[发明专利]镁橄榄石质中间包挡渣墙用浇注料及其生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及-种不定型耐火材料及其生产工艺，特别是一种炼钢工艺过程中的连铸中间包用挡渣墙、挡渣堰浇注料及其生产工艺。

背景技术

随着钢铁工业的发展，中间包冶金技术越来越受到广大冶金工作者的重视，特别是中间包挡渣墙、挡渣堰等技术已经得到了广泛的应用。由于中间包内钢水流动是不均匀的，有的地方快，有的地方慢，尤其是中间包底部区域存在不活跃的钢水停滞区，故夹杂物上浮困难。为了充分有效地利用中间包容积，促进夹杂物上浮，采取的措施是在中间包内设挡渣墙或堰，它的作用如下：消除中间包底部区域的死区；改善钢水流动轨迹，使钢水流动沿钢渣界面进行，缩短夹杂物上浮距离，有利于熔渣吸收；促进热流分布合理，使各水口处钢水温度差减少到最低程度；将钢包注流冲击所引起的强烈涡流限制在局部区域，防止紊流扩散引起表面波动而把熔渣卷入钢水内部。设置挡渣墙有利于促进钢渣分离，阻挡熔渣进入结晶器，有利于中间包内钢水流场的合理分布和钢水中夹杂物的上浮，提高钢水纯度，有利于提高连铸坯的质量。

由于它操作简单，效果明显，对改善钢流性能、减少钢中夹杂物有很大作用，但也引发了很多新的问题，主要体现以下两个方面：

1.原料价格上涨，产品成本提高。目前大多数中间包挡渣墙、挡渣堰采用的是镁砂或矾土为主要原料，使用寿命与中间包工作衬同步，但是随着原料价格的上涨及钢铁形势的变化，产品利润空间在逐步地缩小，对企业的效益有了一定的影响。

2.使用性能有待提高。随着炼钢节奏的不断加快，要求中间包挡渣墙、挡渣堰的产品性能不断提高，应具有良好的施工性能，施工体在养护、烘烤过程中不水化、不开裂、并具有足够高的强度以满足长途运输和吊装的要求。同时挡渣墙、挡渣堰在在线烘烤的时候应具有良好的抗爆裂性能、在使用过程中不坍塌、耐冲刷、能满足多炉连续铸钢的要求。通过市场调查，发现目前现有的挡渣墙、挡渣堰存在着养护过程中出现裂纹、运输和吊装过程中断裂、使用过程耐侵蚀和冲刷性能差的现象。

发明内容

本发明的目的是提供一种工艺简便、使用寿命长、生产成本低、经济环保型的连铸中间包用挡渣墙、挡渣堰浇注料及其生产工艺。

本发明的目的由以下技术方案来实现：

该浇注料由下述重量份数的原料制成，所述原料为镁橄榄石(生料、熟料)5份～70份、镁砂(MgO含量≥85％的电熔镁砂或烧结镁砂等)15份～85份、刚玉粉5份～15份、复合添加剂(SR-71水泥、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、SiO₂微粉)3份～5份、有机纤维0.1份、钢纤维1份。

所述各原料的优选值为镁橄榄石(生料、熟料)50份、镁砂(MgO含量≥85％的电熔镁砂或烧结镁砂等)40份、刚玉粉5份、复合添加剂3.9份、有机纤维0.1份、钢纤维1份。

发明人分析了目前国内外实际生产应用的中包挡渣墙、挡渣堰的生产工艺和使用环境、损毁机理及目前所用耐火材料组成、理化指标和性能要求。对制品的影响因素有以下几个方面，首先应具有良好的施工性能、施工体在养护、烘烤过程中不水化、不开裂、并具有足够高的强度以满足长途运输和吊装的要求。其次使用时钢水的温度一般在1550℃～1600℃，当浇钢时，挡渣墙、挡渣堰受到高温钢水的冲击而产生冲刷磨损；在浇钢期间受到钢水和渣的化学侵蚀。这些因素都会导致挡渣墙、挡渣堰的快速损毁。因此要求挡渣墙、挡渣堰在在线烘烤的时候应具有良好的抗爆裂性能、在使用过程中不坍塌、耐冲刷、耐钢水和渣的化学侵蚀，能满足多炉连续铸钢的要求。所用的耐火材料应选用抗冲刷、抗渣侵蚀和抗剥落性能好的耐火材料。同时要保证其施工性能，本发明采用镁橄榄石(生料、熟料)和镁砂(MgO含量≥85％的电熔镁砂或烧结镁砂等)为主要原料。镁质耐火材料化学性能相对稳定，对钢渣有较好的抵抗能力，可以明显提高产品的抗侵蚀性能。采用镁砂细粉的原因有两个方面，首先，镁砂细粉耐钢水侵蚀性能良好，可减少钢水渣对墙体的侵蚀。其次与复合添加剂共同使用，提高了产品的中高温性；采用镁橄榄石首先能大大降低生产成本，原料价格低廉，适合企业经济效益需要；其次镁橄榄石也是一种性能良好的耐火材料，我国储量丰富。

所述镁橄榄石最好采用MgO重量百分比为43％-50％的镁橄榄石(生料、熟料)，其最大临界粒度设为≤8mm，这样可以大大降低成本，又能保证产品的使用性能。特别优选的粒度范围在8mm～5mm的占25％～35％、5mm～3mm的占20％～30％、3mm～1mm的占25％～35％、1mm～0mm的占0～30％，所述百分比为重量百分比。