[发明专利]一种添加废弃耐火材料的中间包干式工作衬及其制备方法

说明书

本发明公开了一种添加废弃耐火材料的中间包干式工作衬及其制备方法，所述添加废弃耐火材料的中间包干式工作衬的配合料包括以下重量百分数的组分：废弃镁钙砖回收料15‑25％、镁钙砂20‑35％、电熔镁砂20‑40％、镁橄榄石10‑20％、添加物5‑10％、热震稳定剂1‑5％、防水化处理剂1‑5％、复合粘结剂1‑5％、粉尘抑制剂0.1‑2％以及粘土1‑3％。各组分内部还需要按粒径进行相应的配比；所述工作衬的制备方法包括：主要原料的准备、配合料的制备和存储、现场实施过程和上线使用。所制备的工作衬体积密度为1.5‑2.8g/cm³，110℃×24h耐压强度为2.5‑6MPa，1550℃×3h耐压强度为6‑13MPa，耐火度大于1700℃，线变化率为‑3.5％～+3.5％，实际使用寿命大于30h。本发明具有寿命长、抗热震性好、夹杂物吸附能力强以及良好的抗熔渣侵蚀性能的特点。

技术领域

本发明涉及属于炼钢连铸用耐火材料技术领域，尤其涉及一种添加废弃耐火材料的中间包干式工作衬及其制备方法。

背景技术

中间包是连铸工艺流程中位于钢包和结晶器之间的过渡容器。随着技术的进步，目前中间包钢水已开始应用中间包保温技术、氩气密封、氩气搅拌技术。这些技术应用的共同目标即是清除钢液中非金属夹杂物、防止二次氧化、减轻耐火材料对钢液的侵蚀及中包渣的卷入。中间包干式料是近些年发展起来的新一代工作衬用耐火材料，相对于传统的涂抹料，中间包干式料可以在一定程度上节省炼钢成本和提高劳动生产效率，同时具有间接的经济效益。随着钢铁用户对钢质要求的不断提高，特别是特种钢的生产，干式料相对于传统的涂抹料工作衬具有更好的净化钢水作用。因而，开发新型的干式料工作衬对于生产高品质钢具有重要意义。

传统的干式料制备中，如“环保型连铸中间包干式料及其制备方法”(CN200810121599.9)，以电熔镁砂为主要原料，外加α-Al₂O₃、SiO₂、CaO和树脂添加剂，该专利技术制得的中间包虽然具有强度高、寿命长以及耐侵蚀的特点，但是结合剂中采用树脂，对环境仍有一定的污染。“一种环保型干式料配方”(CN200910095277.6)，以镁砂为主要原料，外加废镁碳砖颗粒、糖类复合结合剂、助烧剂、抗氧化剂。该专利技术制得的中间包具有抗侵蚀性能好、易解体、使用寿命长、无有毒有害气体产生、对环境无污染的特点，但是其在烘烤过程中易开裂垮塌。“一种长寿命环保中间包干式料”(CN105418082A)，该发明以电熔镁砂为主要原料，选择松香和含水硅酸盐作为复合结合剂，虽然解决了因树脂结合剂烘烤产生的有害刺激性气体以及不利于洁净炼钢和环保要求等问题，但该干式料使用过程中结构致密和保温性能较差。“一种环保自流式中间包干式料及其制备方法”(CN200910131217.5)，该发明以镁砂或镁钙砂或镁橄榄石为主要原料，并添加无机结合剂和复合添加剂，其中选择无机结合剂主要有钠盐和镁盐组成，复合添加剂主要由白粘土、红粘土、广西白泥、硼砂、硼玻璃中的至少两种组成。“一种加氢氧化铝的中间包镁质干式料”(CN200810234855.5)，该专利中以镁砂为主要原料，添加氢氧化铝微粉和结合剂进行成形，生成的活性氧化铝在900℃后与镁砂细粉发生尖晶石反应，形成大量微细镁铝尖晶石，报道称该专利技术可显著提高干式料对钢水、钢渣的抗渗透作用。“一种镁钙质干式料及其制备方法”(CN201710758729.9)，该专利技术采用活性氧化镁和废弃镁钙砖骨料为主要原料，以粒状氧化镁、复合结合剂、添加剂、锆酸盐以及溶胶为添加原料。报道称该专利产品对使用者和环境不会造成不良影响，具有高致密度、高导热性能以及强度高等特点。“一种中间包干式料及其制备方法”(CN201611094128.4)，该专利技术公开了一种以镁砂和废镁砖为主要原料，以树脂粉和硼酸为结合剂制备干式料中间包。该报道称提供的中间包干式料具有寿命长，强度高，易解体，不产生有害气体的优点。“一种中间包用钙质干式料及其制备方法”(CN201710345042.2)，该专利技术中干式料主要组成为石灰颗粒、石灰石粉、锰酸钙粉以及钴酸钙粉，添加剂组成为钌酸钙粉和氢氧化钙微粉，结合剂组成为氯化钙和一氧化锰粉。报道称该钙质干式料中间包具有节约能源、保温性好以及耐侵蚀等优点。总体而言，从已经报道的专利来看，各种干式料或多或少存在结合剂烘烤过程中对环境产生污染，使用过程中可施工性差，强度低以及不能长时间满足使用要求等缺点，这些缺点制约了干式料中间包的大规模使用。因此，研究和开发性能更好的中间包用干式料组成对于洁净钢的生产具有积极作用。