CN111348896A - 构成连铸中间包耐火内衬的工作层 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种构成连铸中间包耐火内衬的工作层，包括连铸中间包耐火内衬由绝热层、永久层和工作层构成，连铸中间包耐火内衬工作层的组成配比如下：粒度为3‑5mm的废镁碳砖15‑20%、粒度为0.1‑2.9mm的废镁碳砖35‑40%、粒度为0.089‑1mm的重烧镁砂8‑14%、粒度为0.088mm的重烧镁砂28‑32%、结合剂3‑4%、添加剂1.4‑1.6%，所有百分数为重量百分数。本发明设计合理，可以减轻中间包内钢液二次氧化的机会，使钢液的吸氢下降，减少对钢液的污染，提高工作层的使用寿命,提高钢坯的质量，提高中间包维护过程的劳动生产率。

Description

构成连铸中间包耐火内衬的工作层

技术领域

本发明属于构成连铸中间包耐火内衬的工作层材料的改进，特别是一种构成连铸中间包耐火内衬的工作层。

背景技术

中间包是炼钢连铸过程结晶器和钢包之间的过渡装置，使用中间包可以使钢水更好更平稳地注入结晶器中，并可保障钢水的稳定平稳以及洁净钢水的作用，所以中间包在炼钢过程中作用是承上启下的作用。中间包耐火内衬主要包括绝热层、永久层和工作层。

中间包干式料，就是中间包内衬工作层材料，和钢水及熔渣直接接触，是不加水或液体结合剂而用振动法成型的不定形耐火材料。在振动作用下，材料可形成致密而均匀的整体，加热时靠热固性结合剂或陶瓷烧结剂使其产生强度。干式振动料是由耐火骨料、粉料、烧结剂和外加剂组成的。其特点为：此种材料在振动力作用下易于流动，其中粉料即使在很小的振动力作用下也能填充颗粒堆积间的极小孔隙，获得具有较高充填密度的致密体。使用中靠加热形成一层具有一定强度的使用工作面。而非工作面仍有部分未烧结呈原致密堆积结构。这种结构有助于减少由于膨胀或收缩而产生的应力;有助于阻碍裂纹的扩散与延伸;有助于阻止金属熔体的侵入，且便于拆包清理。这种材料用振动方法在施工现场施工，施工简便、施工期短、无需养护和烘烤，可直接快速升温使工作层烧结投入使用。

连铸中间包工作层原使用干式料主要组成3-5mm、1-3mm镁橄榄石、0-1mm重烧镁砂，0.1mm重烧镁砂细粉，并添加干式料专用结合剂研制而成。原使用中间包干式料主要成分见表1。

表1 主要原料化学组成：

原料	Mgo	SiO2	Cao	Fe2O3	灼减量
						重烧镁砂	93.51	3.85	1.71		0.23
镁橄榄石	42.53	36.14	1.27	8.52	4.93

原使用中间包干式料以优质镁砂为主要原料，外加结合剂和添加剂，经严格的生产工艺控制加工而成。但缺点是原材料成本较高，施工工艺要求较高，对工人的中间包工作层涂抹操作水平有较高的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种构成连铸中间包耐火内衬的工作层，本发明设计合理，可以减轻中间包内钢液二次氧化的机会，使钢液的吸氢下降，减少对钢液的污染，提高工作层的使用寿命,提高钢坯的质量，提高中间包维护过程的劳动生产率。

本发明的目的是这样实现的：一种构成连铸中间包耐火内衬的工作层, 包括连铸中间包耐火内衬由绝热层、永久层和工作层构成，连铸中间包耐火内衬工作层的组成配比如下：粒度为3-5mm的废镁碳砖15-20%、粒度为0.1-2.9mm的废镁碳砖35-40%、粒度为0.089-1mm的重烧镁砂8-14%、粒度为0.088mm的重烧镁砂28-32%、结合剂3-4%、添加剂1.4-1.6%，所有百分数为重量百分数。

连铸中间包耐火内衬工作层由下述重量百分比配比的原料制成，粒度为3-5mm的废镁碳砖16-19%、粒度为0.1-2.9mm的废镁碳砖36-39%、粒度为0.089-1mm的重烧镁砂10-12%、粒度为0.088mm的重烧镁砂29-31%、结合剂3.2-3.8%、添加剂1.45-1.55%。

连铸中间包耐火内衬工作层由下述重量百分比配比的原料制成，粒度为3-5mm的废镁碳砖17%、粒度为0.1-2.9mm的废镁碳砖37%、粒度为0.089-1mm的重烧镁砂11%、粒度为0.088mm的重烧镁砂30%、结合剂3.5%、添加剂1.5%。

结合剂为酚醛树脂，型号为PE4112，其中游离酚1.65%、水份0.5%。通常指由苯酚或其同系物（如甲酚、二甲酚）和甲醛作用而得的液态或固态产品。

添加剂为热固性酚醛树脂。本添加剂是指热固性酚醛树脂（thermosettingphenolic resin)受热后变为不溶不熔状态。酚醛树脂耐酸、耐碱、耐热。作为中间包涂料的热固性添加剂使用。

在连铸中间包内衬上制作耐火工作层时，将上述各种组分的原料按重量百分比混匀，在连铸中间包内衬的永久层外部配合安装工作层模具，在永久层与模具之间构成的空腔内填充上述混合料，通过摆动法成型，在振动力的作用下获得具有高允填密度的致密体，经过低温烘烤后脱膜，低温烘烤温度为200-500℃。

本发明使用炼钢炉回收的废镁碳砖替代镁橄榄石和部分镁砂，替代量为40-45%，降低因耐材大幅涨价产生的成本压力。使用炼钢产生废旧镁碳砖制作的中间包干式料主要成分见表2。

表2 主要原料化学组成:

原料	Mgo	SiO2	Cao	Fe2O3	灼减量
						重烧镁砂	93.51	3.85	1.71		0.23
废镁碳砖	70.96	3.18	1.61	12.89

本发明材料以废旧镁碳砖材料为基本材料，采用特殊的环保型结合剂，在低温烘烤时能够产生足够的脱模强度。该材料与原使用干式料相比没有增加对钢水有害的添加剂，因此在使用中不会对钢水出现增磷、增碳等二次污染。施工方法与原使用干式料的施工方法一样，操作简单，且施工过程没有异味（有毒性、难闻）气体，可明显改善现场工人的操作环境，使用后残衬也易于翻包。

发明的效果：

以废镁碳砖替代镁橄榄石和部分镁砂生产的干式料主要用于包壁、包底部位，基本避开了渣线部位的侵蚀和冲刷，保证了中间包的高温使用性能。以40-45%的替代量计算，废镁碳砖用量约600吨/年，降低干式料成本110元/吨。

使用废旧镁碳砖制造的干式振动料水分含量少，在低温烘烤后，内衬材料有足够强度，所以此种材质的中间包使用前可以不进行高温烘烤，而在使用过程中进行直接烧结。

由于使用废旧镁碳砖制造的干式振动料浇铸的中间包工作层结构稳固，不会出现材料垮塌现象，因此，可以改善钢水质量，抗渣侵蚀性强，提高钢水的纯净度，更符合环保要求，烘烤时不产生刺激性气体，有利环保，使用过程中钢水不增碳、不增氢。

本发明使用废旧镁碳砖制造的干式振动料抗钢水、熔渣的侵蚀性强，大幅提高工作层的使用寿命，可以长时间浇注，降低了吨钢耐火材料成本：

使用废旧镁碳砖制造的干式振动料在使用过程中依靠温度梯度从工作层至永久层逐步烧结，在工作层热面形成致密结构，不会出现贯穿裂纹等导致熔渣渗至永久层的现象，由于未烧结层的致密度较低，有利于中间包保温；工作层烧结的过程中出现微量收缩，易于翻包、解体；施工方便，无水施工，可以快速烘烤或无须烘烤而直接使用，增加了中间包的利用率，延长中间包的使用周期，从而可以减少备用包的数量。

由于使用废旧镁碳砖制造的干式振动料不含水分，可以减轻中间包内钢液二次氧化的机会，使钢液的吸氢下降，减少对钢液的污染，提高钢坯的质量；

使用废旧镁碳砖制造的干式振动料的使用寿命较长，一般可达20-30小时以上，比原使用的干式料高50%以上，也极大地提高中间包维护过程的劳动生产率。

发明的适用范围和应用前景：

本发明适用于同类型炼钢企业，利用炼钢炉产生的废旧镁碳砖制造，可以降低中间包干式料的生产成本，有利于环保，废旧再利用，降低炼钢过程产生的废弃物，所以说此材料将会有广泛的应用前景。

本发明设计合理，减轻了中间包内钢液二次氧化的机会，使钢液的吸氢下降，减少了对钢液的污染，提高了工作层的使用寿命,提高了钢坯的质量，提高了中间包维护过程的劳动生产率。

具体实施方式

实施例1

一种构成连铸中间包耐火内衬的工作层，包括连铸中间包耐火内衬由绝热层、永久层和工作层构成，中间包工作层组成重量比见表3。

表3：中间包工作层组成重量比

Claims (5)

1.一种构成连铸中间包耐火内衬的工作层，包括连铸中间包耐火内衬由绝热层、永久层和工作层构成，其特征是：连铸中间包耐火内衬工作层的组成配比如下：粒度为3-5mm的废镁碳砖15-20%、粒度为0.1-2.9mm的废镁碳砖35-40%、粒度为0.089-1mm的重烧镁砂8-14%、粒度为0.088mm的重烧镁砂28-32%、结合剂3-4%、添加剂1.4-1.6%，所有百分数为重量百分数。

2.根据权利要求1所述的构成连铸中间包耐火内衬的工作层，其特征是：连铸中间包耐火内衬工作层由下述重量百分比配比的原料制成，粒度为3-5mm的废镁碳砖16-19%、粒度为0.1-2.9mm的废镁碳砖36-39%、粒度为0.089-1mm的重烧镁砂10-12%、粒度为0.088mm的重烧镁砂29-31%、结合剂3.2-3.8%、添加剂1.45-1.55%。

3.根据权利要求1所述的构成连铸中间包耐火内衬的工作层，其特征是：连铸中间包耐火内衬工作层由下述重量百分比配比的原料制成，粒度为3-5mm的废镁碳砖17%、粒度为0.1-2.9mm的废镁碳砖37%、粒度为0.089-1mm的重烧镁砂11%、粒度为0.088mm的重烧镁砂30%、结合剂3.5%、添加剂1.5%。

4.根据权利要求1所述的构成连铸中间包耐火内衬的工作层，其特征是：结合剂为酚醛树脂，型号为PE4112，其中游离酚1.65%、水份0.5%。

5.根据权利要求1所述的构成连铸中间包耐火内衬的工作层，其特征是：添加剂为热固性酚醛树脂。