專利名稱：：用于連續(xù)鑄鋼中間包的具有環(huán)保型結(jié)合劑的工作襯的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明是關(guān)于連續(xù)鑄鋼設(shè)備的，尤其涉及用于連續(xù)鑄鋼中間包的工作襯。
背景技術(shù)：
：隨著我國大力采用和發(fā)展連續(xù)鑄鋼技術(shù)，鋼鐵工業(yè)在我國得到了飛速發(fā)展，鋼鐵工業(yè)的發(fā)展表現(xiàn)為煉鋼技術(shù)的不斷進(jìn)步。在連續(xù)鑄鋼工藝系統(tǒng)中，最初中間包只起著鋼包和結(jié)晶器之間緩沖器的作用。隨著連續(xù)鑄鋼工藝的優(yōu)化及對(duì)連續(xù)鑄鋼鋼坯質(zhì)量要求的提高，中間包已經(jīng)演變?yōu)殇撍珶挼慕K端設(shè)備，其作用主要有兩個(gè)一是鋼水的精煉；二是非金屬夾雜的消除。為實(shí)現(xiàn)新的功能，要求中間包所用耐火材料工作襯(內(nèi)襯之一)，一要“長壽化”，二要“潔凈化”。在不斷滿足上述兩大要求的發(fā)展過程中，中間包工作襯大致經(jīng)歷4個(gè)發(fā)展階段，先后相應(yīng)出現(xiàn)過無工作襯、絕熱板工作襯、涂料工作襯和干式料工作襯的4個(gè)階段。它們是連續(xù)鑄鋼工藝不斷更新發(fā)展的歷史產(chǎn)物，而且后一代比前一代都顯示出其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，其中第四代干式料工作襯具有最大的優(yōu)越性。中間包干式料工作襯是第四代中間包工作襯耐火材料，其中有機(jī)結(jié)合劑應(yīng)用在近幾年已趨于成熟。目前國內(nèi)鋼廠使用的干式料幾乎都采用傳統(tǒng)有機(jī)結(jié)合劑，如固體酚醛樹脂、浙青等都是使用最廣泛的結(jié)合劑，在中間包干式料烘烤過程，隨著溫度的升高，酚醛樹月旨固化形成碳網(wǎng)[參見ElitonS.DeMedeiros.Curingbehaviorofanovolac-typephenolicresinanalyzedbydifferentialscanningcalorimetry[J].JournalofAppliedPolymerScience,2003,90(6):16781682.]，導(dǎo)致干式料具有較好的強(qiáng)度。但是以樹脂為結(jié)合劑的干式料工作襯會(huì)給鋼水帶來增碳問題，尤其對(duì)生產(chǎn)潔凈鋼的質(zhì)量影響很大。同時(shí)樹脂固化產(chǎn)生刺激性氣味的煙氣[參見黃發(fā)榮.酚醛樹脂及其應(yīng)用[M].北京化學(xué)工業(yè)出版社，2003.]，嚴(yán)重污染現(xiàn)場工作環(huán)境。并且近來酚醛樹脂價(jià)格大幅度增長，又增加了產(chǎn)品成本。因此尋求一種適合連續(xù)鑄鋼中間包使用的低毒害、低污染的環(huán)保型干式料工作襯就成為當(dāng)前生產(chǎn)、使用廠家急需解決的問題。
發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)給鋼水帶來的增碳問題、環(huán)境污染問題和生產(chǎn)成本大幅增長的問題，本發(fā)明提供了一種首次采用由九水偏硅酸鈉、二氧化硅微粉和硼酸組成的干式料結(jié)合劑制備的工作襯，從而消除鋼水的增碳問題并且可以降低成本、降低環(huán)境污染。本發(fā)明的用于連續(xù)鑄鋼中間包的具有環(huán)保型結(jié)合劑的工作襯，其原料組分及其重量百分比含量為92燒結(jié)鎂砂70wt.%,96電熔鎂砂2627.5wt.%、Si02微粉0.2wt.硼酸0.8wt.%、九水偏硅酸鈉1.5wt.%3wt.%0所述70wt.%的92燒結(jié)鎂砂包括粒度為3-5mml5wt.%,l"3mm30wt.%,<lmm25wt.%。所述96電熔鎂砂的粒度<74μm,所述SiO2微粉的粒度<74μm；所述硼酸的粒度<19μm；所述九水偏硅酸鈉的粒度<350μm。優(yōu)選的原料組分及其重量百分比含量為92燒結(jié)鎂砂70wt.%,96電熔鎂砂2627.5wt.%、SiO2微粉0.2wt.%、硼酸0.8wt.%、九水偏硅酸鈉2.5wt.%本發(fā)明的有益效果是，采用鎂質(zhì)干式料結(jié)合劑替代酚醛樹脂，提供了一種首次采用由九水偏硅酸鈉、二氧化硅微粉和硼酸組成的干式料結(jié)合劑制備的工作襯，從而消除了鋼水的增碳問題，并且降低了成本和環(huán)境污染，同時(shí)還解決了干式料的低溫強(qiáng)度和高溫抗渣性問題。圖1為本發(fā)明實(shí)施例3試樣斷口的顯微結(jié)構(gòu)形貌；具體實(shí)施例方式本發(fā)明采用的骨料是鎂質(zhì)原料(92燒結(jié)鎂砂和96電熔鎂砂)。中間包干式料結(jié)合劑是硅硼鈉系統(tǒng)，采用的原料是九水偏硅酸鈉、SiO2微粉和硼酸。92燒結(jié)鎂砂的原料重量百分比含量為70wt.%(3-5mml5wt.%,l"3mm30wt.%,<lmm25wt.%),96電熔鎂砂的原料重量百分比含量為2627.5wt.%,SiO2微粉和硼酸分別為0.2wt.%和0.8wt.%，九水偏硅酸鈉的加入量為1.53wt.%0上述原料均為普通市售產(chǎn)品，92燒結(jié)鎂砂和96電熔鎂砂為工業(yè)純，SiO2微粉、硼酸和九水偏硅酸鈉為化學(xué)純。具體制備步驟如下(1)先將不同粒徑的原料按表1所示的比例配料、混合，使用的儀器有ACS-3型電子計(jì)價(jià)秤和電子天平。(2)將稱量好的原料倒入攪拌鍋中，用NRJ-41IA型水泥膠砂攪拌機(jī)攪拌3min至原料充分混合均勻。(3)將攪拌均勻的原料添加到40X40X160三聯(lián)模具內(nèi)，添加原料時(shí)，邊添加邊搗打，以使物料密實(shí)，直至將容器填滿。(4)成型后的坯體隨模具一起放在電熱鼓風(fēng)恒溫干燥箱中烘烤，根據(jù)干式料氣孔率較大、熱導(dǎo)率低的特點(diǎn)，選擇烘烤時(shí)間為3h，烘烤溫度為250°C。烘烤后的坯體已經(jīng)具有一定的強(qiáng)度，待坯體與模具冷卻到室溫進(jìn)行脫模。(5)將步驟(4)的坯體于1550°C下進(jìn)行燒結(jié)，保溫3h，采用高溫箱式電阻爐(型號(hào)XCSL-17-18，1650°C)進(jìn)行燒結(jié)，制得連續(xù)鑄鋼中間包的工作襯。(6)將步驟(5)的工作襯測定幾何尺寸，與燒前尺寸比較得出線變化量。(7)在材料萬能試驗(yàn)機(jī)上利用三點(diǎn)彎曲法測定制品的抗折強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度。(8)采用阿基米德排油法測量樣品的體積密度和顯氣孔率，使用儀器是TXY型數(shù)顯示陶瓷吸水率測定儀和電子分析天平。(9)抗渣試驗(yàn)采用靜態(tài)坩堝法。將鋼渣裝入樣品坩堝，于1550°C煅燒3h，燒后的坩堝自然冷卻后沿底面中線將坩堝對(duì)稱切開，測量并計(jì)算得出其侵蝕指數(shù)和滲透指數(shù)。(10)將坩堝沿鋼渣侵蝕側(cè)切取一小塊，用掃描電子顯微鏡觀察其表面顯微結(jié)構(gòu)。表2為本發(fā)明產(chǎn)品脫模溫度(250°C)下的性能分析，表3為本發(fā)明產(chǎn)品使用溫度(即中間包工作溫度1550°C)下的性能分析。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>由附圖可以明顯看出MgO顆粒經(jīng)過燒結(jié)后達(dá)到了很好的致密化，晶界處的玻璃相很少(少量的玻璃相是由添加的結(jié)合劑產(chǎn)生的)，氣孔率較低，因此強(qiáng)度較好。權(quán)利要求一種用于連續(xù)鑄鋼中間包的具有環(huán)保型結(jié)合劑的工作襯，原料組分及其重量百分比含量為92燒結(jié)鎂砂70wt.％、96電熔鎂砂26～27.5wt.％、SiO2微粉0.2wt.％、硼酸0.8wt.％、九水偏硅酸鈉1.5wt.％～3wt.％。2.根據(jù)權(quán)利要求1的具有環(huán)保型結(jié)合劑的工作襯，其特征在于，所述70wt.%的92燒結(jié)鎂砂包括粒度為3-5mml5wt.%,l"3mm30wt.%,<lmm25wt.%。3.根據(jù)權(quán)利要求1的具有環(huán)保型結(jié)合劑的工作襯，其特征在于，所述96電熔鎂砂的粒度<74μm；所述SiO2微粉的粒度<74μm；所述硼酸的粒度<19μm；所述九水偏硅酸鈉的粒度<350μm。4.根據(jù)權(quán)利要求1的具有環(huán)保型結(jié)合劑的工作襯，其特征在于，優(yōu)選的原料組分及其重量百分比含量為92燒結(jié)鎂砂70wt.%、96電熔鎂砂2627.5wt.%、SiO2微粉0.2wt.%、硼酸0.8wt.%、九水偏硅酸鈉2.5wt.%0全文摘要本發(fā)明公開了一種用于連續(xù)鑄鋼中間包的具有環(huán)保型結(jié)合劑的工作襯，原料組分及其重量百分比含量為92燒結(jié)鎂砂70wt.％、96電熔鎂砂26～27.5wt.％、SiO2微粉0.2wt.％、硼酸0.8wt.％、九水偏硅酸鈉1.5wt.％～3wt.％。提供了一種首次采用由九水偏硅酸鈉、二氧化硅微粉和硼酸組成的干式料結(jié)合劑制備的工作襯，消除了鋼水的增碳問題，并且降低了成本和環(huán)境污染，同時(shí)還解決了干式料的低溫強(qiáng)度和高溫抗渣性問題。文檔編號(hào)C04B35/66GK101823888SQ20101013412公開日2010年9月8日申請(qǐng)日期2010年3月29日優(yōu)先權(quán)日2010年3月29日發(fā)明者陶慧申請(qǐng)人:天津大學(xué)