[发明专利]一种轻质中间包工作衬及其制备方法

说明书

一种轻质中间包工作衬及制备方法，中间包工作衬配料由如下组分组成：废镁碳砖、菱镁矿尾矿、氧化铝、纤维、复合结合剂和添加剂。轻质中间包工作衬的制备方法，采用干式振动成型或湿法涂抹成型。本发明所得轻质中间包干式工作衬具有如下优点：体积密度小、侵蚀速度慢、长寿命、低成本、低消耗以及节能等特点，解决了目前耐火原料(包括废镁碳砖再生料等)资源过度消耗以及节能保温等问题。

技术领域

本发明涉及耐火材料。具体地说是一种轻质中间包工作衬及其制备方法。

背景技术

连铸中间包普遍采用碱性的镁质耐火材料为工作衬，由于其耐火度高、抗侵蚀性强以及不污染钢水等特点得到广泛应用。然而，随着国家对高污染、高排放企业出台一系列针对性的治理与关停措施，使得耐火材料行业受到重大影响。为了实现资源的充分利用，近年来逐渐有以废镁碳砖为原料制备中间包工作衬的发明专利报道，如“一种以废镁碳砖为原料的干式料及其制备方法”(CN10291092 4A，2012)、“钢包工作衬用后废镁碳砖分级再生利用及中间包干式料、涂抹料”(CN103319189A，2013)、“一种废镁碳砖黑涂抹料制备方法”(CN103467112A，2013)、“一种以废镁碳砖为原料的涂抹料及其制备方法”(CN103641504A，2014)、“一种连铸中间包再生料工作衬”(CN205341905U，2016)等。由于使用了含碳的再生原料，产品的抗渣性能较好，使用寿命较长，成本也较正常镁质产品要低。

这些专利的不足之处在于：(1)原料的临界粒度≥3mm，产品的体密与常规工作衬的一致，平均约2.15±0.35g/cm³，相比目前市场上现有的轻质工作衬(≤1.8g/cm³)明显较重，因而在厚度和寿命相同的条件下，平均每个中间包消耗的耐火材料将显著增加，不利于现有资源的合理节省和节约；(2)另一方面，废镁碳砖中含有大量的石墨等含碳物质，而石墨是热的良导体，导热系数极大，(可达700-1300w/(m·k))，工作衬散热较快，不利于钢水保温和冶炼节能等需要；(3)由于国家对自然资源和环境保护监管的加强，各种重烧镁砂和电熔镁砂价格成倍上涨，如91重烧镁砂、95中档镁砂和97电熔镁分别由近年来的平均750元/吨、950元/吨和2700元/吨分别上涨至目前的2000元/吨、4500元/吨和8000元/吨，迫使各类废镁碳砖原料的价格同步大幅上涨。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种体积密度小、侵蚀速度慢、长寿命、低成本、低消耗以及节能的轻质中间包工作衬及其制备方法，以解决目前耐火原料(包括废镁碳砖再生料等)资源过度消耗以及节能保温等问题。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种轻质中间包工作衬，中间包工作衬配料由如下组分组成：废镁碳砖、菱镁矿尾矿、氧化铝、纤维、复合结合剂和添加剂。

上述轻质中间包工作衬，所述中间包工作衬各组分含量为：废镁碳砖含量为50-85重量份，菱镁矿尾矿含量为5-50重量份，氧化铝含量为0.5-15重量份，纤维含量为0.05-2.5重量份；复合结合剂含量为2.5-7.5重量份，添加剂含量为0.01-3.0重量份。

上述轻质中间包工作衬，所述的废镁碳砖粒度级配为：粒度大于或等于0.5mm的废镁碳砖含量为废镁碳砖总质量的0-15wt％，粒度大于或等于0.2mm且小于0.5mm的废镁碳砖含量为废镁碳砖总质量的35-65wt％，粒度大于0且小于0.2mm的废镁碳砖的含量为废镁碳砖总质量的35-50wt％；所述的废镁碳砖中：MgO的含量≥废镁碳砖总质量的70.0wt％，C的含量≥废镁碳砖总质量的10.0wt％，Al2O3的含量≤废镁碳砖总质量的5.5wt％，SiO2的含量≤废镁碳砖总质量的3.5wt％，CaO的含量≤废镁碳砖总质量的2.0wt％。