备(包括采购和检验)、配料、混料、成型、养护、烘烤和包装入库七道工序。本发明的优点在于用硅溶胶结合镁质浇注料制作的中间包预制件，不仅显著降低了烘烤费用，最重要的是在使用过程中，耐钢渣侵蚀和抗钢水冲刷能力极强，而且具有优异的抗热震性，能够满足较高炉次连浇的需求。

Description

一种硅溶胶结合镁质中间包预制件及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种镁质中间包预制件及其制造方法，尤其是一种硅溶胶结合镁质中间包预制件(包括冲击板、稳流器、挡渣墙、挡渣堰/坝)及其制造方法，属于钢铁冶金行业连铸中间包工艺技术领域。

背景技术

随着钢铁冶炼技术的飞速发展和对铸坯质量要求的不断提高，连铸中间包不再单纯具有储存、分流之功能，更是一个二次精炼容器。为改善钢水流场，减少死区，延长钢水在中间包内的停留时间，以达到均匀钢水温度、促进非金属夹杂物上浮，提高钢水质量之目的，国内外钢厂纷纷在中间包内设置一套预制件作为控流装置，这些预制件包括稳流器、冲击板、挡渣墙和挡渣堰/坝。

中间包预制件最早采用低水泥结合高铝质浇注料制作，但随着冶炼技术的不断进步和对洁静钢要求的不断提高，这种高铝质浇注料逐渐被耐火度更高、抗侵蚀能力能更强、且不污染钢水的镁质浇注料取代。

近年来，为优化性能和提高使用寿命，以实现较高炉次的连浇，国内外对镁质中间包预制件进行了大量研究，尤其是对其结合方式做了种种尝试。虽取得了一些有益效果，但不尽如人意。六偏磷酸钠结合镁质预制件烘干强度较低，搬运困难，并且高温下会形成低熔物，不耐钢水冲刷；铝酸钙水泥结合镁质预制件虽然有较高的烘干强度，但高温下依然会形成低熔物；水合性氧化铝结合镁质预制件虽然烘干强度较高，高温下也不会形成低熔物，但是中、高温下体积膨胀过大、难以烧结；硅微粉结合镁质预制件虽然烘干强度较高，高温下不会形成低熔物，体积稳定性也较好，但由于结构不够均一，中温强度也偏低，依然难以满足较高炉次连浇的需求。

发明内容

本发明的目的是针对上述不足而提供一种硅溶胶结合镁质中间包预制件及其制造方法。

为实现上述之目的，本发明采取的技术方案为：

一种硅溶胶结合镁质中间包预制件，其组分和含量为：

组分        粒度            含量(重量比)

镁砂颗粒    6-0mm           50-80％

镁砂细粉    200目           20-40％

不锈钢纤维                  0-3％

防爆剂                      0-0.5％

固化剂                      0-0.5％

硅溶胶                      5-9％

本发明一种硅溶胶结合镁质中间包预制件中，所述的镁砂为电熔镁砂(含MgO＞92％)和烧结镁砂(含MgO＞90％)的一种或两者组合。

本发明一种硅溶胶结合镁质中间包预制件中，所述的不锈钢纤维为310#、304#、446#和430#的一种或其任意组合。规格皆为：厚0.2mm、宽1mm、长20mm。

本发明一种硅溶胶结合镁质中间包预制件中，所述的防爆剂为聚丙烯纤维和金属铝粉的一种或两者组合。聚丙烯纤维规格为：长3-5mm、直径30-50μm、熔点160℃；金属铝粉规格为：Al＞99％，细度200目。

本发明一种硅溶胶结合镁质中间包预制件中，所述的固化剂为酒石酸和无水硫酸镁的一种或两者组合。规格为：含量皆大于99％，细度皆为200目。

本发明一种硅溶胶结合镁质中间包预制件中，所述的硅溶胶为外加，占浇注料重量的5-10％，规格为：pH值8-11，密度1.15-1.38g/cm³，SiO₂含量10-40％，SiO₂粒径5-40nm。

此外，本发明还提供了一种硅溶胶结合镁质中间包预制件的制造方法，包括以下步骤：

第一步：原材料准备，按国标对原材料进行检验，合格后方可投入使用；

第二步：配料工序，按配比称量配料；

第三步：混料工序，先将细粉、钢纤维、防爆剂和固化剂预混合3-5分钟，再加入镁砂颗粒搅拌3-5分钟；

第四步：成型工序，将上一步的最终混和料置入强力搅拌机，加入硅溶胶搅拌2-5分钟，边振动边向预制件模具中加料；

第五步：养护工序，成型完毕后，将预制件连同模具一起置入电热窑养护，养护温度为50-70℃，养护时间为3-5h。

第六步：烘烤工序，养护完毕后脱模，然后置入电热窑烘烤，快速升温至300℃，保温时间为12-15h。

第七步：包装、入库工序。

本发明的优点为：1、预制件脱模后即可快速升温至300℃进行保温，节能降耗显著；2、硅溶胶中的SiO₂胶粒在预制件中均匀分布，形成了致密均一的结构，抗钢渣渗透能力较强；3、硅溶胶中的杂质很低，在预制件服役过程中，除了镁橄榄石高温结合相，不会生成其它低熔物，耐钢渣侵蚀和抗钢水冲刷能力极强；4、硅溶胶中的纳米级SiO₂胶粒活性很高，所以预制件的中、高温烧结强度都较高，且体积变化不大，具有优异的抗热震性。

总之，用硅溶胶结合镁质浇注料制作的中间包预制件，不仅显著降低了烘烤费用，最重要的是在使用过程中，耐钢渣侵蚀和抗钢水冲刷能力极强，而且具有优异的抗热震性，能够满足较高炉次连浇的需求。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1

一种硅溶胶结合镁质中间包预制件，其组分和含量为：

组分            粒度            含量(重量比)

电熔镁砂颗粒    6-0mm           70％

电熔镁砂细粉    200目           27.7％

不锈钢纤维                      2％

聚丙烯纤维                      0.1％

酒石酸                          0.2％

硅溶胶                          6％

本实施例的制造方法，包括以下步骤：

第一步：按配方采购原材料，并按国标对原材料进行检验，合格后方可投入使用；

第二步：以单批次混料1吨为原则，按配比称量好所有的原材料；

第三步：先将电熔镁砂细粉、钢纤维、防爆剂和固化剂预混合3-5分钟，再加入电熔镁砂颗粒搅拌3-5分钟；

第四步：将上一步的最终混和料置入强力搅拌机，加入重量比7％的硅溶胶搅拌2-5分钟，边振动边向预制件模具中加料；

第五步：成型完毕后，将预制件连同模具一起置入电热窑养护，养护温度为50-70℃，养护时间为3-5h。

第六步：养护完毕后脱模，然后置入电热窑烘烤，快速升温至300℃，保温时间为12-15h。

第七步：包装、入库工序。

实施例2

一种硅溶胶结合镁质中间包预制件，其组分和含量为：

组分            粒度            含量(重量比)

烧结镁砂颗粒    6-0mm           68％

烧结镁砂细粉    200目           30.1％

不锈钢纤维                      1.5％

聚丙烯纤维                      0.05％

金属铝粉                        0.05％

无水硫酸镁                      0.3％

硅溶胶                          6％

本实施例的制造方法同实施例1。

实施例3

一种硅溶胶结合镁质中间包预制件，其组分和含量为：

组分            粒度            含量(重量比)

电熔镁砂颗粒    6-0mm           30％

烧结镁砂颗粒    6-0mm           40％

电熔镁砂细粉    200目            10％

烧结镁砂细粉    200目            17.7％

不锈钢纤维                       2％

聚丙烯纤维                       0.1％

酒石酸                           0.2％

硅溶胶                           6％

本实施例的制造方法同实施例1。

实施例4

一种硅溶胶结合镁质中间包预制件，其组分和含量为：

组分            粒度            含量(重量比)

电熔镁砂颗粒    6-0mm           30％

烧结镁砂颗粒    6-0mm           40％

电熔镁砂细粉    200目           10％

烧结镁砂细粉    200目           17.7％

不锈钢纤维                      2％

聚丙烯纤维                      0.06％

金属铝粉                        0.04％

酒石酸                          0.1％

无水硫酸镁                      0.1％

硅溶胶                          6％

本实施例的制造方法同实施例1。

Claims (7)

1.一种硅溶胶结合镁质中间包预制件，其组分和含量为：

。

2.根据权利要求书1所述的一种硅溶胶结合镁质中间包预制件，其特征在于镁砂可以是电熔镁砂(含MgO＞92％)和烧结镁砂(含MgO＞90％)的一种或其任意组合。

3.根据权利要求书1所述的一种硅溶胶结合镁质中间包预制件，其特征在于不锈钢纤维可以是310#、304#、446#和430#的一种或其任意组合，加入量为0-3％。

4.根据权利要求书1所述的一种硅溶胶结合镁质中间包预制件，其特征在于防爆剂可以是聚丙烯纤维和金属铝粉的一种或其任意组合，加入量为0-0.5％。

5.根据权利要求书1所述的一种硅溶胶结合镁质中间包预制件，其特征在于固化剂可以酒石酸和无水硫酸镁的一种或其任意组合，加入量为0-0.5％。

6.根据权利要求书1所述的一种硅溶胶结合镁质中间包预制件，其特征在于硅溶胶为碱性硅溶胶，规格为：pH值8-11，密度1.15-1.38g/cm³，SiO₂含量10-40％，SiO₂粒径5-40nm，加入量为5-10％。

7.根据权利要求书1、2、3、4、5或6所述的一种硅溶胶结合镁质中间包 预制件的制造方法，其特征在于包括以下步骤：

第一步：原材料准备，按国标对原材料进行检验，合格后方可投入使用；

第二步：配料工序，按配比称量配料；

第三步：混料工序，先将细粉、钢纤维、防爆剂和固化剂预混合3-5分钟，再加入镁砂颗粒搅拌3-5分钟；

第四步：成型工序，将上一步的最终混和料置入强力搅拌机，加入硅溶胶搅拌2-5分钟，一边振动一边向预制件模具中加料；

第五步：养护工序，成型完毕后，将预制件连同模具一起置入电热窑养护，养护温度为50-70℃，养护时间为3-5h。

第六步：烘烤工序，养护完毕后脱模，然后置入电热窑烘烤，快速升温至300℃，保温时间为12-15h。

第七步：包装、入库工序。