[发明专利]一种用于长水口渣线部位表面的高镁质材料及其制备方法

说明书

技术领域

    本发明涉及耐火材料领域，具体是一种用于长水口渣线部位表面的高镁质材料及其制备方法。 

背景技术

长水口是炼钢连铸环节保障钢液质量的重要功能耐火材料之一，起着导流、防止钢水二次氧化和飞溅的作用，其使用情况将直接影响到整个连铸工艺能否正常进行。 

长水口从早期的石英质发展到铝碳质以及铝锆碳质；从初期的使用前需要预热发展到目前的免预热；从最初的不吹氩气发展到吹氩密封；从早期的使用寿命平均2 小时左右发展到平均8 小时左右；长水口的发展经历了漫长的过程。 

对用后长水口内壁及渣线材料残样的显微结构研究发现，长水口材料在使用过程中的脱碳是材料的主要损毁机制。长水口渣线部位长期受到侵蚀作用，大大减少了使用寿命。 

发明内容

本发明为了解决现有技术中长水口渣线部位易损毁，寿命短的问题，提供了一种用于长水口渣线部位表面的高镁质材料及其制备方法，可以适应中间包覆盖剂层，可以吸收上浮的夹杂物，且不易水化，提高了长水口的使用寿命。 

本发明提供的用于长水口渣线部位表面的高镁质材料包括以下质量百分比的成分：40%~60%MgO，10%~30%CaO，10%~30%SiO₂^，3%~8%Al₂O₃或Fe₂O₃，1%~10%CaF₂。 

其中， MgO、CaO和SiO₂为主料，粒度为20微米~120微米。Al₂O₃、Fe₂O₃也为主料，粒度为13微米~70微米。CaF₂为添加剂，粒度为13微米~45微米。 

原料中Ca/Si摩尔比为0.6~1.1。 

原料中(Ca+Mg)/(Si+Al)摩尔比为1~4。 

本发明还提供了一种用于长水口渣线部位表面的高镁质材料的制备方法，包括以下步骤： 

1）将原料通过机械混合后，放入模具液压成型，压制成坯体；

2）在高温炉中氧化气氛预熔烧结，烧结曲线为25℃~1000℃之间以5℃/分钟的速度烧结180-210分钟，1000℃~1300℃之间以2℃/分钟的速度烧结140-160分钟，1300℃保温2-3小时，自由降温至室温；

3）利用机械破碎方法使预熔烧结的材料破碎至15微米~120微米。

进一步改进，步骤1）中所述的机械混合为球磨混合，球磨时间为3小时。 

本发明有益效果在于：以MgO、CaO、SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃为主料，CaF₂为添加剂，采取预熔和加入添加剂的方式，减少长水口渣线部位的损毁，提高了使用寿命。 

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。 

实施例1 

以高钙镁砂、叶腊石、铁鳞、硅藻土为原料的高镁质材料的制备步骤如下：

第一步将质量比为35.5%高钙镁砂、29.7%轻烧白云石、18%叶腊石、4.2%铁鳞、12.7%硅藻土及5%的CaF₂按照所需比例混合（成份见表一），球磨共2小时，正反各1小时。        

第二步将球磨好的原料放入模具液压成型，压力5MP。200摄氏度干燥2小时，在高温炉中氧化气氛烧结，烧结曲线为25℃~1000℃之间以5℃/分钟的速度烧结180分钟，1000℃~1300℃之间以2℃/分钟的速度烧结140分钟，1300℃保温2小时，自由降温至室温。

第三步利用机械破碎方法使高镁质材料破碎至15微米~120微米。即得所需高镁质材料。其使用寿命提到了10%，其性能见表二。 

实施例2 

以高钙镁砂、叶腊石、铁鳞、硅藻土为原料的预熔型中间包高镁质覆盖剂的制备步骤如下：

第一步将质量比为56.4%高钙镁砂、14.4%轻烧白云石，15%叶腊石、4.0%铁鳞、10.6%硅藻土及5%的CaF₂按照所需比例混合（成份见表一），球磨共3小时，正反各1.5小时。