CN112500135A - 一种镁钙质中间包干式工作衬料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及不定型耐火材料技术领域，尤其是涉及一种镁钙质中间包干式工作衬料及其制备方法；按照重量份数计，包括：煅烧高铁白云石砂或镁钙砂32‑65份，镁砂26‑60份，结合剂6份，烧结剂1‑2份，稳定剂0.5‑2份；本发明的目的在于提供一种镁钙质中间包干式工作衬料及其制备方法，通过镁钙质中间包干式工作衬料的设计以解决现有技术中存在的镁钙系耐火材料遇水或水气时极易水化，给生产、存储和使用带来很大的困难的技术问题。

Description

一种镁钙质中间包干式工作衬料及其制备方法
技术领域
本发明涉及不定型耐火材料技术领域，尤其是涉及一种镁钙质中间包干式工作衬料及其制备方法。
背景技术
随着我国对洁净钢、优质钢需求量的不断增加及冶炼条件的日益苛刻，对耐火材料质量要求越来越高，即要满足使用要求，又要环保、功能化、不污染并能净化钢液。钢铁冶炼过程中，连铸中间包是与钢液接触的最后一个容器，对提高钢的质量，制得洁净钢十分重要。因此要求中间包工作衬对钢液污染少，并能吸收钢液中非金属夹杂物。钢的洁净度与耐火材料的品质、品种、质量和使用密切相关。一般耐火材料对钢液或多或少都会造成一定污染，不适应钢液等有销量性能，是冶炼洁净钢、优质钢最合适的耐火材料，也是今后重要的发展发现，受到冶金行业的高度重视。
现有的中间包干式工作衬采用镁钙系耐火材料，镁钙系耐火材料具有一系列优良性能，但是遇水或水气时极易水化，给生产、存储和使用带来很大的困难，严重阻碍了该材料的发展。
因此，针对上述问题本发明急需提供一种镁钙质中间包干式工作衬料及其制备方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种镁钙质中间包干式工作衬料及其制备方法，通过镁钙质中间包干式工作衬料的设计以解决现有技术中存在的镁钙系耐火材料制备的工作衬遇水或水气时极易水化，给生产、存储和使用带来很大的困难的技术问题。
本发明提供的一种镁钙质中间包干式工作衬料，按照重量份数计，包括：
煅烧高铁白云石砂或镁钙砂32-65份，镁砂26-60份，结合剂4-6份，烧结剂1-2份，稳定剂0.5-2份。
优选地，煅烧高铁白云石砂为白云石在1700-1900℃条件下煅烧而成；镁钙砂为轻烧氧化镁粉和轻烧白云石粉在1700-1900℃条件煅烧而成。
优选地，轻烧氧化镁粉和轻烧白云石粉的质量比为2:1。
优选地，在煅烧高铁白云石砂中，MgO含量 37-39%，CaO 含量53-55%，SiO2的含量≤0.8%，Al2O3含量≤0.4，Fe2O3含量5-7%，灼减≤0.5%，体密≥3.25g/cm3；
优选地，镁钙砂中MgO的含量≥70%，CaO的含量≥20%，SiO2含量≤1.2%，Al2O3含量≤0.6，灼减≤0.5%，体密≥3.15g/cm3。
优选地，结合剂为葡萄糖；烧结剂为黏土、硼酸、玻璃粉中的至少两种。
优选地，所述烧结剂为黏土、硼酸、玻璃粉；黏土、硼酸、玻璃粉质量比为2:1:1。
优选地，稳定剂为钛白粉，TiO2≥97%；钛白粉粒度为纳米级二氧化钛，熔点为1830℃。
优选地，煅烧高铁白云石砂或镁钙砂破碎成粒度为1-7mm的颗粒；
镁砂包括0.075-1mm粒度的镁砂和＜0.075mm粒度的镁砂，镁砂为电熔镁砂活烧结镁砂。
本发明还提供了一种基于如上述中任一项所述的镁钙质中间包干式工作衬料的制备方法，包括如下步骤：
按照重量份数，分别称取煅烧高铁白云石砂或镁钙砂、镁砂、结合剂、烧结剂和稳定剂；将镁砂搅拌均匀后，加入煅烧高铁白云石砂或镁钙砂，再搅拌均匀后，加入烧结剂和稳定剂，搅拌后加入结合剂，搅拌后，获得镁钙质中间包干式工作衬料。
本发明提供的一种镁钙质中间包干式工作衬料与现有技术相比具有以下进步：
1、本发明提供的镁钙质中间包干式工作衬料采用煅烧的高铁白云石或镁钙砂作为主要原料，烘烤后获得的工作衬中氧化钙含量超过10%，具有高的抗水化性。
2、本发明采用的稳定剂为钛白粉，有助于提高干式衬料的固相烧结及致密度，保证获得中间包工作衬的抗水化性能。
3、本发明镁钙质中间包干式工作衬料制备的工作衬，工作衬中含有游离的氧化钙，氧化钙能吸收钢液中非金属夹杂物，对提高钢的质量，尤其对洁净钢的生产十分重要。
具体实施方式
下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种镁钙质中间包干式工作衬料，按照重量份数计，包括：
煅烧高铁白云石砂或镁钙砂32-65份，镁砂26-60份，结合剂4-6份，烧结剂1-2份，稳定剂0.5-2份。
具体地，煅烧高铁白云石砂为白云石在1700-1900℃条件下煅烧而成；镁钙砂为轻烧氧化镁粉和轻烧白云石粉混料在1700-1900℃条件煅烧而成。
具体地，轻烧氧化镁粉和轻烧白云石粉的质量比为2:1。
具体地，在煅烧高铁白云石砂中，MgO含量 37-39%，CaO 含量53-55%，SiO2的含量≤0.8%，Al2O3含量≤0.4，Fe2O3含量5-7%，灼减≤0.5%，体密≥3.25g/cm3；
具体地，镁钙砂中MgO的含量≥70%，CaO的含量≥20%，SiO2含量≤1.2%，Al2O3含量≤0.6，灼减≤0.5%，体密≥3.15g/cm3。
具体地，结合剂为葡萄糖；烧结剂为黏土、硼酸、玻璃粉中的至少两种。
具体地，所述烧结剂为黏土、硼酸、玻璃粉；黏土、硼酸、玻璃粉质量比为2:1:1。
具体地，稳定剂为钛白粉，TiO2≥97%；钛白粉粒度为纳米级二氧化钛，熔点为1830℃。
具体地，煅烧高铁白云石砂或镁钙砂破碎成粒度为1-7mm的颗粒；
镁砂包括0.075-1mm粒度的镁砂和＜0.075mm粒度的镁砂，镁砂为电熔镁砂活烧结镁砂。
本发明还提供了一种基于如上述中任一项所述的镁钙质中间包干式工作衬料的制备方法，包括如下步骤：
按照重量份数，分别称取煅烧高铁白云石砂或镁钙砂、镁砂、结合剂、烧结剂和稳定剂；将镁砂搅拌均匀后，加入煅烧高铁白云石砂或镁钙砂，再搅拌均匀后，加入烧结剂和稳定剂，搅拌后加入结合剂，搅拌后，获得镁钙质中间包干式工作衬料。
本发明提供的镁钙质中间包干式工作衬料采用煅烧的高铁白云石或镁钙砂作为主要原料，烘烤后获得的工作衬中氧化钙含量超过10%，具有高的抗水化性。
本发明采用的稳定剂为钛白粉，有助于提高干式衬料的固相烧结及致密度，保证获得中间包工作衬的抗水化性能。
本发明镁钙质中间包干式工作衬料制备的工作衬，工作衬中含有游离的氧化钙，CaO能吸收钢液中非金属夹杂物，对提高钢的质量，尤其对洁净钢的生产十分重要。
实施例一
分别称取煅烧高铁白云石砂32份，电熔镁砂60份，结合剂6份，烧结剂1份，稳定剂1份；将电熔镁砂搅拌均匀后，加入煅烧高铁白云石砂，再搅拌均匀后，加入烧结剂和稳定剂，搅拌后加入结合剂，搅拌后，获得镁钙质中间包干式工作衬料。
其中，粒度为0.075-1mm的电熔镁砂35份，粒度＜0.075mm的电熔镁砂25份；结合剂为葡萄糖；烧结剂为黏土、硼酸、玻璃粉按照重量比为2:1:1混合；煅烧高铁白云石砂粒径为1-7mm；稳定剂为钛白粉；煅烧高铁白云石砂为白云石在1700-1900℃条件下煅烧而成。
将镁钙质中间包干式工作衬料制成两根40mm×40mm×160mm长方体试样，其中一根于200℃保温3h后脱模，测定试样的体积密度、常温抗折强度、常温耐压强度，另外一根经1500℃×3h热处理后，测定其常温抗折强度、常温耐压强度以及烧后线变化率，性能测试结果见表1。
将镁钙质中间包干式工作衬料倒入到中间包膜胎外壁和中间包永久衬之间，振动10min,在300℃煤气烘烤2个小时，冷却后吊出胎模，获得中间包工作衬。
实施例二
分别称取煅烧高铁白云石砂65份，电熔镁砂26份，结合剂6份，烧结剂1份，稳定剂2份；将电熔镁砂搅拌均匀后，加入煅烧高铁白云石砂，再搅拌均匀后，加入烧结剂和稳定剂，搅拌后加入结合剂，搅拌后，获得镁钙质中间包干式工作衬料。
其中，粒度＜0.075mm的电熔镁砂26份；结合剂为葡萄糖；烧结剂为黏土、硼酸、玻璃粉按照重量比为2:1:1混合；煅烧高铁白云石砂粒径为1-7mm；稳定剂为钛白粉；煅烧高铁白云石砂为白云石在1700-1900℃条件下煅烧而成。
将镁钙质中间包干式工作衬料制成两根40mm×40mm×160mm长方体试样，其中一根于200℃保温3h后脱模，测定试样的体积密度、常温抗折强度、常温耐压强度，另外一根经1500℃×3h热处理后，测定其常温抗折强度、常温耐压强度以及烧后线变化率，性能测试结果见表1。
将镁钙质中间包干式工作衬料倒入到中间包膜胎外壁和中间包永久衬之间，振动10min,在300℃煤气烘烤2个小时，冷却后吊出胎模，获得中间包工作衬。
实施例三
分别称取煅烧高铁白云石砂50份，电熔镁砂41份，结合剂6份，烧结剂2份，稳定剂1份；将电熔镁砂搅拌均匀后，加入煅烧高铁白云石砂，再搅拌均匀后，加入烧结剂和稳定剂，搅拌后加入结合剂，搅拌后，获得镁钙质中间包干式工作衬料。
其中，粒度为0.075-1mm的电熔镁砂20份，粒度＜0.075mm的电熔镁砂23份；结合剂为葡萄糖；烧结剂为黏土、硼酸、玻璃粉按照重量比为2:1:1混合；煅烧高铁白云石砂粒径为1-7mm；稳定剂为钛白粉；煅烧高铁白云石砂为白云石在1700-1900℃条件下煅烧而成。
将镁钙质中间包干式工作衬料制成两根40mm×40mm×160mm长方体试样，其中一根于200℃保温3h后脱模，测定试样的体积密度、常温抗折强度、常温耐压强度，另外一根经1500℃×3h热处理后，测定其常温抗折强度、常温耐压强度以及烧后线变化率，性能测试结果见表1。
将镁钙质中间包干式工作衬料倒入到中间包膜胎外壁和中间包永久衬之间，振动10min,在300℃煤气烘烤2个小时，冷却后吊出胎模，获得中间包工作衬。
实施例四
分别称取镁钙砂50份，电熔镁砂41份，结合剂6份，烧结剂1份，稳定剂2份；将电熔镁砂搅拌均匀后，加入煅烧高铁白云石砂，再搅拌均匀后，加入烧结剂和稳定剂，搅拌后加入结合剂，搅拌后，获得镁钙质中间包干式工作衬料。
其中，粒度为0.075-1mm的电熔镁砂35份，粒度＜0.075mm的电熔镁砂25份；结合剂为葡萄糖；烧结剂为黏土、硼酸、玻璃粉按照重量比为2:1:1混合；煅烧高铁白云石砂粒径为1-7mm；稳定剂为钛白粉；镁钙砂为轻烧氧化镁粉和轻烧白云石粉混料在1700-1900℃条件煅烧而成；轻烧氧化镁粉和轻烧白云石粉的质量比为2:1。
将镁钙质中间包干式工作衬料制成两根40mm×40mm×160mm长方体试样，其中一根于200℃保温3h后脱模，测定试样的体积密度、常温抗折强度、常温耐压强度，另外一根经1500℃×3h热处理后，测定其常温抗折强度、常温耐压强度以及烧后线变化率，性能测试结果见表1。
将镁钙质中间包干式工作衬料倒入到中间包膜胎外壁和中间包永久衬之间，振动10min,在300℃煤气烘烤2个小时，冷却后吊出胎模，获得中间包工作衬。
实施例五
分别称取镁钙砂65份，电熔镁砂26份，结合剂6份，烧结剂2份，稳定剂2份；将电熔镁砂搅拌均匀后，加入煅烧高铁白云石砂，再搅拌均匀后，加入烧结剂和稳定剂，搅拌后加入结合剂，搅拌后，获得镁钙质中间包干式工作衬料。
其中，粒度＜0.075mm的电熔镁砂26份；结合剂为葡萄糖；烧结剂为黏土、硼酸、玻璃粉按照重量比为2:1:1混合；煅烧高铁白云石砂粒径为1-7mm；稳定剂为钛白粉；镁钙砂为轻烧氧化镁粉和轻烧白云石粉混料在1700-1900℃条件煅烧而成；轻烧氧化镁粉和轻烧白云石粉的质量比为2:1。
将镁钙质中间包干式工作衬料制成两根40mm×40mm×160mm长方体试样，其中一根于200℃保温3h后脱模，测定试样的体积密度、常温抗折强度、常温耐压强度，另外一根经1500℃×3h热处理后，测定其常温抗折强度、常温耐压强度以及烧后线变化率，性能测试结果见表1。
将镁钙质中间包干式工作衬料倒入到中间包膜胎外壁和中间包永久衬之间，振动10min,在300℃煤气烘烤2个小时，冷却后吊出胎模，获得中间包工作衬。
实施例1、实施例2和实施例3选用的都是以煅烧高铁白云石砂为主料，在烘烤后，生成氧化钙的含量超过10%,具有较好的抗水性。
实施例4和实施例5是以镁钙砂为主料，在烘烤过程中，可以生成氧化钙的含量超过10%,具有较好的抗水性。
本发明镁钙质中间包干式工作衬料制备得到的工作衬，游离的CaO能吸收钢液中非金属夹杂物，对提高钢的质量，尤其对洁净钢的生产十分重要。
本发明稳定剂钛白粉有助于提高镁钙质干式料的固相烧结及致密度，同时亦能提高它们抗水化性能。
实施例一、实施例二、实施例三、实施例四和实施例五分别在45吨连铸中间包上使用，均连续浇钢20小时，侵蚀约30mm，烘烤及浇钢过程均无干式料塌落现象，抗钢渣侵蚀冲刷性能优良，自动解体容易。
表1 镁钙质中间包干式料制备的测试样的性能检测结果
Figure 563702DEST_PATH_IMAGE001
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种镁钙质中间包干式工作衬料，其特征在于：按照重量份数计，包括：
煅烧高铁白云石砂或镁钙砂32-65份，镁砂26-60份，结合剂4-6份，烧结剂1-2份，稳定剂0.5-2份；煅烧高铁白云石砂为白云石在1700-1900℃条件下煅烧而成；镁钙砂为轻烧氧化镁粉和轻烧白云石粉在1700-1900℃条件煅烧而成；轻烧氧化镁粉和轻烧白云石粉的质量比为2:1；在煅烧高铁白云石砂中，MgO含量 37-39%，CaO 含量53-55%，SiO2的含量≤0.8%，Al2O3含量≤0.4，Fe2O3含量5-7%，灼减≤0.5%，体密≥3.25g/cm3；镁钙砂中MgO的含量≥70%，CaO的含量≥20%，SiO2含量≤1.2%，Al2O3含量≤0.6，灼减≤0.5%，体密≥3.15g/cm3。
2.根据权利要求1所述的镁钙质中间包干式工作衬料，其特征在于：结合剂为葡萄糖；烧结剂为黏土、硼酸、玻璃粉中的至少两种。
3.根据权利要求2所述的镁钙质中间包干式工作衬料，其特征在于：所述烧结剂为黏土、硼酸、玻璃粉；黏土、硼酸、玻璃粉质量比为2:1:1。
4.根据权利要求1所述的镁钙质中间包干式工作衬料，其特征在于：稳定剂为钛白粉，TiO2≥97%；钛白粉粒度为纳米级二氧化钛，熔点为1830℃。
5.根据权利要求1所述的镁钙质中间包干式工作衬料，其特征在于：煅烧高铁白云石砂或镁钙砂破碎成粒度为1-7mm的颗粒；镁砂包括0.075-1mm粒度的镁砂和＜0.075mm粒度的镁砂，镁砂为电熔镁砂活烧结镁砂。
6.一种基于如权利要求1-5中任一项所述的镁钙质中间包干式工作衬料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
按照重量份数，分别称取煅烧高铁白云石砂或镁钙砂、镁砂、结合剂、烧结剂和稳定剂；将镁砂搅拌均匀后，加入煅烧高铁白云石砂或镁钙砂，再搅拌均匀后，加入烧结剂和稳定剂，搅拌后加入结合剂，搅拌后，获得镁钙质中间包干式工作衬料。
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