[发明专利]一种用于中间包的高镁质耐火材料

说明书

技术领域

本发明属于耐火材料领域，尤其涉及一种耐高温、抗侵蚀、耐热震、耐磨损、的用于中间包的高镁质耐火材料。

背景技术

近年来，随着高效连铸炼钢技术的快速发展，快速更换水口技术的使用，对中间包工作衬的要求越来越高。中间包工作衬已经由硅质绝热板变为以镁砂、镁橄榄石、含钙原料为主的碱性耐火材料，按施工方式也已经由砌筑件转为涂抹料、喷涂料，以及现在使用比例越来越高的干式料，中间包工作衬的使用寿命越来越高。

目前，在钢厂广泛应用的固体酚醛树脂结合的中间包干式料，是以镁砂为主原料，添加含钙材料，以及各种助烧剂、高温改性剂而开发的一种耐火材料。由于干式料不含水不含大量高温低熔物，因而使用寿命较长。但是固体酚醛树脂在干式料烘烤使用过程中产生的残碳和氢会给钢水增碳和增氢，影响钢坯质量，而且会产生大量的有害刺激性气体，污染环境，不利于洁净炼钢、绿色环保的高质量钢坯的炼钢要求。

根据中间包工作衬耐火材料的基本要求以及耐火氧化物及其化合物中金属元素在钢液中的浓度与钢液中平衡氧含量的关系，ZrO₂、CaO、MgO、MgO·A1₂O₃、2CaO·SiO₂、2MgO·SiO₂、白云石等都是较为理想的中间包工作衬材料，其对应的金属元素在钢液中的浓度低，产生的氧化物夹杂少，不会造成对钢液的二次氧化。从冶金学的角度来看，MgO-CaO质耐火材料对钢水有良好的冶金作用，能降低钢液中的P、S以及非金属夹杂物，但由于CaO会随着反应的进行而逐渐消耗，在耐火材料中形成孔隙，对材料的抗侵蚀性不利。同时，MgO-CaO质耐火材料和CaO质耐火材料的烧结性差，材料的中温强度较低，若采用烧结剂又会降低耐火材料在高温下的抗渣侵蚀性。目前，中间包工作衬的材质仍以镁质为主。然而，随着镁砂资源的日益枯竭和镁砂价格的迅速攀升，国内外都在寻求能够替代镁砂的新材料。

中国专利文献上公开了一种“环保型干式振动料”，其公告号为CN101921119A，该发明采用酚醛树脂为结合剂，乌洛托品为固化剂，制得的环保型干式具有高振动抗折性与耐压强度。但是，该发明并没有解决干式振动料中由于酚醛树脂造成的游离醛污染问题。因此，如何在确保干式振动料优异性能的前提下提高材料的安全性是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于为了解决现有镁钙质耐火材料抗侵蚀性不佳、存在游离醛污染的缺陷而提供一种改善综合冶金性能，节能降耗、减少环境污染，耐热震的用于中间包的高镁质耐火材料。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种用于中间包的高镁质耐火材料，所述耐火材料以重量份计算包括：3-5mm镁砂85-95份、0.5-1mm镁砂55-65份、0.02-0.1mm镁砂35-45份、粒度为180目的镁砂120-135份、矾土微粉12-25份、稀土掺杂氧化镁部分稳定氧化锆微粉5-10份、硅微粉5-10份、添加剂3-8份与氧化铋2-3份。在本技术方案中，使用稀土掺杂氧化镁部分稳定氧化锆微粉作为基质相较于以普通氧化镁部分稳定氧化锆作为基质有着更高的抗热震性，在一次热震后材料力学性能有所下降，但在随后的多次热震材料的力学性能大幅度上升且之后仅存在小幅度波动，整体的力学性能并不下降也不上升，性能稳定。

作为优选，所述粒度为180目的镁砂中MgO的含量为95％。

作为优选，所述添加剂为质量比为1:2-5的再生聚苯乙烯空心微球与二茂铁。

作为优选，所述再生聚苯乙烯空心微球的制备步骤如下：

a)以重量份数计，将1份十二烷基苯磺酸钠与蒸馏水按1：4.5混合，作为W1相待用；

b)将20份废弃聚苯乙烯泡沫板置于15份脱水山梨糖醇脂肪酸酯中超声搅拌15-20min，作为W0相待用；

c)将105份的十二烷基苯磺酸钠与80份二氯甲烷混合，混合液与蒸馏水以1：3比例混合搅拌，形成W2相待用；

d)将步骤a)所得的W1相与步骤b)所得的W0相按1：15比例混合，置于高剪切分散乳化机中乳化3-5min，形成W1/WO乳液；

e)将步骤d)所得的W1/W0乳液与W2相按1：12比例混合，75℃条件下搅拌15-20min，形成多重乳液；