CN102964130A

CN102964130A - 一种自硬化中间包工作衬及其制备施工方法

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Publication number: CN102964130A
Application number: CN2012104299297A
Authority: CN
Inventors: 李�杰; 杨政宏; 黄锋; 黄振球; 吴永来
Original assignee: JIANGSU JIANAI HIGH TEMPERATURE MATERIALS CO Ltd
Current assignee: JIANGSU JIANAI HIGH TEMPERATURE MATERIALS CO Ltd
Priority date: 2012-11-01
Filing date: 2012-11-01
Publication date: 2013-03-13

Abstract

本发明涉及一种自硬化中包工作衬材料及其制备和施工方法，该中包工作衬材料按重量百分比计包括以下组分：骨料为≤5mm的镁砂、镁橄榄砂90~93%，结合剂4~7%，添加剂0.4~1.0%，≤0.074mm的微粉1~3%，以上各组份重量之和为100%。制作时，先将原料破粉碎，并按照以上比例（结合剂和添加剂除外）配合搅拌均匀并散包装；结合剂和添加剂按照以上比例分别包装配送。施工时，将结合剂、添加剂和散包装材料按照以上比例，利用连续混砂机再次快速混合搅拌，并连续加入中间包模胎外壁和永久衬之间，并振动密实。然后，在室温下静置0.5~5小时后脱模，即成上述自硬化中包工作衬。该自硬化中包工作衬材料，不需烘烤，使用能耗低，CO₂排放少。

Description

一种自硬化中间包工作衬及其制备施工方法

技术领域

本发明涉及中间包耐火材料领域的不定型耐火材料，尤其涉及一种自硬化中间包工作衬及其制备施工方法。

背景技术

随着社会的不断发展，人类社会越来越注重节约资源、保护环境、降低成本和提高效率。近年来，随着连铸炼钢技术的快速发展，对中间包工作衬的技术要求越来越高。但是，目前钢铁冶金行业中连铸中包生产时，需要大量的燃气能源，致使能耗过高、CO₂排放量大，连铸生产成本居高不下，环境难于改观等问题。因此，降低连铸中包工作衬耐材的使用能耗、减少CO₂排放、降低连铸生产成本、保护环境也成为连铸用耐火材料的重要研究课题。

目前，连铸用中间包所使用的工作衬材料主要为中间包涂抹料或中包间干式料（包括环保型干式料等）。其中，中间包涂抹料在施工砌筑时，采用人工将散装涂抹料一袋一袋加入搅拌机，再加入10~20%（甚至更高）的水分，经长时间搅拌后，然后人工涂抹。在中间包使用之前需要烘烤5~6小时以排除其中大量的水分，这样就要消耗大量的燃气能源，同时燃气燃烧必然会释放出大量的CO₂；中间包干式料（包括环保型干式料）是采用有机类或无机类化合物结合，这些结合剂要发挥结合性能，砌筑后也必须经过不低于100℃的温度、不低于2小时的烘烤处理，才能发生硬化而凝固成型，因此，也需要消耗大量的燃料和排放大量的CO₂。在能耗方面，尽管中间包干式料较中间包涂抹料有明显的降低，但这一问题仍未彻底解决。

例如中国专利CN201110059291.8公开了一种环保型中间包干式料，该实施例中描述工作衬用干式料施工后均需200℃~300℃左右烘烤后再使用。中国专利CN200810121599.9公开了一种环保型连铸中间包干式料及其制备方法，该实施例1中所述制备得到的环保型连铸中间包干式料必须在220℃×2h后检测体积密度为2.37g/cm³，耐压强度为38.7Mpa后得到。

中国专利CN200910131217.5公开了一种环保自流式中间包干式料及其制备方法，说明书中描述到施工体必须以100℃~300℃的温度烘烤2小时，等胎膜冷却后吊出，检测指标：200℃×2h烘烤后体积密度为1.58g/cm³，耐压强度为2.4 Mpa。

中国专利CN201010273617.2公开了一种连铸中间包干式工作衬的制备方法，说明书中记载到按重量百分含量90~95%的镁砂或镁橄榄石与5~10%的乳糖或麦芽糖混合，搅拌均匀后胎膜振动成型，在200~400℃烘烤，脱模后得到。

中国专利CN200510059787.X公开了一种镁钙碳中间包干性工作衬料，改专利需将施工体用200℃~300℃温度煤气火烘烤2小时，等胎膜冷却至室温后吊出后方可投入使用。

中国专利CN00111452.2 公开了一种连铸中间包用镁质涂料，该发明实施例1中施工后需养生3小时后用煤气烘烤到1080℃，开始受钢；实施例2中施工后自然养护5小时20分钟，然后用重油烘烤到1050℃，保温0.5小时后开始浇钢，实施例3施工后自然养护6小时后采用煤气烘烤120分钟，涂层表面温度达1100℃，保温0.5小时后开始受钢。

上述公开的专利中的中间包工作衬无论采用涂抹料还是干式料，无论其采用无机盐、有机盐还是其他类别的结合剂，施工方式采用涂抹、捣打、振动等方式，都必须经过长时间的烘烤，因此就大大消耗了钢铁企业的燃气或燃油原料，增加CO₂排放量，也无形增加企业的生产成本，而且不利于中间包的快速周转和机械化施工作业的发展趋势，有待改进。

发明内容

本发明为针对现有技术的不足，提供了一种可以彻底解决目前连铸中间包工作衬，在施工砌筑后需要加热烘烤处理的不足，降低能耗、减少CO₂排放、提高效率、降低生产成本的自硬化中间包工作衬及其制备施工方法。

本发明为解决上述技术问题，提供了以下技术方案：一种自硬化中间包工作衬，其特征在于该工作衬原料重量配比（wt%)为：骨料为≤5mm的镁砂、镁橄榄砂90%~93%、结合剂4%~7%、添加剂0.4%~1.0%、≤0.074mm的微粉1%~3%，其余为不可避免的微量杂质。

作为本发明的优选，所述结合剂为电木、双氢磷酸铝、泡花碱、PVC的组合。

作为优选，所述的结合剂中质量百分比：双氢磷酸铝4%、泡花碱1%、PVC1%或者电木5%。

作为本发明的优选，所述添加剂为为有机类固化剂、消石灰、SSF的组合。

作为优选，所述有机类固化剂为：内酯、碳酸酯、乙二醇二醋酸酯。

作为进一步优选，所述添加剂中质量百分比：消石灰0.8%、SSF0.2%或者碳酸酯0.5%、SSF0.1%。

作为本发明的优选，所述微粉为氧化铝微粉、氧化硅微粉、氧化镁微粉的组合。

作为进一步优选，所述微粉中质量百分比：氧化铝微粉0.4%、氧化镁微粉1%或者氧化铝微粉1%、氧化镁微粉0.5%。

作为本发明的优选，所述骨料为镁砂或镁橄榄砂的一种或组合。

作为进一步优选，所述骨料中质量百分比：5~3mm镁橄榄砂20%、3~1mm镁橄榄砂22%、1~0mm镁橄榄砂30%≤0.15 mm镁橄榄砂20%或者5~3mm镁砂20%、3~1mm镁砂22%、1~0mm镁砂30%、≤0.15 mm镁砂21%。

一种自硬化中间包工作衬制备施工方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）将原料除结合剂和添加剂除外按上述比例混合，搅拌均匀并分散包装；

（2）将结合剂和添加剂按比例分散包装；

（4）施工时，将上述结合剂、添加剂和散包装原料按照上述比例混合，利用连续混砂机快速混合搅拌，搅拌均匀的原料连续加入中包底部并铺设均匀，确保厚度为50mm-100mm，吊装模具放入中包内，并连续将料砂加入永久衬和模具之间，并强力震动密实；

（5）在室温下静置0.5~5小时后脱模，即成自硬化中间包工作衬。

为更好的解释本发明的技术方案，以下为本发明的工作原理：

本发明采用多种结合剂和固化剂，混合后，结合剂和固化剂在常温下发生物理化学反应，并释放出大量化学热，进一步促进结合剂发生凝聚结合，只需常温下静置一段时间不再需要烘烤，即可成型脱模。

本发明在现场采用连续混砂机将所有原料再次快速混合，使混料、加料、震动连续进行，实现了中间包施工机械化、施工简单快捷，施工人员劳动强度也大大降低。施工完成后，施工体只需在室温条件下静置30分钟~5小时不再需要加热烘烤即可成型脱模。本发明的自硬化中间包工作衬最根本原理在于，所有原料在快速混合均匀后，相互之间发生快速的物理化学反应，并释放出大量的化学热，充分利用化学反应热、促进材料自身的凝结硬化。这样，实现了中包施工不再需要另外加热烘烤，从而加快了中包生产的周转节奏，另外，根据用户现场施工环境条件，可以通过对所有原料的配比适当调配，实现对硬化时间的灵活调控。

本发明的有益效果：本发明的自硬化中间包工作衬及其制备施工方法具有能耗低、施工快捷、保温性好、中包周转快、抗侵蚀、安全可靠、解体性好等特点，并且可以根据用户现场施工环境条件，随时调整硬化时间，满足施工的需求。

具体实施方式：

一种自硬化中间包工作衬，该工作衬原料重量配比（wt%)为：骨料为≤5mm的镁砂、镁橄榄砂90%~93%、结合剂4%~7%、添加剂0.4%~1.0%、≤0.074mm的微粉1%~3%，其余为不可避免的微量杂质，结合剂为电木、双氢磷酸铝、泡花碱、PVC的组合。添加剂为为有机类固化剂、消石灰、SSF的组合，所述有机类固化剂为：内酯、碳酸酯、乙二醇二醋酸酯，微粉为氧化铝微粉、氧化硅微粉、氧化镁微粉的组合，所述骨料为镁砂或镁橄榄砂的一种或组合。

一种自硬化中间包工作衬制备施工方法，包括以下步骤：

（2）将结合剂和添加剂按比例分散包装；

以下为本发明的具体实施例：

实施例1~7：参照实施例1制备施工方法，调整上述原料的比例，实验数据如表一所示：

Claims

1.一种自硬化中间包工作衬，其特征在于该工作衬原料重量配比（wt%)为：骨料为≤5mm的镁砂、镁橄榄砂90%~93%、结合剂4%~7%、添加剂0.4%~1.0%、≤0.074mm的微粉1%~3%，其余为不可避免的微量杂质。

2.根据权利要求1所述的一种自硬化中间包工作衬，其特征在于所述结合剂为电木、双氢磷酸铝、泡花碱、PVC的组合。

3.根据权利要求2所述的一种自硬化中间包工作衬，其特征在于所述的结合剂中质量百分比：双氢磷酸铝4%、泡花碱1%、PVC1%或者电木5%。

4.根据权利要求1所述的一种自硬化中间包工作衬，其特征在于所述添加剂为有机类固化剂、消石灰、SSF的组合。

5.根据权利要求4所述的一种自硬化中间包工作衬，其特征在于所述有机类固化剂为内酯、碳酸酯、乙二醇二醋酸酯。

6.根据权利要求4所述的一种自硬化中间包工作衬，其特征在于所述添加剂中质量百分比：消石灰0.8%、SSF0.2%或者碳酸酯0.5%、SSF0.1%。

7.根据权利要求1所述的一种自硬化中间包工作衬，其特征在于所述微粉为氧化铝微粉、氧化硅微粉、氧化镁微粉的组合。

8.根据权利要求7所述的一种自硬化中间包工作衬，其特征在于所述微粉中质量百分比：氧化铝微粉0.4%、氧化镁微粉1%或者氧化铝微粉1%、氧化镁微粉0.5%。

9.根据权利要求1所述的一种自硬化中间包工作衬，其特征在于所述骨料是镁砂或镁橄榄砂中的一种或组合。

10.根据权利要求9所述的一种自硬化中间包工作衬，其特征在于所述骨料中质量百分比：5~3mm镁橄榄砂20%、3~1mm镁橄榄砂22%、1~0mm镁橄榄砂30%≤0.15 mm镁橄榄砂20%或者5~3mm镁砂20%、3~1mm镁砂22%、1~0mm镁砂30%、≤0.15 mm镁砂21%。

11.根据权利要求1-5之一所述的一种自硬化中间包工作衬制备施工方法，其特征在于不需要经过加热烘烤就可以获得脱模强度，在室温下静置0.5~5小时即可脱模，具体包括以下步骤：

（1）将结合剂和添加剂除外的原料按上述比例混合，搅拌均匀并分开包装；

（2）将结合剂和添加剂按比例分散包装；

（3）施工时，将上述结合剂、添加剂和散包装原料按照上述比例混合，利用连续混砂机快速混合搅拌，搅拌均匀的原料连续加入中包底部并铺设均匀，确保厚度为50mm-100mm，吊装模具放入中包内，并连续将料砂加入永久衬和模具之间，并强力震动密实；

（4）在室温下静置0.5~5小时后脱模，即成自硬化中包工作衬。