CN1179807C - 连铸中间包工作衬料 - Google Patents
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Abstract
本发明属于耐火材料领域，主要涉及不定形耐火材料。本发明连铸中间包工作衬料采用镁质干式工作衬料，其具体的原料组成的重量百分比为：镁砂80-95%，钒土1-10%，软质粘土1-5%，有机热塑性化合物2-15%。镁砂、钒土、软质粘土及有机热塑性化合物均要求有一定的质量技术指标。本发明主要适用于连铸中间包工作衬，可简化现场施工，降低能源和劳动力消耗，可提高工作衬的强度和抗渣侵蚀性能，提高中间包的使用寿命，提高连浇率，降低连铸成本。
Description
技术领域
本发明属于耐火材料领域，主要涉及不定形耐火材料。适用于高温冶炼容器的衬里材料，尤其是适用于连铸中间包工作衬。
背景技术
连铸中间包是炼钢过程中钢液滞留的最后一个容器，中间包工作衬的质量对连铸拉坯时间及钢坯质量均有一定的影响。
在现有技术中，连铸中间包使用的工作衬料主要有两大类：一是热绝板，一是涂料(或喷涂料)。绝热板生产复杂，成本高，运输困难，在使用过程中容易造成钢液污染，故逐渐被中间包涂料所代替。但中间包涂料在现场使用时需加入一定量水份，经充分搅拌后才可应用，因此，这类涂料也存在如下不足之处：
1、由于涂料使用时加入水，降低了材料的强度性能及抗渣侵蚀性能，缩短了涂层的使用寿命。
2、由于涂料中加入水，增加了中间包的烘烤时间，通常涂层需经4-8小时的高温烘烤方可安全使用，延长了生产周期，提高了成本。
3、水性涂料容易出现与中间包永久衬粘连，造成翻包困难，影响作业。
为了克服涂料的上述缺点，人们正在寻求一种使用更方便，性能更优异，使用寿命更长的中间包工作衬料。公开号为CN1333098A的发明专利申请公开了一种连铸中间包碱性干式工作衬。该工作衬在简化现场施工，提高热效率，提高中间包周转率，都远远优于水性涂料。但该工作衬的化学组成中加入了较多的硼化物、磷酸盐和氟化物，这些成分在高温下容易与主成分氧化镁生成低熔点物相，影响使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于开发一种既可以简化现场施工，可节能、省时、省劳动力，又可提高工作衬强度及抗渣性能，可提高使用寿命的连铸中间包工作衬料。
针对上述目的，本发明连铸中间包工作衬料采用镁质干式工作衬料。该工作衬料的原料组成的重量百分比为：镁砂80-95％，钒土1-10％，软质粘土1-5％，有机热塑性化合物2-15％。
镁砂的质量技术指标为：MgO≥91％，SiO2＜4.5％，Ca＜1.6％，烧失＜0.3，颗粒体积密度＞3.10g/cm3。
钒土的质量技术指标为：Al2O3＞60％，CaO+MgO≤1.0％，Fe2O3≤2.0％，颗粒体积密度＞2.45g/cm3，吸水率≤6％。
软质粘土的质量技术指标为：Al2O3＞30％，Fe2O3＜3.0％，烧失＜15％，耐火度＞1670℃。
有机热塑性化合物为环氧树脂、酚醛树脂、沥青、聚酯树脂中任一种或任两种或任两种以上之和。
本发明连铸中间包工作衬料的生产方法如下：首先按照原料组成成分配比进行备料，之后进行混合碾压，一直碾压至各组分混合均匀，装入包装袋中。
当利用本发明所述的衬料制作连铸中间包工作衬时，其施工方法如下：
1、清除中间包永久层上的浮动残留物；
2、对包底进行捣打成型，其厚度为50-80mm；
3、安放包衬成型模具，模具体与永久层之间的间隔距离为70-80mm。
4、用干式振动或捣打方法成型工作衬。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
(1)本发明连铸中间包工作衬料可提高工作衬的强度及抗渣侵蚀性能，提高使用寿命。这不仅仅是由于干式避免了水的作用，而且还在于干式衬料一方面避免了过多的低熔点组份生成，另一方面的优点是在镁质干式中间包工作衬料中加入了少量的钒土细粉，这部分细粉在高温下在工作衬基质中生成少量镁铝尖晶石(MgO.Al2O3)。以镁铝尖晶石为结合相的制品，不仅具有较高的耐火度，较高的荷重软点，良好的热震性，而且还由于镁铝尖晶石生成所引起的体积膨胀，堵塞基质中气孔，从而达到阻碍熔渣向工作衬内渗透，提高抗渣性能的目的。
2、干式料在现场可省去混碾工序直接进行施工。
3、工作衬施工后只需低温烘烤(通常＜300℃即可)，可达到节约能源，省时省力的目的。
4、采用本发明所制作的中间包工作衬不与永久衬粘连，容易翻包，可提高工作效率。
实施例
按照本发明所述的连铸中间包工作衬料的原料组成，制备了三批工作衬料。三批连铸中间包工作衬料的原料组成如表1所示。三批衬料中所采用的镁砂、钒土和软质粘土的质量技术指标检测结果如下：
镁砂：MgO 95.1％，SiO2 2.01％，CaO 1.28％，烘失0.17％，颗粒体积密度3.19g/cm3。
钒土：Al2O3 83.7％，CaO+MgO 0.82％，Fe2O3 1.09％，颗粒体积密度2.91g/cm3，吸水率3.2％。
软质粘土：Al2O3 32.92％，SiO2 49.95％，Fe2O3 2.82％，烧失12.24％，耐火度1710℃。
对三批配备好的工作衬料进行理化性能测试，测试结果如表2所示。
采用上述所制备的1号连铸中间包工作衬料在三个中间包(A、B、C)振动施工成型，经煤气烘包至200℃并保温2小时后投入了连铸铸钢中应用，其使用情况见表3。
经三个中间包A、B、C实施例的使用结果表明，当本发明所述的镁质干式工作衬料用于连铸中间包的工作衬时，具有易解体、侵蚀速率低，能适用中间包连铸拉坯的优点，这是涂料无法相的。同时，使用本发明工作衬料，降低了炼钢连铸中间包能源和劳动力的消耗，延长了中间包的使用寿命，使耐火材料的消耗大大降低，也减少了中间包内残留钢液的浪费，提高了连浇率。综上所述，将本发明用于中间包，明显地降低连铸的生产成本。
表1实施例连铸中间包工作衬料原料组成的重量百分比
| 组份批号 | 镁砂 | 钒土 | 软质粘土 | 有机热塑性化合物 |
| 1 | 86.0 | 5 | 2 | 环氧树脂3酚醛树脂4 |
| 2 | 86.5 | 3 | 2.5 | 环氧树脂2沥青 6 |
| 3 | 84.5 | 8 | 1 | 沥青 6.5 |
表2实施例工作衬料的理化性能
| 批号 | 化学成分 | 物理性能 | |||||||
| MgO％ | Al2O3％ | SiO2％ | 200℃×3h | 1500℃×3h | |||||
| 体积密度g/cm3 | 耐压强度MPa | 抗折强度MPa | 体积密度g/cm3 | 耐压强度MPa | 抗折强度MPa | ||||
| 1 | 81.76 | 4.82 | 2.56 | 2.62 | 46.65 | 8.53 | 2.65 | 84.65 | 14.96 |
| 2 | 82.05 | 3.51 | 2.60 | 2.61 | 34.92 | 6.87 | 2.64 | 79.97 | 13.01 |
| 3 | 79.88 | 5.94 | 3.02 | 2.54 | 32.49 | 6.82 | 2.60 | 62.38 | 11.43 |
表3实施例中间包的使用情况
| 中间包编号 | 包的容量t | 包底厚度mm | 包的侧壁厚度mm | 连续拉坯炉数 | 连续拉坯时间 | 渣线损失 率mm/min | 停用原因 |
| A | 12 | 55 | 80 | 6 | 327 | 0.0008 | 塞棒断 |
| B | 12 | 55 | 75 | 13 | 384 | 0.001 | 水口坏 |
| C | 20 | 80 | 80 | 27 | 1224 | 0.009 | 水口坏 |
Claims (5)
1、一种连铸中间包工作衬料，其特征在于该工作衬料的原料组成的重量百分比为：镁砂80-95％，钒土1-10％，软质粘土1-5％，有机热塑性化合物2-15％。
2、根据权利要求1所述的工作衬料，其特征在于镁砂的质量技术指标为：MgO≥91％，SiO2＜4.5％，Ca＜1.6％，烧失＜0.3，颗粒体积密度＞3.10g/cm3。
3、根据权利要求1所述的工作衬料，其特征在于钒土的质量技术指标为：Al2O3＞60％，CaO+MgO≤1.0％，Fe2O3≤2.0％，颗粒体积密度＞2.45g/cm3，吸水率≤6％。
4、根据权利要求1所述的工作衬料，其特征在于软质粘土的质量技术指标为：Al2O3＞30％，Fe2O3＜3.0％，烧失＜15％，耐火度＞1670℃。
5、根据权利要求1所述的工作衬料，其特征在于有机热塑性化合物为环氧树脂、酚醛树脂、沥青、聚酯树脂中任一种或任两种或任两种以上之和；上述有机热塑性化合物的质量技术指标为软化点65℃-180℃。
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