CN104193358B - 一种连铸中间包镁质涂料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型连铸中间包镁质涂料，通过各组分以及各组分特定配比的组合，相比市场上的原有产品，具有更好地钢水净化能力和耐用性能，同时通过对涂料制备过程中搅拌方式及搅拌时间的控制，保证了涂料的使用性能和使用寿命。

Description

一种连铸中间包镁质涂料

技术领域

本发明涉及耐火材料技术领域，尤其涉及一种连铸中间包镁质涂料。

背景技术

近年来，随着我国现代炼钢连铸技术的飞速发展，连铸钢坯的质量和冶炼工艺逐渐提高，连铸水平得到长足的进步，中间包工作衬使用耐火砖和绝热板的比例越来越少，而采用耐火涂料的比例越来越多，现在许多钢厂已开始采用中间包干式料作为工作衬。同时，许多钢厂为了提高中间包的使用寿命，降低成本，减少事故率，要求对中间包进行整体承包。中间包整体承包技术逐渐发展成熟，得到钢铁企业的广泛关注，已经成为炼钢发展的方向之一。目前，国内已有多家钢厂采用中间包整体承包。作为连铸生产线浇铸配套的耐火材料，连铸用中间包涂料的使用要求也越来越高。

连铸中间包镁质涂料要求性能主要包括以下几个方面：1)施工性能：涂料应具有良好的流动性，加水量少，且保证在输送过程不出现离析或堵塞，或在施工温度下(70～110℃)容易涂抹；2)附着性能：料浆应具有合适的粘度，同永久层粘附性好，不回落坍塌；3)抗爆裂性和耐剥落性：在制定合理的干燥及烘烤制度同时，在涂料烘烤及使用过程中应不爆裂，不剥落，以免影响涂料的耐侵蚀性能；4)抗钢水及熔渣侵蚀性：涂料使用过程中受钢水、熔渣的侵蚀和冲刷，应具有优良的抗钢水及熔渣侵蚀性；5)解体性能：解体性好，使用后涂料在冷却过程中线变化大；涂料结构自动破坏，残余涂料容易从永久层上剥离，如果解体性不好，会降低中间包的周转能力；6)净化钢水的能力：中间包涂料对非金属夹杂物应有吸附作用，减少钢水中非金属夹杂物，不同钢水反应，或者不会引起钢水二次氧化，对钢水起净化作用，因此，应选择合适的材质提高涂料吸附夹杂物的能力；7)耐用性能：涂料的损毁包括钢水、熔渣的冲刷，渣液的化学侵蚀，结构应力和热应力引起的剥落等，因此，所用原料的品种、品位要合适，材料的粒度级配要合理，同时要选择适当的结合剂和外加剂；8)保温效果好。

目前，虽然国内也有一些公司对连铸用中间包镁质涂料进行了探索和研究，但是在工业生产中，仍存在使用寿命低，不抗侵蚀、钢水净化效果差的情况。因此，对连铸用镁质中间包涂料进行研究和生产具有现实的意义，适应公司中间包整体承包趋势，有着良好的市场前景。

因此，为满足钢厂的使用要求，适应我厂中间包整体承包的需要，使我公司耐材品种的多样化，提高在钢厂整体承包中的竞争实力，我们对连铸中间包州镁质涂料进行了研制。

发明内容

为满足客户需求，延长市场上连铸用镁质中间包涂料的使用寿命，提高其不抗侵蚀、钢水净化效果差等问题，本发明提供了一种新型连铸中间包镁质涂料，本发明还提供了上述镁质涂料的制备方法及使用方法。

一、本发明提出一种新型连铸中间包镁质涂料，它包括以下重量百分比的组分：

下面分别对各组分进行分析：

1、镁砂

由于镁砂原料耐侵蚀性好，高温使用后冷却收缩大，有利于涂料解体，并且烧结镁砂价格便宜，有利于降低涂料的成本，基质部分引入一定的电熔镁砂细粉，可以提高涂料的耐侵蚀性，以适应高连浇炉数情况下的长时间使用。因此，镁质涂料的颗粒料宜采用普通烧结镁砂，基质细粉可采用电熔镁砂细粉。

由实验可知，极少量CaO不会对MgO-Si02材料的高温性能产生副作用；在1580℃，只要CaO/SiO2小于0.2，MgO-CaO-SiO2系就不会产生液相；而CaO/SiO2＝0.16～0.17时，只有温度上升到约1680℃时，才能出现液相。

所以，我们在选用镁砂做主原料时，不管是电熔镁砂还是烧结镁砂，都要求原料中Ca0/Si02比很小，即选用低Ca高Si镁砂。在选用其他添加剂时，应控制系统中的SiO2和CaO含量，尽量不带进CaO含量，以保证中间包镁质涂料体系中的CaO/Si02小于O.2。

2、二氧化硅微粉

在镁质涂料中添加二氧化硅微粉，能增加涂料的流动性，减少用水量，因为二氧化硅微粉能填充涂料的空隙，能提高组织结构的致密性，而且二氧化硅微粉还具有防止镁砂水化，具有凝聚作用，可以提高涂料强度的作用。

3、自制纸纤维

中问包涂料在涂抹后90～120min内从常温升至1150℃左右，易产生爆裂剥落。为了解决涂料在快速预热过程中产生爆裂剥落等问题，需要增大材质的气孔率平和透气性，降低热传导率。要达到上述目的，除了要调整合理的颗粒级配外，还需要加入合适的外加剂。通过引入分散性好的纸纤维，可以控制涂料的气孔率和透气性，降低热传导率。随着纸纤维量增加，体积密度和耐压强度呈下降趋势，烧后线收缩呈增大趋势，因此，经过实验加入适宜的纸纤维可使涂料具有较好的抗爆裂性和保温性。

4、结合剂

以水玻璃及磷酸盐作为结合剂，能使涂料具有较低的热导率，较高的强度，采用少量的结合剂能保证涂料从开始使用到结束为止的整个温度范围内都具有较高的强度而不产生低熔相，因此在试验过程中，我们主要采用水玻璃及磷酸盐作结合剂。

5、高铝水泥

高铝水泥是粘结剂，在低温时有足够的强度，能够使产品在烘烤时不脱落。

6、木钙(木质素磺酸钙)

木质素磺酸钙是减水剂。它的加入是为了组合物在搅拌成涂料时减少用水量，保证涂层结构均匀、致密。

7、柠檬酸

柠檬酸是缓凝剂。它的加入是为了延长结合剂与镁砂发生复杂化学反应的时间，它可以在氧化镁周围形成包裹薄膜，延缓络合反应的速度，达到缓凝效果。

8、膨胀蛭石粉

膨胀蛭石粉是吸附剂。少量加入该物质即可以大大提高对非金属夹杂物应有吸附作用，减少钢水中非金属夹杂物，对钢水起净化作用。

9、氮化硅粉末

氮化硅是一种具有超强耐高温、耐腐蚀性能的物质。少量加入该物质可以明显提高涂料的耐用性能。

二、所述的新型连铸中间包镁质涂料的制备过程为：

将各原料按上述比例称量后，先将镁砂及柠檬酸在行星式混合机中混合7-10分钟，再将二氧化硅微粉、水玻璃、三聚磷酸钠、高铝水泥、木钙、膨胀蛭石粉、氮化硅加入行星式混合机中混合3-5分钟，最后加入自制纸纤维混合1-2分钟，制得所述的新型连铸中间包镁质量涂料，进行称量、包装。

原料的混合搅拌时间对涂料的性能产生很大的影响，搅拌时间过长，易造成纸纤维及镁砂颗粒料被打碎，原料粒度偏细，纸纤维过细，影响中间包镁质涂料的保温性能；搅拌时间不够，中间包镁质涂料中各原料组分未能充分混合均匀，易造成颗粒偏析，使中间包镁质涂料在使用时被钢液侵蚀程度不均匀，而影响使用寿命。经过实验，我们找到合适的混合时间。

所述的新型连铸中间包镁质量涂料在经过混合搅拌后，应该密封包装，以免在存储和运输过程中，原料水化、结块，影响镁质涂料的使用寿命。

三、所述的新型连铸中间包镁质涂料的使用方法为：

将倒掉残钢残渣的中间包(带有永久衬)放在砌包架上，把它清理干净，尤其座砖与中间包板之间，冲击板、挡渣堰、护板的位置清理干净，不允许有夹杂物。将合格的中包涂料投入混练机，搅拌3-5分钟后，加入水搅拌均匀后开始使用。安装好砖，并把座砖周围固定捣打、振实，用纸板盖在座砖上。涂抹涂料，按指定的厚度涂抹第一层，过指定时间后，涂抹第二层。共包壁涂抹三层后，涂抹包底，应达到指定厚度。安装好冲击板、护板和挡渣堰。涂抹好后，自然干燥好后才能安装水口。中包砌好后，清理中包里的杂物和水口粘附的涂料。最后安装塞棒。

所述的新型连铸中间包镁质涂料在喷涂之前，需要在搅拌机内加水搅拌均匀，加水量的多少至关重要。加水量过多，会造成镁质涂料颗粒偏析，涂抹粘附性能降低；加水量过少，也易造成涂料混合不均匀，粘附性能降低。应严格控制涂料的加水量，防止造成镁质涂料颗粒偏析，混合不均匀，涂抹粘附性能降低的现象。按质量百分比计，所加的水与新型连铸中间包镁质涂料的质量比为0.15-0.2：1。

本发明提供的新型连铸中间包镁质涂料，通过各组分以及各组分特定配比的组合，相比市场上的原有产品，具有更好地钢水净化能力和耐用性能，同时通过对涂料制备过程中搅拌方式及搅拌时间的控制，保证了涂料的使用性能和使用寿命。

具体实施方式

实施例1：

本发明提出一种新型连铸中间包镁质涂料，它包括以下重量百分比的组分：

所述的新型连铸中间包镁质涂料的制备过程为：将各原料按上述比例称量后，先将镁砂及柠檬酸在行星式混合机中混合8分钟，再将二氧化硅微粉、水玻璃、三聚磷酸钠、高铝水泥、木钙、膨胀蛭石粉、氮化硅粉末加入行星式混合机中混合4分钟，最后加入自制纸纤维混合2分钟，制得所述的新型连铸中间包镁质量涂料，进行称量、包装。

所述的新型连铸中间包镁质涂料的使用方法为：将倒掉残钢残渣的中间包(带有永久衬)放在砌包架上，把它清理干净，尤其座砖与中间包板之间，冲击板、挡渣堰、护板的位置清理干净，不允许有夹杂物。将合格的中包涂料投入混练机，搅拌5分钟后，加入水搅拌均匀后开始使用，按质量百分比计，所加的水与新型连铸中间包镁质涂料的质量比为0.15：1。安装好砖，并把座砖周围固定捣打、振实，用纸板盖在座砖上。涂抹涂料，按指定的厚度涂抹第一层，过指定时间后，涂抹第二层。共包壁涂抹三层后，涂抹包底，应达到指定厚度。安装好冲击板、护板和挡渣堰。涂抹好后，自然干燥好后才能安装水口。中包砌好后，清理中包里的杂物和水口粘附的涂料。最后安装塞棒。

实施例2：

本发明提出一种新型连铸中间包镁质涂料，它包括以下重量百分比的组分：

所述的新型连铸中间包镁质涂料的制备过程为：将各原料按上述比例称量后，先将镁砂及柠檬酸在行星式混合机中混合7分钟，再将二氧化硅微粉、水玻璃、三聚磷酸钠、高铝水泥、木钙、膨胀蛭石粉、氮化硅粉末加入行星式混合机中混合3分钟，最后加入自制纸纤维混合1分钟，制得所述的新型连铸中间包镁质量涂料，进行称量、包装。

所述的新型连铸中间包镁质涂料的使用方法为：将倒掉残钢残渣的中间包(带有永久衬)放在砌包架上，把它清理干净，尤其座砖与中间包板之间，冲击板、挡渣堰、护板的位置清理干净，不允许有夹杂物。将合格的中包涂料投入混练机，搅拌4分钟后，加入水搅拌均匀后开始使用，按质量百分比计，所加的水与新型连铸中间包镁质涂料的质量比为0.2：1。安装好砖，并把座砖周围固定捣打、振实，用纸板盖在座砖上。涂抹涂料，按指定的厚度涂抹第一层，过指定时间后，涂抹第二层。共包壁涂抹三层后，涂抹包底，应达到指定厚度。安装好冲击板、护板和挡渣堰。涂抹好后，自然干燥好后才能安装水口。中包砌好后，清理中包里的杂物和水口粘附的涂料。最后安装塞棒。

实施例3：

本发明提出一种新型连铸中间包镁质涂料，它包括以下重量百分比的组分：

所述的新型连铸中间包镁质涂料的制备过程为：将各原料按上述比例称量后，先将镁砂及柠檬酸在行星式混合机中混合10分钟，再将二氧化硅微粉、水玻璃、三聚磷酸钠、高铝水泥、木钙、膨胀蛭石粉、氮化硅粉末加入行星式混合机中混合5分钟，最后加入自制纸纤维混合1.5分钟，制得所述的新型连铸中间包镁质量涂料，进行称量、包装。

所述的新型连铸中间包镁质涂料的使用方法为：将倒掉残钢残渣的中间包(带有永久衬)放在砌包架上，把它清理干净，尤其座砖与中间包板之间，冲击板、挡渣堰、护板的位置清理干净，不允许有夹杂物。将合格的中包涂料投入混练机，搅拌3分钟后，加入水搅拌均匀后开始使用，按质量百分比计，所加的水与新型连铸中间包镁质涂料的质量比为0.17：1。安装好砖，并把座砖周围固定捣打、振实，用纸板盖在座砖上。涂抹涂料，按指定的厚度涂抹第一层，过指定时间后，涂抹第二层。共包壁涂抹三层后，涂抹包底，应达到指定厚度。安装好冲击板、护板和挡渣堰。涂抹好后，自然干燥好后才能安装水口。中包砌好后，清理中包里的杂物和水口粘附的涂料。最后安装塞棒。

实施例4：

本发明提出一种新型连铸中间包镁质涂料，它包括以下重量百分比的组分：

所述的新型连铸中间包镁质涂料的制备过程为：将各原料按上述比例称量后，先将镁砂及柠檬酸在行星式混合机中混合8分钟，再将二氧化硅微粉、水玻璃、三聚磷酸钠、高铝水泥、木钙、膨胀蛭石粉、氮化硅粉末加入行星式混合机中混合5分钟，最后加入自制纸纤维混合1分钟，制得所述的新型连铸中间包镁质量涂料，进行称量、包装。

所述的新型连铸中间包镁质涂料的使用方法为：将倒掉残钢残渣的中间包(带有永久衬)放在砌包架上，把它清理干净，尤其座砖与中间包板之间，冲击板、挡渣堰、护板的位置清理干净，不允许有夹杂物。将合格的中包涂料投入混练机，搅拌3分钟后，加入水搅拌均匀后开始使用，按质量百分比计，所加的水与新型连铸中间包镁质涂料的质量比为0.2：1。安装好砖，并把座砖周围固定捣打、振实，用纸板盖在座砖上。涂抹涂料，按指定的厚度涂抹第一层，过指定时间后，涂抹第二层。共包壁涂抹三层后，涂抹包底，应达到指定厚度。安装好冲击板、护板和挡渣堰。涂抹好后，自然干燥好后才能安装水口。中包砌好后，清理中包里的杂物和水口粘附的涂料。最后安装塞棒。

对实施例1-4进行检测：

表1是本发明的连铸中间包镁质涂料与市场上的样品的耐用性能的对比数据。

表1本发明与市场样品耐用性能对比

由表1可知，随着氮化硅粉末加入量的增大，连铸中间包镁质涂料的连铸时间呈明显上升趋势，工作层涂料的残存厚度也有明显的加厚，氮化硅的加入量对本发明的效果是非常重要的。

表2是本发明的连铸中间包镁质涂料的对钢水的净化与市场上的样品的对比数据。

表2本发明与市场样品净化性能对比：

对使用连铸中间包镁质涂料生产的钢材所含微量元素进行检测

由表2可知，随着膨胀蛭石粉加入量的增大，连铸中间包镁质涂料的净化效果呈明显上升趋势，膨胀蛭石粉的加入量对本发明的效果是非常重要的。

此检测数据只针对上述检测样品。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种连铸中间包镁质涂料，其特征在于，包含以下重量百分比的组分：

电熔镁砂80-89%

电熔镁砂细粉目粒度200目2-5%

水玻璃0.1-0.7%

二氧化硅微粉3-7%

自制纸纤维1.2-1.5%

膨胀蛭石粉目粒度200目0.1-0.3%

木钙0.2-0.6%

三聚磷酸钠1.5-2.5%

高铝水泥1-3%

柠檬酸0.2-0.4%

氮化硅粉末目粒度200目0.1-0.4%。

2.如权利要求1所述的连铸中间包镁质涂料，其特征在于，包含以下重量百分比的组分：

电熔镁砂86%

电熔镁砂细粉目粒度200目3.7%

水玻璃0.4%

二氧化硅微粉4.7%

自制纸纤维1.3%

膨胀蛭石粉目粒度200目0.2%

木钙0.4%

三聚磷酸钠1.6%

高铝水泥1.2%

柠檬酸0.2%

氮化硅粉末目粒度200目0.3%。