CN116675517B - 一种环保型中间包干式料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及不定型用耐火材料技术领域，提出了一种环保型中间包干式料及其制备方法。所述一种环保型中间包干式料，包括以下质量份的组分：电熔镁砂45~55份、烧结镁砂40~50份、烧结剂3~4份、有机结合剂3~6份、4,4’‑双(2,3‑环氧基丙氧基)联苯1~3份；所述一种环保型中间包干式料的制备方法，将所述质量份的组分混合均匀，得到环保型中间包干式料。通过上述技术方案，解决了现有技术中的有机环保结合剂强度低的问题。
Description
技术领域
本发明涉及不定型用耐火材料技术领域，具体的，涉及一种环保型中间包干式料及其制备方法。
背景技术
连铸中间包是钢铁连铸过程中的关键装置之一，不仅需要连续、均匀、稳定地将钢水注入结晶器，还起着对钢水进行精炼的作用。近年来，中间包干式料的应用和推广很快，依据材质不同，可以分为镁质、镁钙质、硅质和镁碳质等。其中最常用的是镁质干式料，其是由电熔镁砂、烧结镁砂、烧结剂、低温结合剂组成。
目前，低温结合剂应用最广泛的是酚醛树脂粉，树脂粉经低温热处理后可形成牢固的三维网格结构，从而赋予干式料较高的结合强度，但也存在一些缺点，比如在烘烤过程中会有甲醛、酚等刺激性气体产生；生产成本较高等。
为解决上述问题，研究出了新型的环保结合剂，分为有机环保结合剂和无机环保结合剂两种，无机环保结合剂包括磷酸盐、硅酸盐等，但存在给钢水增磷或脱模困难的问题，因此使用更多的是有机环保结合剂，比如松香、麦芽糖、葡萄糖、木糖、半乳糖等，但有机环保结合剂的干式料存在强度低的问题。
发明内容
本发明提出一种环保型中间包干式料及其制备方法，解决了相关技术中的有机环保结合剂强度低的问题。
本发明的技术方案如下：
一种环保型中间包干式料，包括以下质量份的组分：电熔镁砂45~55份、烧结镁砂40~50份、烧结剂3~4份、有机结合剂3~6份、4,4’-双(2,3-环氧基丙氧基)联苯1~3份。
作为进一步的技术方案，所述烧结剂包括氧化铁、硼砂、硼玻璃粉中的一种或几种。
作为进一步的技术方案，所述有机结合剂包括松香、葡萄糖中的一种或几种。
作为进一步的技术方案，所述有机结合剂为质量比1:2~4的松香和葡萄糖。
作为进一步的技术方案，所述有机结合剂为质量比1:3的松香和葡萄糖。
作为进一步的技术方案，所述有机结合剂与4,4’-双(2,3-环氧基丙氧基)联苯的质量比为4:1~3。
作为进一步的技术方案，所述有机结合剂与4,4’-双(2,3-环氧基丙氧基)联苯的质量比为2:1。
作为进一步的技术方案，所述电熔镁砂中MgO的质量含量＞97.2%；
所述烧结镁砂中MgO的质量含量＞95%。
作为进一步的技术方案，所述电熔镁砂由质量比1:2~4的0.074mm＜粒径≤1mm颗粒和0＜粒径≤0.074mm颗粒组成；
所述烧结镁砂由质量比1:1:2的3mm＜粒径≤5mm颗粒、1mm＜粒径≤3mm颗粒、0＜粒径≤1mm颗粒组成。
本发明还提出了一种环保型中间包干式料的制备方法，将所述质量份的组分混合均匀，得到环保型中间包干式料。
本发明的工作原理及有益效果为：
1、本发明通过添加4,4’-双(2,3-环氧基丙氧基)联苯，在中间包干式料使用过程中，随着温度的升高，4,4’-双(2,3-环氧基丙氧基)联苯会与有机结合剂反应，形成牢固的三维结构，此外还降低了有机结合剂的高温分解速率，防止有机结合剂分解过快，导致气体聚集膨胀的现象，为中间包干式料提供了良好的耐压强度和抗折强度。
2、本发明将有机结合剂与4,4’-双(2,3-环氧基丙氧基)联苯的质量比限定为4:1~3，进一步提高了中间包干式料的耐压强度和抗折强度。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本发明保护的范围。
以下实施例及对比例电熔镁砂中MgO的质量含量＞97.2%，烧结镁砂中MgO的质量含量＞95%。
实施例1
将0.074mm＜粒径≤1mm颗粒的电熔镁砂12.5份、0＜粒径≤0.074mm颗粒的电熔镁砂37.5份、3mm＜粒径≤5mm颗粒的烧结镁砂11.5份、1mm＜粒径≤3mm颗粒的烧结镁砂11.5份、0＜粒径≤1mm颗粒的烧结镁砂23份、氧化铁3.5份、木糖3份、4,4’-双(2,3-环氧基丙氧基)联苯3份混合均匀，得到环保型中间包干式料。
实施例2
将0.074mm＜粒径≤1mm颗粒的电熔镁砂12.5份、0＜粒径≤0.074mm颗粒的电熔镁砂37.5份、3mm＜粒径≤5mm颗粒的烧结镁砂11.5份、1mm＜粒径≤3mm颗粒的烧结镁砂11.5份、0＜粒径≤1mm颗粒的烧结镁砂23份、氧化铁3.5份、葡萄糖3份、4,4’-双(2,3-环氧基丙氧基)联苯3份混合均匀，得到环保型中间包干式料。
实施例3
将0.074mm＜粒径≤1mm颗粒的电熔镁砂12.5份、0＜粒径≤0.074mm颗粒的电熔镁砂37.5份、3mm＜粒径≤5mm颗粒的烧结镁砂11.5份、1mm＜粒径≤3mm颗粒的烧结镁砂11.5份、0＜粒径≤1mm颗粒的烧结镁砂23份、氧化铁3.5份、松香3份、4,4’-双(2,3-环氧基丙氧基)联苯3份混合均匀，得到环保型中间包干式料。
实施例4
将0.074mm＜粒径≤1mm颗粒的电熔镁砂12.5份、0＜粒径≤0.074mm颗粒的电熔镁砂37.5份、3mm＜粒径≤5mm颗粒的烧结镁砂11.5份、1mm＜粒径≤3mm颗粒的烧结镁砂11.5份、0＜粒径≤1mm颗粒的烧结镁砂23份、氧化铁3.5份、松香1份、葡萄糖2份、4,4’-双(2,3-环氧基丙氧基)联苯3份混合均匀，得到环保型中间包干式料。
实施例5
将0.074mm＜粒径≤1mm颗粒的电熔镁砂12.5份、0＜粒径≤0.074mm颗粒的电熔镁砂37.5份、3mm＜粒径≤5mm颗粒的烧结镁砂11.5份、1mm＜粒径≤3mm颗粒的烧结镁砂11.5份、0＜粒径≤1mm颗粒的烧结镁砂23份、氧化铁3.5份、松香0.75份、葡萄糖2.25份、4,4’-双(2,3-环氧基丙氧基)联苯3份混合均匀，得到环保型中间包干式料。
实施例6
将0.074mm＜粒径≤1mm颗粒的电熔镁砂12.5份、0＜粒径≤0.074mm颗粒的电熔镁砂37.5份、3mm＜粒径≤5mm颗粒的烧结镁砂11.5份、1mm＜粒径≤3mm颗粒的烧结镁砂11.5份、0＜粒径≤1mm颗粒的烧结镁砂23份、氧化铁3.5份、松香0.6份、葡萄糖2.4份、4,4’-双(2,3-环氧基丙氧基)联苯3份混合均匀，得到环保型中间包干式料。
实施例7
将0.074mm＜粒径≤1mm颗粒的电熔镁砂12.5份、0＜粒径≤0.074mm颗粒的电熔镁砂37.5份、3mm＜粒径≤5mm颗粒的烧结镁砂11.5份、1mm＜粒径≤3mm颗粒的烧结镁砂11.5份、0＜粒径≤1mm颗粒的烧结镁砂23份、氧化铁3.5份、松香0.75份、木糖2.25份、4,4’-双(2,3-环氧基丙氧基)联苯3份混合均匀，得到环保型中间包干式料。
实施例8
将0.074mm＜粒径≤1mm颗粒的电熔镁砂12.5份、0＜粒径≤0.074mm颗粒的电熔镁砂37.5份、3mm＜粒径≤5mm颗粒的烧结镁砂11.5份、1mm＜粒径≤3mm颗粒的烧结镁砂11.5份、0＜粒径≤1mm颗粒的烧结镁砂23份、氧化铁3.5份、松香1份、葡萄糖3份、4,4’-双(2,3-环氧基丙氧基)联苯3份混合均匀，得到环保型中间包干式料。
实施例9
将0.074mm＜粒径≤1mm颗粒的电熔镁砂12.5份、0＜粒径≤0.074mm颗粒的电熔镁砂37.5份、3mm＜粒径≤5mm颗粒的烧结镁砂11.5份、1mm＜粒径≤3mm颗粒的烧结镁砂11.5份、0＜粒径≤1mm颗粒的烧结镁砂23份、氧化铁3.5份、松香1份、葡萄糖3份、4,4’-双(2,3-环氧基丙氧基)联苯2份混合均匀，得到环保型中间包干式料。
实施例10
将0.074mm＜粒径≤1mm颗粒的电熔镁砂12.5份、0＜粒径≤0.074mm颗粒的电熔镁砂37.5份、3mm＜粒径≤5mm颗粒的烧结镁砂11.5份、1mm＜粒径≤3mm颗粒的烧结镁砂11.5份、0＜粒径≤1mm颗粒的烧结镁砂23份、氧化铁3.5份、松香1份、葡萄糖3份、4,4’-双(2,3-环氧基丙氧基)联苯1份混合均匀，得到环保型中间包干式料。
实施例11
将0.074mm＜粒径≤1mm颗粒的电熔镁砂15份、0＜粒径≤0.074mm颗粒的电熔镁砂30份、3mm＜粒径≤5mm颗粒的烧结镁砂10份、1mm＜粒径≤3mm颗粒的烧结镁砂10份、0＜粒径≤1mm颗粒的烧结镁砂20份、硼砂3份、松香1份、葡萄糖3份、4,4’-双(2,3-环氧基丙氧基)联苯2份混合均匀，得到环保型中间包干式料。
实施例12
将0.074mm＜粒径≤1mm颗粒的电熔镁砂11份、0＜粒径≤0.074mm颗粒的电熔镁砂44份、3mm＜粒径≤5mm颗粒的烧结镁砂12.5份、1mm＜粒径≤3mm颗粒的烧结镁砂12.5份、0＜粒径≤1mm颗粒的烧结镁砂25份、硼玻璃粉4份、松香1.5份、葡萄糖4.5份、4,4’-双(2,3-环氧基丙氧基)联苯3份混合均匀，得到环保型中间包干式料。
对比例1
与实施例1的区别仅在于不添加4,4’-双(2,3-环氧基丙氧基)联苯。
将实施例1~12与对比例1得到的环保型中间包干式料制成样块，分别进行1500℃×3h烘干和烧成处理后，参考GB/T 3001-2017《耐火材料 常温抗折强度试验方法》的方法进行抗折强度的测试，参考GB/T 5072-2008《耐火材料 常温耐压强度试验方法》的方法进行耐压强度的测试，测试结果记录在表1。
表1 环保型中间包干式料的抗折强度和耐压强度
从表1可以看出，本发明提供的环保型中间包干式料的抗折强度在10.3MPa以上、耐压强度在14.1MPa以上，具有良好的抗折强度和耐压强度。
实施例1与对比例1相比，实施例1中添加了4,4’-双(2,3-环氧基丙氧基)联苯，对比例1中未添加4,4’-双(2,3-环氧基丙氧基)联苯，实施例1得到的中间包干式料的抗折强度和耐压强度均高于对比例1，说明添加4,4’-双(2,3-环氧基丙氧基)联苯可以提高抗折强度和耐压强度，解决了现有技术中存在的有机环保结合剂强度低的问题，达到了提高环保型中间包干式料力学强度的效果。
实施例2~3与实施例4~6相比，实施例2中添加的葡萄糖，实施例3中添加的松香，实施例4~6中添加的葡萄糖和松香，实施例4~6得到的环保型中间包干式料的抗折强度和耐压强度高于实施例2~3，说明使用葡萄糖和松香作为有机结合剂的效果比使用单一的葡萄糖或松香的效果好。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (8)
1.一种环保型中间包干式料，其特征在于，包括以下质量份的组分：电熔镁砂45~55份、烧结镁砂40~50份、烧结剂3~4份、有机结合剂3~6份、4,4’-双(2,3-环氧基丙氧基)联苯1~3份；
所述有机结合剂包括松香、葡萄糖中的一种或几种；
所述有机结合剂与4,4’-双(2,3-环氧基丙氧基)联苯的质量比为4:1~3。
2.根据权利要求1所述的一种环保型中间包干式料，其特征在于，所述烧结剂包括氧化铁、硼砂、硼玻璃粉中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种环保型中间包干式料，其特征在于，所述有机结合剂为质量比1:2~4的松香和葡萄糖。
4.根据权利要求3所述的一种环保型中间包干式料，其特征在于，所述有机结合剂为质量比1:3的松香和葡萄糖。
5.根据权利要求1所述的一种环保型中间包干式料，其特征在于，所述有机结合剂与4,4’-双(2,3-环氧基丙氧基)联苯的质量比为2:1。
6.根据权利要求1所述的一种环保型中间包干式料，其特征在于，所述电熔镁砂中MgO的质量含量＞97.2%；
所述烧结镁砂中MgO的质量含量＞95%。
7.根据权利要求6所述的一种环保型中间包干式料，其特征在于，所述电熔镁砂由质量比1:2~4的0.074mm＜粒径≤1mm颗粒和0＜粒径≤0.074mm颗粒组成；
所述烧结镁砂由质量比1:1:2的3mm＜粒径≤5mm颗粒、1mm＜粒径≤3mm颗粒、0＜粒径≤1mm颗粒组成。
8.根据权利要求1~7任意一项所述的一种环保型中间包干式料的制备方法，其特征在于，将所述质量份的组分混合均匀，得到环保型中间包干式料。
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