CN106007753B - 浇注料和用该浇注料制备的稳流挡渣桶及它们的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种浇注料和用该浇注料制备的稳流挡渣桶及它们的制备方法，以重量百分比计，所述浇注料含有如下原料组分：粒度为5～8mm的铝镁尖晶石15～30％、粒度为3～5mm的镁橄榄石10～35％、粒度为1～3mm的蓝晶石10～15％、粒度为1～3mm的电熔刚玉7～20％、粒度为≤1mm Si₂ON₂的5～20％、粒度为≤1mm TiO₂的5～15％、粒度为180目的Fe₂O₃ 1～5％和粒度＜0.088mm的硅微粉2～8％，以及上述原料组分总重量0.1～0.3％的减水剂。该修补料具有强度高、寿命长、耐高温、耐冲刷、抗侵蚀、剥落能力强等优点。

Description

浇注料和用该浇注料制备的稳流挡渣桶及它们的制备方法

技术领域

本发明属于钢铁行业中间包稳流挡渣桶用耐火材料领域，具体的说涉及一种用于中间包稳流挡渣桶用浇注料及其制备方法，还涉及一种采用中间包稳流挡渣桶用浇注料制备的中间包稳流挡渣桶及其制备方法。

背景技术

目前，为保护钢水对中间包底部的冲刷，提高中间包使用寿命，多数中间包中都安装了稳流器。稳流器是安装在中间包冲击区底部用来稳定中间包水口区域钢水流动，减少钢水对中间包冲刷，保护包壁。但连铸中间包内使用的是普通的稳流器，稳流器浇注时只对中间包冲击区起到保护做作用，连铸生产时由于大包钢水的剧烈混冲，钢水及钢渣在冲击区内混杂在一起，当中间包没有控流装置时，由于钢包注流冲击，中间包表面呈波浪运动，加剧了钢液的二次氧化。同时，钢液容易形成短路流，减小钢液在中间包内的停留时间，夹杂物无法充分上浮，同时，钢液动能损失过大，生产过程中经常出现中间包卷渣现象造成铸坯夹渣等质量缺陷。因此，为提高钢水洁净度，避免中间包卷渣、改善钢材质量，一些钢厂使用了与中间包壁同高度的新型稳流挡渣桶，挡渣桶底部有2～3个开孔，让钢水从底部孔中流入浇筑区，将钢渣大部分控制在稳流桶内部，大大减少了大包下渣量进入中间包浇注区，进一步提高了铸坯洁净度。但由于稳流挡渣桶长期处于钢水冲刷之下，稳流挡渣桶使用寿命偏低，目前使用寿命只有15～24小时，远低于普通稳流器40小时以上使用寿命，这也是目前稳流挡渣桶没有完全取代普通稳流器的重要原因。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种中间包稳流挡渣桶用浇注料，该浇注料具有成本低、耐冲刷、寿命长、易施工等优点，可进一步提高稳流挡渣桶使用寿命，降低成本。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

以铝镁尖晶石、镁橄榄石、蓝晶石、电熔刚玉、Si₂ON₂、TiO₂、Fe₂O₃为主料，硅微粉为结合剂来制备中间包稳流挡渣桶。

一种中间包稳流挡渣桶用浇注料，以重量百分比计，所述浇注料含有如下原料组分：粒度为5mm～8mm的铝镁尖晶石15％～30％、粒度为3mm～5mm的镁橄榄石10％～35％、粒度为1mm～3mm的蓝晶石10％～15％、粒度为1mm～3mm的电熔刚玉7％～20％、粒度≤1mm的Si₂ON₂ 5％～20％、粒度≤1mm的TiO₂ 5％～15％、180目的Fe₂O₃ 1％～5％和粒度＜0.088mm的硅微粉2％～8％，以及上述原料组分总重量0.1～0.3％的减水剂。

优选地，所述浇注料含有如下原料组分：粒度为5mm～8mm的铝镁尖晶石17％～25％、粒度为3mm～5mm的镁橄榄石15％～30％、粒度为1mm～3mm的蓝晶石12％～14％、粒度为1mm～3mm的电熔刚玉9％～15％、粒度≤1mm的Si₂ON₂5％～15％、粒度≤1mm的TiO₂ 7％～13％、180目的Fe₂O₃ 3％～5％和粒度＜0.088mm的硅微粉4％～7％，以及上述原料组分总重量0.1～0.3％的减水剂。

进一步优选地，以重量百分比计，所述浇注料含有如下原料组分：粒度为5mm～8mm的铝镁尖晶石19％～22％、粒度为3mm～5mm的镁橄榄石19％～25％、粒度为1mm～3mm的蓝晶石12％～13％、粒度为1mm～3mm的电熔刚玉11％～13％、粒度≤1mm的Si₂ON₂ 7％～12％、粒度≤1mm的TiO₂ 8％～12％、180目的Fe₂O₃4％～5％和粒度＜0.088mm的硅微粉5％～6％，以及上述原料组分总重量0.1～0.3％的减水剂。

更进一步优选地，所述浇注料含有如下原料组分：粒度为5mm～8mm的铝镁尖晶石20％～21％、粒度为3mm～5mm的镁橄榄石20％～23％、粒度为1mm～3mm的蓝晶石12％～13％、粒度为1mm～3mm的电熔刚玉12％～13％、粒度≤1mm的Si₂ON₂ 9％～11％、粒度≤1mm的TiO₂ 10％～12％、180目的Fe₂O₃ 4％～5％和粒度＜0.088mm的硅微粉5％～6％，以及上述原料组分总重量0.1～0.3％的减水剂。

在本发明中，所述减水剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠中的至少一种。

本发明的另一个目的在于，还提供了上述的中间包稳流挡渣桶用浇注料的制备方法，所述方法包括以下步骤：

1)按比例称取各种原料组分，混合搅拌3～5分钟得到混合料；

2)加入混合料总重量5％～8％的水，继续混合搅拌7～10分钟，制得浇注料。

本发明进一步提供了一种中间包稳流挡渣桶，所述稳流挡渣桶采用上述中间包稳流挡渣桶用浇注料制备。

本发明更进一步提供了一种中间包稳流挡渣桶的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

1)按比例称取各种原料组分，混合搅拌3～5分钟得到混合料；

2)加入混合料总重量5％～8％的水，继续混合搅拌7～10分钟，制得浇注料；

3)将所得浇注料注入已固定好的稳流挡渣桶模具中震动成型；

4)将浇注成型的稳流挡渣桶养护48小时后脱模，再自然养护3天，然后在260℃下烘烤48小时，自然冷却后即得中间包稳流挡渣桶。

与现有技术相比，本发明具有如下积极有效的效果：

1、以该浇注料制备的稳流挡渣桶具有良好的高温化学稳定性。镁橄榄石的柱状或厚板状结构与铝镁尖晶石八面体晶形相互穿插交织在一起形成的网络结构，结合紧密，结构稳定，具有良好的高温抗侵蚀、渣及剥落能力。

2、以该浇注料制备的稳流挡渣桶具有良好的高温力学性能。电熔刚玉晶体镶嵌在网络结构中，形成粒子增强机制，提高了材料任性和抗疲劳性能，外观表现为材料的高温强度明显提高，使材料具有良好的抗钢水冲刷能力，大大提高了使用寿命。

3、Si₂ON₂四面体具有连续骨架结构网构造，具有更低的线膨胀系数以及塞隆颗粒周围形成组成为蓝晶石、TiO₂的耐火薄膜可缓解材料内部热应力，从而大大提高材料的高温稳定性。

4、该浇注料所制备的中间包稳流挡渣桶，其主要理化指标如下：

耐火温度(℃)：≥1700；

体积密度(g/cm³)：≥2.7(260℃×48h)；≥3.0(1650℃×24h)；

耐压强度(MPa)：≥40(260℃×48h)；≥70(1650℃×24h)；

抗折强度(MPa)：≥9(260℃×48h)；≥16(1650℃×24h)；

烧后线变化(％)：±0.1(1650℃×24h)。

5、采用本发明浇注料制备的中间包稳流挡渣桶可使其使用寿命提高至53小时以上。

具体实施方式

以下实施例是本发明的进一步说明，但本发明并不局限于此。

实施例1

一种中间包稳流挡渣桶用浇注料，其原料配方见表1：

按表1中所述比例称取各种物料，放入搅拌机中混合搅拌3～5分钟，再加水(加水量为物料总重量的5％～8％)混合搅拌7～10分钟，注入已固定好的模具中震动成型。浇注成型后养护48小时脱模，再自然养护3天，然后在260℃下烘烤48小时，自然冷却后即可投入使用。其主要理化指标如下：

耐火温度(℃)：≥1700；

体积密度(g/cm³)：2.7(260℃×48h)；3.1(1650℃×24h)；

耐压强度(MPa)：42(260℃×48h)；73(1650℃×24h)；

抗折强度(MPa)：10(260℃×48h)；19(1650℃×24h)；

烧后线变化(％)：±0.1(1650℃×24h)；

使用寿命55小时。

实施例2

一种中间包稳流挡渣桶用浇注料，其原料配方见表1：

以该浇注料制备中间包稳流挡渣桶的方法同实施例1，其主要理化指标如下：

耐火温度(℃)：≥1700；

体积密度(g/cm³)：2.8(260℃×48h)；3.2(1650℃×24h)；

耐压强度(MPa)：44(260℃×48h)；75(1650℃×24h)；

抗折强度(MPa)：11(260℃×48h)；20(1650℃×24h)；

烧后线变化(％)：±0.1(1650℃×24h)；

使用寿命58小时。

实施例3

一种中间包稳流挡渣桶用浇注料，其原料配方见表1：

以该浇注料制备中间包稳流挡渣桶的方法同实施例1，其主要理化指标如下：

耐火温度(℃)：≥1700；

体积密度(g/cm³)：2.7(260℃×48h)；3.1(1650℃×24h)；

耐压强度(MPa)：41(260℃×48h)；70(1650℃×24h)；

抗折强度(MPa)：10(260℃×48h)；17(1650℃×24h)；

烧后线变化(％)：±0.1(1650℃×24h)；

使用寿命52小时。

实施例4

一种中间包稳流挡渣桶用浇注料，其原料配方见表1：

以该浇注料制备中间包稳流挡渣桶的方法同实施例1，其主要理化指标如下：耐火温度(℃)：≥1700；

体积密度(g/cm³)：2.8(260℃×48h)；3(1650℃×24h)；

耐压强度(MPa)：45(260℃×48h)；76(1650℃×24h)；

抗折强度(MPa)：12(260℃×48h)；21(1650℃×24h)；

烧后线变化(％)：±0.1(1650℃×24h)；

使用寿命54小时。

实施例5

一种中间包稳流挡渣桶用浇注料，其原料配方见表1：

以该浇注料制备中间包稳流挡渣桶的方法同实施例1，其主要理化指标如下：

使用寿命59小时。

实施例6

一种中间包稳流挡渣桶用浇注料，其原料配方见表1：

以该浇注料制备中间包稳流挡渣桶的方法同实施例1，其主要理化指标如下：

使用寿命53小时。

实施例7

一种中间包稳流挡渣桶用浇注料，其原料配方见表1：

以该浇注料制备中间包稳流挡渣桶的方法同实施例1，其主要理化指标如下：

使用寿命56小时。

表1实施例1～7原料配方表

单位：重量百分比(％)

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应该理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种中间包稳流挡渣桶用浇注料，其特征在于，以重量百分比计，所述浇注料含有如下原料组分：粒度为5mm～8mm的铝镁尖晶石15％～30％、粒度为3mm～5mm的镁橄榄石10％～35％、粒度为1mm～3mm的蓝晶石10％～15％、粒度为1mm～3mm的电熔刚玉7％～20％、粒度≤1mm的Si₂ON₂ 5％～20％、粒度≤1mm的TiO₂ 5％～15％、180目的Fe₂O₃ 1％～5％和粒度＜0.088mm的硅微粉2％～8％，外加上述原料组分总重量0.1～0.3％的减水剂。

2.根据权利要求1所述的中间包稳流挡渣桶用浇注料，其特征在于，以重量百分比计，所述浇注料含有如下原料组分：粒度为5mm～8mm的铝镁尖晶石17％～25％、粒度为3mm～5mm的镁橄榄石15％～30％、粒度为1mm～3mm的蓝晶石12％～14％、粒度为1mm～3mm的电熔刚玉9％～15％、粒度≤1mm的Si₂ON₂ 5％～15％、粒度≤1mm的TiO₂ 7％～13％、180目的Fe₂O₃ 3％～5％和粒度＜0.088mm的硅微粉4％～7％，以及上述原料组分总重量0.1～0.3％的减水剂。

3.根据权利要求2所述的中间包稳流挡渣桶用浇注料，其特征在于，以重量百分比计，所述浇注料含有如下原料组分：粒度为5mm～8mm的铝镁尖晶石19％～22％、粒度为3mm～5mm的镁橄榄石19％～25％、粒度为1mm～3mm的蓝晶石12％～13％、粒度为1mm～3mm的电熔刚玉11％～13％、粒度≤1mm的Si₂ON₂ 7％～12％、粒度≤1mm的TiO₂ 8％～12％、180目的Fe₂O₃ 4％～5％和粒度＜0.088mm的硅微粉5％～6％，以及上述原料组分总重量0.1～0.3％的减水剂。

4.根据权利要求3所述的中间包稳流挡渣桶用浇注料，其特征在于，以重量百分比计，所述浇注料含有如下原料组分：粒度为5mm～8mm的铝镁尖晶石20％～21％、粒度为3mm～5mm的镁橄榄石20％～23％、粒度为1mm～3mm的蓝晶石12％～13％、粒度为1mm～3mm的电熔刚玉12％～13％、粒度≤1mm的Si₂ON₂ 9％～11％、粒度≤1mm的TiO₂ 10％～12％、180目的Fe₂O₃ 4％～5％和粒度＜0.088mm的硅微粉5％～6％，以及上述原料组分总重量0.1～0.3％的减水剂。

5.根据权利要求1-4任一项所述的中间包稳流挡渣桶用浇注料，其特征在于，所述减水剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠中的至少一种。

6.权利要求1-5任一项所述的中间包稳流挡渣桶用浇注料的制备方法，所述方法包括以下步骤：

1)按比例称取各种原料组分，混合搅拌3～5分钟得到混合料；

2)加入混合料总重量5％～8％的水，继续混合搅拌7～10分钟，制得浇注料。

7.一种中间包稳流挡渣桶，其特征在于，所述稳流挡渣桶采用权利要求1-5任一项所述中间包稳流挡渣桶用浇注料制备。

8.权利要求7所述的一种中间包稳流挡渣桶的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

1)按比例称取各种原料组分，混合搅拌3～5分钟得到混合料；

2)加入混合料总重量5％～8％的水，继续混合搅拌7～10分钟，制得浇注料；

3)将所得浇注料注入已固定好的稳流挡渣桶模具中震动成型；

4)将浇注成型的稳流挡渣桶养护48小时后脱模，再自然养护3天，然后在260℃下烘烤48小时，自然冷却后即得中间包稳流挡渣桶。