CN112679219A - 一种洁净钢用中间包复合涂抹料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种洁净钢用中间包复合涂抹料及其制备方法，该复合涂抹料的原材料组成，包括混合镁钙砂、镁砂、熟石灰粉、改性麦饭石粉、铝溶胶、高炉矿渣、木质素磺酸钙，混合助剂，添加不同粒度组成的混合镁钙砂，同时在铝溶胶中预先混合高炉矿渣，避免复合材料在使用前期的预热过程中发生爆裂现象，改姓麦饭石粉、碱性混合助剂的加入，不会增加钢水的总氧含量和氧化物夹杂数量，有利于洁净钢的冶炼，采用本发明方法制备的洁净钢用中间包复合涂抹料，在110℃×24h实验条件下，耐压强度达到12.0‑14.5MPa，抗折强度达到2.5‑3.2MPa，力学强度高，避免出现裂纹、开裂现象。

Description

一种洁净钢用中间包复合涂抹料及其制备方法

技术领域

本发明属于耐火材料技术领域，具体涉及一种洁净钢用中间包复合涂抹料及其制备方法。

背景技术

洁净钢是指对钢中非金属夹杂物进行严格控制的钢种，要求钢种中总氧含量低，非金属夹杂物数量少，钢的洁净度是反映总体质量水平的重要标志，在钢铁冶炼过程中严格控制钢水质量就显得尤为重要。中间包是钢水连铸前最后一个盛钢水的容器，其工作层耐火材料的组成、结构和性能对于保证钢水的质量具有重要意义。

目前工艺技术多采用碱性耐火材料，以镁质材料为主，从施工方式来分，有绝热板、涂抹料、喷涂料、干式工作衬等形式。使用碱性绝热板有利于洁净炼钢，且绝热良好，但缺点是使用寿命较低，安装时劳动强度较大；涂抹料和喷涂料目前普遍使用，具有使用寿命相对较长，不污染钢水等优点。

发明专利CN104177100B公开一种洁净钢冶炼用氧化钙质材料及其制备方法，是将35~40wt%的石灰石颗粒、30~35wt%的石灰石细粉、8~22wt%的镁铝溶胶和5~20wt%的混合料混合，搅拌均匀，涂抹或浇注成型制得，但是该种防火涂料基体主要成分是游离氧化钙，易水化膨胀，导致镁钙砂粉化，常出现裂纹和剥落现象，增加钢液中的氧化物含量；

发明专利CN107117944B公开一种洁净钢用中间包复合镁钙质涂抹料及其制备方法，包括以下重量百分比的原料：镁钙砂10.0％～40.0％；石灰石8.0％～30.0％；镁砂20.0％～55.0％；熟石灰粉1.0％～10.0％；纸纤维0.5％～2.0％；粘土泥0.5％～5.0％；氯化钙0.5％～3.0％；硅微粉0.5％～3.0％；三聚磷酸钠0.1％～1.0％；六偏磷酸钠0.1％～1.0％，但是该涂料中使用的三聚磷酸钠等磷酸盐矿物会在和钢水接触过程中增加钢中磷的含量，不利于钢质量的提高。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，对现有工艺进行进一步优化，本发明提供一种洁净钢用中间包复合涂抹料及其制备方法，以实现提高涂抹料的耐压强度到12.0-14.5MPa，提高抗折强度达到2.5-3.2MPa，不易开裂，不会造成钢水的增碳和增氧的发明目的。

为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种洁净钢用中间包复合涂抹料，其特征在于，所述复合涂抹料的原材料组成，包括：混合镁钙砂、镁砂、熟石灰粉、改性麦饭石粉、铝溶胶、高炉矿渣、木质素磺酸钙，混合助剂；

所述复合涂抹料的原材料组成，按重量百分比计，包括：混合镁钙砂40-50％、镁砂10-30％、熟石灰粉4-8％、改性麦饭石粉5-10%、铝溶胶15-25%、高炉矿渣10-20%、木质素磺酸钙0.5-2%，混合助剂3-6%；

所述混合镁钙砂，由不同粒径的镁钙砂组成，其中粒径≤50μm的占5-10%，0.05-1mm的占15-20%，1-3mm的占20-25%，3-5mm的占30-35%，5-10mm的占10-15%，10-20mm的占8-10%；

所述混合镁钙砂，CaO的质量含量占总量的60-65％；

所述镁砂，其中MgO质量含量≥98%；

所述改性麦饭石粉，为氧化铈掺杂麦饭石粉，氧化铈掺杂比例为0.5-1.2wt%，粒径为50-100μm；

所述铝溶胶，PH值为2-3，粘度500-800mPa·s，铝氯摩尔比1.5-1.8:1；

所述高炉矿渣粉，为S105级矿渣粉，比表面积500-550m²/kg；

所述混合助剂，包括二氧化硅、碳化钨和氮化铝的混合，二氧化硅、碳化钨和氮化铝质量比为10：0.2-0.5：2.2-3.0；

所述洁净钢用中间包复合涂抹料的制备方法，包括：

（1）按配方将混合镁钙砂、镁砂、熟石灰粉、改性麦饭石粉混合均匀，得到混料A；

（2）再将铝溶胶、木质素磺酸钙、高炉矿渣粉混合均匀，在球磨罐中球磨，制成混料B；

（3）启动搅拌，边搅拌边将混料A加入到混料B中，同时加入混合助剂，继续搅拌，均匀混合，检测包装后即得洁净钢用中间包复合涂抹料。

采用上述技术方案，本发明的有益效果为：

1、采用本发明方法制备的洁净钢用中间包复合涂抹料，大大降低了游离钙的含量，涂抹料的体积密度为1.90-2.15g/cm3；

2、采用本发明方法制备的洁净钢用中间包复合涂抹料，在110℃×24h实验条件下，耐压强度达到12.0-14.5MPa，抗折强度达到2.5-3.2MPa，力学强度高，避免出现裂纹、开裂现象；

3、采用本发明方法制备的洁净钢用中间包复合涂抹料，表面张力在0.2-0.32N/m的范围，涂层表面张力小，铺展性能好，易涂抹，不易团聚；

4、采用本发明方法制备的洁净钢用中间包复合涂抹料，对钢液中S/P/O/N/H杂质元素的去除能力强，同时不会造成钢水的增碳和增氧。

具体实施方式：

下面结合具体的实施例，进一步阐述本发明。

实施例1一种洁净钢用中间包复合涂抹料及其制备方法

所述复合涂抹料的原材料组成，按重量百分比计，包括：

混合镁钙砂40％、镁砂15％、熟石灰粉5％、改性麦饭石粉10%、铝溶胶16%、高炉矿渣10%、木质素磺酸钙1%，混合助剂3%；

所述混合镁钙砂，由不同粒径的镁钙砂组成，其中粒径≤50μm的占10%，0.05-1mm的占15%，1-3mm的占25%，3-5mm的占30%，5-10mm的占10%，10-20mm的占10%；

所述混合镁钙砂，CaO的质量含量占总量的60％；

所述镁砂，其中MgO质量含量98.8%；

所述改性麦饭石粉，为氧化铈掺杂麦饭石粉，氧化铈掺杂比例为0.5wt%，粒径为50-80μm；

所述铝溶胶，PH值为2.3，粘度585mPa·s，铝氯摩尔比1.5:1；

所述高炉矿渣粉，为S105级矿渣粉，比表面积525m²/kg；

所述混合助剂，二氧化硅、碳化钨、氮化铝中的混合，混合按质量比为10：0.5：2.2；

所述复合涂抹料的制备方法，包括以下步骤：

1、按配方将混合镁钙砂、镁砂、熟石灰粉、改性麦饭石粉混合均匀，得到混料A；

2、再将铝溶胶、木质素磺酸钙、高炉矿渣粉混合均匀，在球磨罐中球磨，制成混料B；

3、启动搅拌，边搅拌边将混料A加入到混料B中，同时加入混合助剂，继续搅拌，均匀混合，检测包装后即得洁净钢用中间包复合涂抹料。

实施例2一种洁净钢用中间包复合涂抹料及其制备方法

所述复合涂抹料的原材料组成，按重量百分比计，包括：

混合镁钙砂50％、镁砂10％、熟石灰粉4％、改性麦饭石粉5%、铝溶胶15%、高炉矿渣10%、木质素磺酸钙1%，混合助剂5%；

所述混合镁钙砂，由不同粒径的镁钙砂组成，其中粒径≤50μm的占8%，0.05-1mm的占15%，1-3mm的占22%，3-5mm的占35%，5-10mm的占12%，10-20mm的占8%；

所述混合镁钙砂，CaO的质量含量占总量的65％；

所述镁砂，其中MgO质量含量99.0%；

所述改性麦饭石粉，为氧化铈掺杂麦饭石粉，氧化铈掺杂比例为1.0wt%，粒径为60-100μm；

所述铝溶胶，PH值为2.8，粘度750mPa·s，铝氯摩尔比1.8:1；

所述高炉矿渣粉，为S105级矿渣粉，比表面积550m²/kg；

所述混合助剂，二氧化硅、碳化钨、氮化铝中的混合，混合按质量比为10：0.2：3.0；

所述复合涂抹料的制备方法，包括以下步骤：

1、按配方将混合镁钙砂、镁砂、熟石灰粉、改性麦饭石粉混合均匀，得到混料A；

2、再将铝溶胶、木质素磺酸钙、高炉矿渣粉混合均匀，在球磨罐中球磨，制成混料B；

3、启动搅拌，边搅拌边将混料A加入到混料B中，同时加入混合助剂，继续搅拌，均匀混合，检测包装后即得洁净钢用中间包复合涂抹料。

对比例1

仅采用常规的涂抹料成分，复合涂抹料的原材料组成中，不添加改性麦饭石粉、高炉矿渣、木质素磺酸钙，其余条件同实施例1，具体组成，按重量百分比计，包括以下成分：

混合镁钙砂50％、镁砂15％、熟石灰粉8％、铝溶胶22%、混合助剂5%。

对比例2

仅采用常规的镁钙砂，且改变各混合物配比，其余条件同实施例1，具体组成，按重量百分比计，包括以下成分：

镁钙砂15％、镁砂40％、熟石灰粉15％、改性麦饭石粉5%、铝溶胶15%、高炉矿渣5%、木质素磺酸钙2%，混合助剂3%；

所述镁钙砂，粒径为1-3mm。

采用本发明实施例1-2以及对比例1-2制备的洁净钢用中间包复合涂抹料，其理化性质如下表：

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种洁净钢用中间包复合涂抹料，其特征在于，所述复合涂抹料的原材料组成，包括：混合镁钙砂、镁砂、熟石灰粉、改性麦饭石粉、铝溶胶、高炉矿渣、木质素磺酸钙，混合助剂。

2.根据权利要求1所述的一种洁净钢用中间包复合涂抹料，其特征在于，所述复合涂抹料的原材料组成，按重量百分比计，包括：混合镁钙砂40-50％、镁砂10-30％、熟石灰粉4-8％、改性麦饭石粉5-10%、铝溶胶15-25%、高炉矿渣10-20%、木质素磺酸钙0.5-2%，混合助剂3-6%。

3.根据权利要求1所述的一种洁净钢用中间包复合涂抹料，其特征在于，所述混合助剂，包括二氧化硅、碳化钨和氮化铝的混合，二氧化硅、碳化钨和氮化铝质量比为10：0.2-0.5：2.2-3.0。

4.根据权利要求1所述的一种洁净钢用中间包复合涂抹料，其特征在于，所述混合镁钙砂，由不同粒径的镁钙砂组成，其中粒径≤50μm的占5-10%，0.05-1mm的占15-20%，1-3mm的占20-25%，3-5mm的占30-35%，5-10mm的占10-15%，10-20mm的占8-10%。

5.根据权利要求1所述的一种洁净钢用中间包复合涂抹料，其特征在于，所述改性麦饭石粉，为氧化铈掺杂麦饭石粉，氧化铈掺杂比例为0.5-1.2wt%，粒径为50-100μm。

6.根据权利要求1所述的一种洁净钢用中间包复合涂抹料，其特征在于，所述高炉矿渣，为S105级矿渣粉，比表面积500-550m²/kg。

7.根据权利要求1所述的一种洁净钢用中间包复合涂抹料，其特征在于，所述铝溶胶，PH值为2-3，粘度500-800mPa·s，铝氯摩尔比1.5-1.8:1。

8.根据权利要求1所述的一种洁净钢用中间包复合涂抹料，其特征在于，所述混合镁钙砂，CaO的含量占总重量的60-65％。

9.一种洁净钢用中间包复合涂抹料的制备方法，其特征在于，所述制备方法，包括：

（1）按配方将混合镁钙砂、镁砂、熟石灰粉、改性麦饭石粉混合均匀，得到混料A；

（2）再将铝溶胶、木质素磺酸钙、高炉矿渣粉混合均匀，在球磨罐中球磨，制成混料B；

（3）启动搅拌，边搅拌边将混料A加入到混料B中，同时加入混合助剂，继续搅拌，均匀混合，检测包装后即得洁净钢用中间包复合涂抹料。