CN106518112A - 一种低成本连铸中间包涂料及其制备方法 - Google Patents

一种低成本连铸中间包涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种低成本连铸中间包涂料，通过加入苛化白泥渣，减少了传统的涂料配方中水玻璃、防爆纤维以及高铝水泥的加入量，从而降低了成本5‑10%，同时通过对涂料制备过程中的加入顺序的控制，保证了涂料的使用性能和使用寿命。

Description

一种低成本连铸中间包涂料及其制备方法
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涂料及其制备方法。
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。为提高在钢厂整体承包中的竞争实力，我们对如何降低连铸中间包的成本进行了研究。
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，本发明提供了一种低成本连铸中间包涂料，本发明还提供了上述镁质涂料的制备方法及使用方法。
一种低成本连铸中间包涂料，包括以下重量百分比的成分：
电熔镁砂 85-92%
苛化白泥渣 1-3%
木钙 0.2-0.6%
三聚磷酸钠 1.5-2.5%
高铝水泥 0.5-2%
二氧化硅微粉 余量。
所述的电熔镁砂包括20-50μm粒径的电熔镁砂细粉和0.5-3mm粒径的电熔镁砂颗粒。
所述的二氧化硅微粉的粒径为10-30μm。
所述的电熔镁砂细粉和电熔镁砂颗粒的重量比为1：（15-20）。
下面分别对各成分进行分析：
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、结合剂
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。本发明中采用苛化白泥渣和磷酸盐相结合作结合剂。
4、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。
5、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。
常规的配方中除了上述原料以外还包括有防爆纤维，主要起到防爆作用。
6、苛化白泥渣
苛化白泥渣是一种造纸过程中产生的废料，其成本低廉，苛化白泥渣的主要成分为碳酸钙，同时还含有氢氧化钙、钠盐等多种成分，是一种碱性材料。本发明中的作用包括：一是可以与高铝水泥反应，提高和耐火砖的粘结强度；二是可以取代传统配方中的水玻璃，与磷酸盐相结合作结合剂，使涂料具有较低的热导率，较高的强度；三是由于苛化白泥渣是造纸的废料，其中含有一些纸纤维，可以取代防爆纤维，起防爆作用。
但是苛化白泥渣的主要成分的加入量一定要控制在3%以内，加入量过多会影响涂料的耐高温性能。
一种低成本连铸中间包涂料的制备方法，包括以下步骤：将电熔镁砂细粉和二氧化硅微粉混合均匀后，加入木钙、三聚磷酸钠和高铝水泥，搅拌均匀；最后加入苛化白泥渣，搅拌均匀后进行称量、包装。
本发明提供的低成本连铸中间包涂料，通过加入苛化白泥渣，减少了传统的涂料配方中水玻璃、防爆纤维以及高铝水泥的加入量，从而降低了成本5-10%，同时通过对涂料制备过程中加入顺序的控制，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：
本发明提出一种低成本连铸中间包涂料，它包括以下重量百分比的成分：
电熔镁砂 90%
苛化白泥渣 2%
木钙 0.5%
三聚磷酸钠 2%
高铝水泥 1%
二氧化硅微粉 余量；
所述的电熔镁砂包括20-50μm粒径的电熔镁砂细粉和0.5-3mm粒径的电熔镁砂颗粒；所述的电熔镁砂细粉和电熔镁砂颗粒的重量比为1：18；
所述的二氧化硅微粉的粒径为10-30μm；
一种低成本连铸中间包涂料的制备方法，包括以下步骤：将电熔镁砂细粉和二氧化硅微粉混合均匀后，加入木钙、三聚磷酸钠和高铝水泥，搅拌均匀；最后加入苛化白泥渣，搅拌均匀后进行称量、包装。
实施例2：
本发明提出一种低成本连铸中间包涂料，它包括以下重量百分比的成分：
电熔镁砂 92%
苛化白泥渣 1%
木钙 0.2%
三聚磷酸钠 1.5%
高铝水泥 1%
二氧化硅微粉 余量；
所述的电熔镁砂包括20-50μm粒径的电熔镁砂细粉和0.5-3mm粒径的电熔镁砂颗粒；所述的电熔镁砂细粉和电熔镁砂颗粒的重量比为1：15；
所述的二氧化硅微粉的粒径为10-30μm；
一种低成本连铸中间包涂料的制备方法，包括以下步骤：将电熔镁砂细粉和二氧化硅微粉混合均匀后，加入木钙、三聚磷酸钠和高铝水泥，搅拌均匀；最后加入苛化白泥渣，搅拌均匀后进行称量、包装。
实施例3：
本发明提出一种低成本连铸中间包涂料，它包括以下重量百分比的成分：
电熔镁砂 85%
苛化白泥渣 3%
木钙 0.2%
三聚磷酸钠2.5%
高铝水泥 0.5%
二氧化硅微粉 余量；
所述的电熔镁砂包括20-50μm粒径的电熔镁砂细粉和0.5-3mm粒径的电熔镁砂颗粒；所述的电熔镁砂细粉和电熔镁砂颗粒的重量比为1：15；
所述的二氧化硅微粉的粒径为10-30μm；
一种低成本连铸中间包涂料的制备方法，包括以下步骤：将电熔镁砂细粉和二氧化硅微粉混合均匀后，加入木钙、三聚磷酸钠和高铝水泥，搅拌均匀；最后加入苛化白泥渣，搅拌均匀后进行称量、包装。
实施例4：
本发明提出一种低成本连铸中间包涂料，它包括以下重量百分比的成分：
电熔镁砂 85%
苛化白泥渣 3%
木钙0.6%
三聚磷酸钠 2.5%
高铝水泥 2%
二氧化硅微粉 余量；
所述的电熔镁砂包括20-50μm粒径的电熔镁砂细粉和0.5-3mm粒径的电熔镁砂颗粒；所述的电熔镁砂细粉和电熔镁砂颗粒的重量比为1：18；
所述的二氧化硅微粉的粒径为10-30μm；
一种低成本连铸中间包涂料的制备方法，包括以下步骤：将电熔镁砂细粉和二氧化硅微粉混合均匀后，加入木钙、三聚磷酸钠和高铝水泥，搅拌均匀；最后加入苛化白泥渣，搅拌均匀后进行称量、包装。
将本发明实施例1-4的连铸中间包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
检测项目 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 涂料市场样品的检测值
连铸时间 18h 18h 16h 17h 15h
工作层涂料残存厚度最小值,mm 22 20 20 19 18
由表1可以知道，本发明中的连铸中间包涂料在降低成本的基础上，其耐用性能还要略有提高。
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 (5)

1.一种低成本连铸中间包涂料，其特征在于，包含以下重量百分比的成分：
电熔镁砂 85-92%
苛化白泥渣1-3%
木钙 0.2-0.6%
三聚磷酸钠 1.5-2.5%
高铝水泥 0.5-2%
二氧化硅微粉 余量。
2.如权利要求1所述的低成本连铸中间包涂料，其特征在于，所述的电熔镁砂包括20-50μm粒径的电熔镁砂细粉和0.5-3mm粒径的电熔镁砂颗粒。
3.如权利要求1所述的低成本连铸中间包涂料，其特征在于，所述的二氧化硅微粉的粒径为10-30μm。
4.如权利要求2所述的低成本连铸中间包涂料，其特征在于，所述的电熔镁砂细粉和电熔镁砂颗粒的重量比为1：（15-20）。
5.一种低成本连铸中间包涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将电熔镁砂细粉和二氧化硅微粉混合均匀后，加入木钙、三聚磷酸钠和高铝水泥，搅拌均匀；最后加入苛化白泥渣，搅拌均匀后进行称量、包装。
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