[發明專利]一種資源節約型輕質環保中間包工作襯及其制備方法

有效

• 申請號: 202111036191.3
• 申請日: 2021-09-06
• 公開（公告）號: CN113480292B
• 公開（公告）日: 2022-01-07
• 發明（設計）人: 顏浩;于九利;鄧偉;鄭浩;劉東;胡玲軍;任林;劉靖軒;付朝陽;史佳朋;王團收
• 申請（專利權）人: 北京利爾高溫材料股份有限公司
• 主分類號: C04B35/043
• 分類號: C04B35/043;B22D41/02;C04B35/63
• 代理公司: 北京力量專利代理事務所(特殊普通合伙) 11504
• 代理人: 李婷玉

本發明提供一種資源節約型輕質環保中間包工作襯及其制備方法，中間包工作襯按照質量份數計算，其制備原料包括以下組分：菱鎂石和鎂橄欖石共20?120份、重燒鎂砂細粉5?30份、結合劑1?20份、紙纖維0.1?3份、改性劑1?10份。該中間包工作襯的干式料自然堆積密度及體積密度低，可降低耐材噸鋼消耗，提高干式料的保溫性能；材料強度高，抗渣滲透性能高；且采用環保結合劑，不產生有害刺激性氣體，環保性強。

技術領域

本發明屬于耐火材料技術領域，具體涉及一種資源節約型輕質環保中間包工作襯及其制備方法。

背景技術

中間包是鋼鐵連鑄過程中的關鍵裝置之一，它用來接收鋼包的鋼水并將其連續、均勻、穩定地注入結晶器，而且還起著調整鋼水流和除去非金屬夾雜物、潔凈鋼水等作用，而中間包工作襯的性能是提高連鑄技術的關鍵所在。

隨著冶金技術的不斷發展，對中間包工作襯耐火材料的要求已不單純是長壽命，耐火材料的功能化已越來越重要。特別在優質鋼和特殊鋼的冶煉中，對中間包耐火材料的使用壽命的要求不是很高，但中間包耐火材料的潔凈作用和保溫效果則分別對優化鋼種和提高成材率具有積極的作用。

目前，連鑄中間包工作襯用耐火材料主要為鎂質干式料，該干式料具有較好的抗高鐵和堿性熔渣侵蝕、使用壽命長、不污染鋼液、施工方便、易脫包翻包等特點。如中國專利文獻CN201610460348.8公開了一種抗鋼渣滲透性較好的低成本中間包干式料及其制法，其由以下組分構成：粒徑為3.2～1mm的燒結鎂砂或電熔皮砂30～40％，粒徑≤1mm的燒結鎂砂或電熔皮砂30～45％，200目的燒結鎂砂或電熔皮砂25～35％，粒徑為1～0.12mm的石英砂0～5％，粒徑≤0.12mm的石英砂0～8％，酚醛樹脂0～3％，改性酚醛樹脂2～5％，七水硫酸鎂2～6％，硼酸0～0.6％。但是，鎂質干式料密度一般較高，這類干式料有兩大劣勢：1）由于其熱導率高，中間包內襯的散熱速度很快，鋼水降溫很快，且消耗了大量熱能。2）由于密度較高，中間包噸鋼耐火材料消耗量居高不下，浪費了礦產資源，也增加了企業的耐材成本。此外，目前中間包干式料工作襯以酚醛樹脂結合為主，烘烤過程中，隨著中間包溫度的升高，酚醛樹脂逐漸固化，固化后的樹脂在200℃~800℃時分解，釋放出CO₂、CO、CH₄、H₂及H₂O等氣體，對施工人員身體健康造成極大影響。因此，現有中間包工作襯用耐火材料已不能滿足對其潔凈性和保溫效果的要求。

發明內容

本發明解決的技術問題是提供一種資源節約型輕質環保中間包工作襯及其制備方法，該中間包工作襯的干式料自然堆積密度及體積密度低，可降低耐材噸鋼消耗，提高干式料的保溫性能；材料強度高，抗渣滲透性能高；且采用環保結合劑，不產生有害刺激性氣體，環保性強。

為了解決上述問題，本發明的一個方面提供一種資源節約型輕質環保中間包工作襯，按照質量份數計算，其制備原料包括以下組分：

菱鎂石和鎂橄欖石共20-120份、重燒鎂砂細粉5-30份、結合劑1-20份、紙纖維0.1-3份、改性劑1-10份。

本發明采用體密較低的菱鎂石、鎂橄欖石等作為原料，降低了干式料的自然堆積密度及體積密度；且菱鎂石在烘烤過程中約在400℃時開始分解，逸出CO₂氣體，溫度達550~650℃時，反應激烈，至1000℃時分解完全，生成輕燒MgO，質地疏松，氣孔率大，體密較低，由此降低了干式料的自然堆積密度、體積密度，實現材料的輕量化，降低了中間包噸鋼耐火材料消耗量，節約了企業的耐材成本；同時其導熱系數較小，使中間包內襯的散熱速度降低，其保溫性能提高，使用過程中鋼水降溫較慢，節約了大量熱能。此外，生成的輕燒MgO活性較大，澆鋼過程中與SiO₂進一步反應，生成鎂橄欖石相，提高材料的強度，微膨脹可以填充氣孔，提高材料的抗渣滲透性能。紙纖維在烘烤過程中收縮、燃燒，在干式料內部形成微小氣孔及通道，烘烤時讓菱鎂石分解產生的氣體快速排出，緩解內部應力，防止工作襯坍塌。同時，紙纖維的引入還能降低干式料的體積密度。