[发明专利]一种镁钙质干式料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金领域，涉及一种镁钙质干式料，尤其涉及一种改善综合冶金性能，节能降耗、减少环境污染的镁钙质干式料及其制备方法。

背景技术

干式振动料是一种高科技碱性不定形耐火材料，它是中间包工作衬的更新换代产品。该料以优质镁砂为主要原料，外加结合剂和添加剂，经严格的生产工艺控制加工而成。干式振动料的主要成分是MgO，它对钢水中非金属夹杂物(如Al₂O₃、SiO₂等)，有很强的吸附作用，从而净化钢液，提高钢水的质量。目前，传统的干式振动料多采用酚醛树脂作为结合剂，普遍存在着强度低、使用寿命不高等情况。

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、减少环境污染的镁钙质干式料及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种镁钙质干式料，包括以下重量份数的原料：活性氧化镁35-50份、废弃镁钙砖骨料25-35份、粒状氧化镁3-12份、复合结合剂10-15份、添加剂5-10份、锆酸盐3-5份与溶胶0.3-0.5份。

作为优选，所述活性氧化镁的柠檬酸活性即CAA值为10-15s，细度为220-320目。

作为优选，所述粒状氧化镁的粒度为0.05-0.5mm，成分MgO≥60％。

作为优选，所述添加剂为聚羧酸酯减水剂。在本技术方案中，聚羧酸酯减水剂具有优异的减水率、流动性、渗透性，能明显增强施工体的强度，减少产品水分。

作为优选，所述复合结合剂由以下重量份的原料制成：酚醛树脂粉12-15份，纳米铕改性树脂5-8份，无水乙醇3-5份、H₂N-CH₂-CH₂-SO₃H 2-3.5份与十硼酸钠0.25-0.4份。在本技术方案中，本发明的干式料采用复合结合剂，该复合结合剂为加入H₂N-CH₂-CH₂-SO₃H的改性酚醛树脂，可以有效降低体系中的游离醛。其原理为：酸性条件下，H₂N-CH₂-CH₂-SO₃H与酚醛树脂中游离醛的羰基在45～60℃条件下可以发生亲核加成反应生成RNHCH₂OH，该结构稳定性很差，可以迅速脱水生成RNH＝CH₂，并互相之间发生缩合反应，形成聚合物交联剂。该反应一方面可以减少体系中游离醛的含量，另一方面可以生成网络状的聚合物交联剂，可以对酚醛树脂改性增韧，提高其耐热性能和粘结性。本发明以该复合结合剂制得的干式料中游离醛的含量可以大大降低，更为安全、绿色环保，同时复合结合剂的增韧效果大大增加了干式料的热震稳定性，从而提高其使用强度。