CN105347826A - 一种连铸水口内壁涂料 - Google Patents

Abstract

本发明属于连铸功能耐火材料技术领域，提出一种连铸水口内壁涂料。提出的一种连铸水口内壁涂料的原料组成及质量百分比为：粒度大于0mm、小于等于1mm的Bonite？20%~40%，粒度大于0mm、小于等于1mm的轻质多孔材料40%~60%，粒度为325目的α-Al₂O₃5%~20%，粒度为80目的硅石5%~20%，结合剂5%~15%，粒度为325目增稠剂1%~5%；连铸水口内壁涂料还包括有水，水的加入量为上述原料总重量的50%~100%。本发明所制备的内衬具有较低的体积密度和合理的孔结构，因而其热导率较低，隔热性能更加优异，不存在因热机械性能失配导致基体破坏的问题，具有较好的社会效益和经济效益。

Description

一种连铸水口内壁涂料

技术领域

本发明属于连铸功能耐火材料技术领域，主要涉及一种连铸水口内壁涂料。

背景技术

连铸三大件是连铸用重要耐火材料，其中长水口和浸入式水口（长水口和浸入式水口统称为连铸水口）是钢液控流的重要功能无疑，其优异的抗热震性能是其必备的主要性能之一，通过提高碳含量或是结构复合技术来保证其抗热震性能，特别是连铸功能耐火材料低碳化的开发热潮直接引起了梯度复合技术的广泛应用，通过对连铸水口内壁复合一层低导热的内衬材料来缓解钢液对外壁的热冲击，而外壁通常是起着结构与支撑功能的作用，防止其热震开裂。

复合内衬通常采用二次成型或是一次成型，特别是内腔结构复杂的水口内衬需要预成型会极大的影响生产效率，同时不论是一次成型或是二次成型过程中，与本体部位一起进行成型过程中由于压力较高，会导致内衬轻质材料致密化，破坏了其原有的结构，无法发挥其最大的隔热功效；同时在复合成型过程中内衬材料与水口外壁通常结合紧密，两者在成型、热处理、服役过程中容易导致内外层材料的热机械性能失配，不利于连铸水口性能的稳定。

复合结构水口机压成型的方式限制了其内衬选用结合剂种类，具有一定的局限性，例如ZL201310416346.5、ZL03111025.8中内衬材料结合剂选用酚醛树脂，但是酚醛树脂碳化后不利于热导率的降低；采用无碳内衬材料大多为锆质，铝质、尖晶石质等，与外层材料在等解压机中成型，虽然上述复合结构的长水口虽然在一定程度上够提高浸入式水口的抗热冲击性能，但是并不理想；ZL201210477761.7中复合水口的制备需要二次成型，效率低下，内衬材料致密度较高，内衬材料的所发挥的隔热功效不足。

连铸功能耐火材料的低碳化是未来的发展趋势之一，然而单一降低连铸水口的碳含量，其抗钢液热冲击性能必然下降，为了使其具有免烘烤直接上线浇注的特点，开发出具有隔热性能优异的内衬至关重要。

发明内容

为解决现有技术中内衬复合工艺带来的隔热性能较差对浸入式水口抗钢液热冲击性能提高有限的问题，内衬与外壁结合紧密容易导致复合层的热机械性能失配的问题，本发明的目的是提出一种连铸水口内壁涂料。

本发明完成上述目的采用如下技术方案：

一种连铸水口内壁涂料，所述内壁涂料的原料组成及质量百分比为：

粒度大于0mm、小于等于1mm的Bonite20%~40%

粒度大于0mm、小于等于1mm的轻质多孔材料40%~60%

粒度为325目的α-Al₂O₃5%~20%

粒度为80目的硅石5%~20%

结合剂5%~15%

粒度为325目的增稠剂1%~5%；

所述连铸水口内壁涂料还包括有水，水的加入量为上述原料总重量的50%~100%。

所述的轻质多孔材料为氧化铝空心球、粉煤灰漂珠、SLA-92中的一种。

所述的结合剂为硅溶胶或水玻璃或水溶性树脂；所述结合剂为浓度范围为30~60%的溶液。

所述的增稠剂为羧甲基纤维素或甲基纤维素或膨润土。

一种连铸水口内壁涂料使用时，先将结合剂、增稠剂和水按照上述配比进行预混，然后再加入余下的固体原料经高速搅拌混匀成均匀的料浆，在连铸水口热处理前，采用浸渍工艺将该涂料复合在连铸水口内壁上。

本发明提出的一种连铸水口内壁涂料，该涂料适用于湿法成型工艺，固含量可以调控，成型过程中氧化铝空心球、漂珠、SLA-92的颗粒结构不易被破坏，气孔率较高，与机压成型轻质内衬材料相比，该涂料所制备的内衬具有较低的体积密度和合理的孔结构，因而其热导率较低，隔热性能更加优异；该涂料在基体材料致密化后在其表面采用浸渍的工艺施工，因而与水口基体材料的界面清晰，与基体材料的结合强度较机压复合的形式要低，同时热处理后内衬材料较基体材料的线收缩率更大，不会对基体材料形成破坏力，因而不存在因热机械性能失配导致基体破坏等问题；该涂料含有一定量的增稠剂，制备出的涂料具有优异的可塑性、悬浮性、黏性或附着性，不容易沉淀，采用浸渍的工艺施工，涂层的厚度易于控制；该涂料选用的结合剂有树脂碳质结合剂和无机结合剂，可以根据水口所浇注钢种进行选取；本发明特别是适用于成型内腔结构复杂的水口内衬；材料的主要组成为Bonite、氧化铝空心球、漂珠、SLA-92、α-Al₂O₃、硅石，其耐火度均比较高，达1600℃以上，该涂料具有以下特点：

200℃烘后耐压强度>3.0MPa按GB/T3997.2-1998的规定测定

950℃烧后线变化率<1.0%按GB/T5988-2004的规定测定

950℃烧后体积密度<1.5g/cm³按GB/T2997-2000的规定测定

950℃烧后气孔率>40%按GB/T2997-2000的规定测定

1200℃导热系数<1.5W/m·K按YB/T4130-2005的规定测定

由上可以看出，该涂料具有较好的社会效益和经济效益。

具体实施方式

结合下述实施例对本发明加以说明：

实施例1

本实施例涉及的水口内壁涂料，各组分及质量百分比为：Bonite(粒度大于0mm、小于等于1mm)20%，粉煤灰漂珠(粒度大于0mm、小于等于1mm)60%，α-Al₂O₃（325目）5%，硅石(80目)5%，膨润土(325目)5%；水溶性树脂（浓度为60%）5%，水加入量占上述原料总重的100%。先将水溶性树脂、膨润土、水进行预混，然后再加入余下的固体原料经高速搅拌混匀成均匀的料浆，在连铸水口进行热处理前，采用浸渍工艺将该涂料复合在水口内壁上。

实施例2

本实施例涉及的水口内壁涂料，各组分及质量百分比为：Bonite(粒度大于0mm、小于等于1mm)40%，氧化铝空心球(粒度大于0mm、小于等于1mm)40%，α-Al₂O₃（325目）5%，硅石(80目)5%，羧甲基纤维素(325目)1%；硅溶胶（浓度为40%）9%，水加入量占上述原料总重的50%。先将硅溶胶、羧甲基纤维素、水进行预混，然后再加入余下的固体原料经高速搅拌混匀成均匀的料浆，在连铸水口进行热处理前，采用浸渍工艺将该涂料复合在水口内壁上。

实施例3

本实施例涉及的水口内壁涂料，各组分及质量百分比为：Bonite(粒度大于0mm、小于等于1mm)30%，SLA-92(粒度大于0mm、小于等于1mm)40%，α-Al₂O₃（325目）5%，硅石(80目)8%，甲基纤维素(325目)2%；水玻璃（浓度为20%）15%，水加入量占上述原料总重的70%。先将水玻璃、甲基纤维素、水进行预混，然后再加入余下的固体原料经高速搅拌混匀成均匀的料浆，在连铸水口进行热处理前，采用浸渍工艺将该涂料复合在水口内壁上。

实施例4

本实施例涉及的水口内壁涂料，各组分及质量百分比为：Bonite(粒度大于0mm、小于等于1mm)20%，SLA-92(粒度大于0mm、小于等于1mm)40%，α-Al₂O₃（325目）9%，硅石(80目)20%，甲基纤维素(325目)1%；硅溶胶（浓度为40%）10%，水加入量占上述原料总重的80%。先将硅溶胶、甲基纤维素、水进行预混，然后再加入余下的固体原料经高速搅拌混匀成均匀的料浆，在连铸水口进行热处理前，采用浸渍工艺将该涂料复合在水口内壁上。

实施例5

本实施例涉及的水口内壁涂料，各组分及质量百分比为：Bonite(粒度大于0mm、小于等于1mm)20%，粉煤灰漂珠(粒度大于0mm、小于等于1mm)40%，α-Al₂O₃（325目）20%，硅石(80目)5%，膨润土(325目)5%；水溶性树脂（浓度为60%）10%，水加入量占上述原料总重的80%。先将水溶性树脂、膨润土、水进行预混，然后再加入余下的固体原料经高速搅拌混匀成均匀的料浆，在连铸水口进行热处理前，采用浸渍工艺将该涂料复合在水口内壁上。

实施例1~5所得的各耐火泥浆200℃烘后耐压强度≥3.0MPa，950℃烧后线变化率<0.8%，显气孔率≥40%，体积密度≤1.3g/cm³，1200℃热导率≤1.3W/m·K，同时施工性能良好。

Claims (4)

1.一种连铸水口内壁涂料，其特征在于：所述内壁涂料的原料组成及质量百分比为：

粒度大于0mm、小于等于1mm的Bonite20%~40%

粒度大于0mm、小于等于1mm的轻质多孔材料40%~60%

粒度为325目的α-Al₂O₃5%~20%

粒度为80目的硅石5%~20%

结合剂5%~15%

粒度为325目增稠剂1%~5%；

所述连铸水口内壁涂料还包括有水，水的加入量为上述原料总重量的50%~100%。

2.如权利要求1所述的一种连铸水口内壁涂料，其特征在于：所述的轻质多孔材料为氧化铝空心球、粉煤灰漂珠、SLA-92中的一种。

3.如权利要求1所述的一种连铸水口内壁涂料，其特征在于：所述的结合剂为硅溶胶或水玻璃或水溶性树脂；所述结合剂为浓度范围为30~60%的溶液。

4.如权利要求1所述的一种连铸水口内壁涂料，其特征在于：所述的增稠剂为羧甲基纤维素或甲基纤维素或膨润土。