[发明专利]一种镁钙质中间包干式振动料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于中间包干式振动料技术领域。尤其涉及一种镁钙质中间包干式振动料及其制备方法。

背景技术

镁钙耐火材料是与洁净钢冶炼相适应的高温工程材料，在生产与使用过程中对环境及钢水没有污染，尤其是其中的CaO具有很好的脱磷、脱硫效果，近年来在耐火材料及钢铁冶金行业得到了广泛的关注。中间包工作衬在连铸生产过程中起到耐高温、抗渣侵蚀等作用，随着洁净钢等高质量钢需求的日趋增长，中间包成为钢水精炼的最终关键环节。随着快速更换水口技术的引用，其工作衬也由手工涂抹或机械喷涂料转变为寿命更长的干式振动料，目前，材质上也从镁质趋向于更具钢液净化优势的镁钙质发展。

中间包镁钙质干式振动料理论上具有其它耐火材料所无法媲美的脱磷、脱硫效果，向钢水中增氧的可能性最小，尤其是游离CaO含量较高的镁钙质干式振动料，更是洁净钢冶炼理想的中间包耐火材料之一。然而，含钙耐火材料中CaO的水化，会破坏材料组织结构，导致材料性能降低甚至报废。由此，近年来的研究工作集中在能有效防止CaO水化的中间包镁钙质干式振动料的开发上。目前，在避免易水化原料和含水结合剂搭配的前提下，主要采用不含游离CaO的含钙矿物、不同钝化处理的含钙原料等配以酚醛树脂、磷酸盐、氯酸盐、硫酸盐、硅酸盐等结合剂，制备防水化中间包镁钙质干式振动料。

然而，石灰石和白云石等含钙矿物在高温下分解虽能产生大量的有利钢液净化的游离CaO，但会破坏材料组织结构，降低材料使用寿命，且排放大量CO₂污染环境；而钝化原料在阻止CaO水化的同时也大大削弱了材料中CaO的净化功能，显著影响材料的冶金效果、高温使用性能以及用后解体性能。因此，制约着镁钙质干式振动料在洁净钢甚至超洁净钢冶炼中的进一步推广。

发明内容

本发明旨在克服现有干式振动料技术的不足，目的是提供一种适应高质量的洁净钢甚至超洁净钢冶炼用长寿功能化且环境友好的镁钙质中间包干式振动料及其制备方法。

为完成上述任务，本发明采用的技术方案是：先将68～80wt％的镁钙砂、9～16wt％的镁砂细粉和4～17wt％的水合偏硅酸钠混合，再将上述混合料搅拌均匀，胎膜振动成型，然后在100～300℃条件下烘烤2～12小时，脱模。

在上述技术方案中：镁钙砂的CaO≤60wt％，镁钙砂的颗粒级配是：3～1mm为45～70wt％，≤1mm为30～55wt％；镁砂细粉的粒度小于0.088mm，镁砂细粉为烧结镁砂、或为电熔镁砂、或为烧结镁砂和电熔镁砂的混合物；水合偏硅酸钠为五水偏硅酸钠、或为九水偏硅酸钠、或为五水偏硅酸钠和九水偏硅酸钠的混合物。

由于采用上述技术方案，本发明环境友好，烘烤时间短，快速烘烤无爆裂和脱落现象；所制备的产品满足中间包衬高钙化及保温的要求，强度高，具有良好的净化钢液功能，且在使用后解体性能好，易于翻包。本发明以无需防水化处理的镁钙砂为主要原料，采用价格低廉、环境友好的水合偏硅酸钠为结合剂。由于CaO水化主要发生在烘烤时水蒸气通过颗粒表面向内部的扩散，而水合偏硅酸钠熔点低，在烘烤过程中可低温熔化且不断聚合，结合镁钙砂粒度的合理配置，使施工体低温下能产生高强度且形成多孔通道，很好地解决了大量CaO的水化问题，且能避免少部分CaO水化和分解后对材料的破坏，还能促进材料中温烧结，使该高游离氧化钙含量的材料具有良好的低温和中温强度，而且高温下还可与基质材料生成部分高温物相，提高干式振动料高温性能；同时，材料中CaO活性高，易与钢中夹杂反应形成表面烧结层，提高材料使用寿命，且有效保护后部材料中多孔层，保温功效显著。

因此，本发明工艺简单、环境友好和能快速烘烤，所制备的工作衬具有强度高、抗侵蚀性能良好和使用寿命长的特点，尤其具有良好的保温和净化钢液功能，适应洁净钢冶炼的发展需求；且使用后强度低，解体性能好，易于翻包。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的描述，并非对保护范围的限制。

实施例1

一种镁钙质中间包干式振动料及其制备方法：先将72～80wt％的镁钙砂、9～13wt％的烧结镁砂和8～14wt％的水合偏硅酸钠混合，再将上述混合料搅拌均匀，胎膜振动成型，然后在160～240℃条件下烘烤2～7小时，脱模。

在本实施例中：镁钙砂的CaO≤60wt％，镁钙砂的颗粒级配是：3～1mm为45～60wt％，≤1mm为40～55wt％；烧结镁砂的粒度小于0.088mm；水合偏硅酸钠五水偏硅酸钠和九水偏硅酸钠的混合物。

实施例2