一種中間包包蓋澆注料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種中間包包蓋澆注料及其制備方法。其技術(shù)方案是：以30～50wt％的用后高殘?zhí)间X鎂碳磚再生顆粒和20～40wt％的微孔剛玉顆粒為骨料；以10～15wt％的微孔剛玉細(xì)粉、5～15wt％的用后低殘?zhí)间X鎂碳磚再生細(xì)粉、1～8wt％的純鋁酸鈣水泥、1～4wt％的α-Al2O3微粉、0.5～2wt％的氧化鎂微粉、1～4wt％的鎂鋁尖晶石微粉和0.03～0.06wt％的減水劑為基質(zhì)料；按上述骨料和基質(zhì)料的含量，先將基質(zhì)料混勻，加入骨料，混合均勻，再加入3.5～6.5wt％的水，攪拌，澆注振動(dòng)成型，養(yǎng)護(hù)12～24小時(shí)，在110～200℃條件下保溫12～36小時(shí)。本發(fā)明所制備的中間包包蓋澆注料能避免鋼結(jié)構(gòu)的變形和燒損失效，具有抗熱震性能優(yōu)良、保溫性能好和使用壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】一種中間包包蓋澆注料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于中間包用澆注料【技術(shù)領(lǐng)域】。具體涉及一種中間包包蓋澆注料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，隨著中間包的冶金功能增強(qiáng)以及節(jié)能降耗的需求，連鑄中間包包蓋的作用越來(lái)越突出，其使用狀況的好壞直接影響到連鑄鋼的產(chǎn)量和質(zhì)量。中間包包蓋的作用主要體現(xiàn)為:在中間包烘烤與澆注過(guò)程中起保溫隔熱作用，提高中間包烘烤效率與減少鋼水散熱，進(jìn)而保護(hù)鋼包滑板機(jī)構(gòu)免受高溫鋼水的直接熱輻射損害；同時(shí)也對(duì)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)溫與取樣人員起安全防護(hù)作用等。
[0003]連鑄中間包包蓋的結(jié)構(gòu)主要有兩種:一是全鑄鋼或全鑄鐵中間包包蓋；二是金屬-耐火澆注料復(fù)合結(jié)構(gòu)。
[0004](I)全鑄鋼或全鑄鐵中間包包蓋。全鑄鋼或全鑄鐵中間包包蓋是采用全鑄鋼件或全鑄鐵件制造的中間包包蓋，一般使用幾個(gè)澆次后，蓋板除表面劇烈氧化、粘鋼外，蓋板整體會(huì)嚴(yán)重變形、翹曲，這樣不僅削弱了包蓋的保溫效果，且影響塞棒的上下操作運(yùn)動(dòng)。
[0005](2)金屬-耐火澆注料 復(fù)合結(jié)構(gòu)。金屬-耐火澆注料復(fù)合結(jié)構(gòu)主要采用的耐火澆注料有高鋁質(zhì)、鋁鎂質(zhì)、鋁硅質(zhì)、鋁鎂碳質(zhì)等品種。該種結(jié)構(gòu)的主要失效形式有:整體變形大，耐火材料脫落，鋼結(jié)構(gòu)燒損等。對(duì)于大型的槽形中間包，由于中間包的尺寸較大，中間包包蓋也采用多段組合的方式。中間包包蓋上布置有塞棒孔和燒嘴孔，包蓋耐火澆注料覆蓋層剝落嚴(yán)重，包蓋中部極易在高溫環(huán)境下下陷損壞和金屬結(jié)構(gòu)邊框易燒蝕等，嚴(yán)重制約了中間包包蓋使用壽命的提高，故目前的平均使用壽命僅為3-5個(gè)澆次。研究發(fā)現(xiàn)，整體焊接的鋼結(jié)構(gòu)隨溫度劇烈變化產(chǎn)生較大變形，鋼結(jié)構(gòu)與耐火材料膨脹系數(shù)的差異導(dǎo)致耐火材料與鋼結(jié)構(gòu)無(wú)法長(zhǎng)時(shí)間緊密接觸，耐火材料易剝離、脫落，造成鋼結(jié)構(gòu)被燒損，最終導(dǎo)致包蓋完全失效。可見(jiàn)，包蓋耐火材料的抗熱震性差也是中間包包蓋損壞的主要原因，是一個(gè)亟待解決的難題。
[0006]用后高殘?zhí)间X鎂碳磚再生顆粒是指將殘?zhí)己看笥贗wt %的用后鋁鎂碳磚進(jìn)行除塵、除渣、除鐵等處理后，破碎得到的再生顆粒。用后低殘?zhí)间X鎂碳磚再生細(xì)粉是指將殘?zhí)己啃∮趌wt%的用后鋁鎂碳磚進(jìn)行除塵、除渣、除鐵等處理后，破碎得到的再生細(xì)粉。目前，耐火材料行業(yè)對(duì)用后耐火材料二次利用十分重視。然而，對(duì)于用后鋁鎂碳磚，特別是揀選分類等級(jí)低的用后低殘?zhí)间X鎂碳磚利用率十分低，所制備的二次材料也無(wú)法達(dá)到優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的水平，只能作為冶金輔料進(jìn)行利用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的任務(wù)旨在克服已有技術(shù)缺陷，提供一種抗熱震性能優(yōu)良、保溫性能好和使用壽命長(zhǎng)的中間包包蓋澆注料及其制備方法。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:[0009]一、所述中間包包蓋澆注料的原料及其含量是:
[0010]
用后局殘?zhí)寂噫^fe磚再生顆粒30~50wt%;
微孔剛玉顆粒20~40wt%;
微孔剛玉細(xì)粉10~15wt%;
用后低殘?zhí)间X鎂碳磚再生細(xì)粉5~15wt%;
純鋁酸鈣水泥l(xiāng)~8wt%;
Ot-Al2O3 微粉1~4wt%;
氧化鎂微粉0.5~2wt%;
鎊招尖晶石微粉1~4wt%;
減水劑0.03~0.06wt%。
[0011]二、所述特殊鋼冶煉用鋼包透氣磚的制備方法是:
[0012]按所述中間包包蓋澆注料的原料的含量和減水劑的含量，先將減水劑、微孔剛玉細(xì)粉、氧化鎂微粉、純鋁酸鈣水泥、a -Al2O3微粉、用后低殘?zhí)间X鎂碳磚再生細(xì)粉和鎂鋁尖晶石微粉混合均勻，再加入用后高殘?zhí)间X鎂碳磚再生顆粒和微孔剛玉顆粒，混合均勻，然后加入所述原料3.5~6.5wt%的水，攪拌I~3分鐘，澆注振動(dòng)成型，坯體在室溫條件養(yǎng)護(hù)12~24小時(shí)，然后在110~200°C條件下保溫12~36小時(shí)，即得中間包包蓋澆注料。
[0013]所述的用后高殘?zhí)间X鎂碳磚再生顆粒的殘?zhí)己繛镮~3wt%，粒徑為12~
0.088mm。
[0014]所述微孔剛玉顆粒的顯氣孔率為≤10%,閉口氣孔率> 10%，平均孔徑為 I μ m ;微孔剛玉顆粒的粒徑為12~0.088mm。
[0015]所述微孔剛玉顆粒的顯氣孔率為≤10%,閉口氣孔率> 10%，平均孔徑為^lym ;微孔剛玉細(xì)粉粒徑〈0.088mm。
[0016]所述用后低殘?zhí)颊墟V碳磚再生細(xì)粉殘?zhí)己俊磍wt%,粒徑〈0.088mm。
[0017]所述純鋁酸鈣水泥的Al2O3含量為70~80wt%，Ca0含量為20~30wt%;純鋁酸鈣水泥的粒徑〈0.088mm。
[0018]所述a -Al2O3 微粉的 Al2O3 含量 >99wt%，粒徑〈0.01mm。
[0019]所述氧化鎂微粉的MgO含量>80wt %，粒徑D5tl為4~6 μ m。
[0020]所述鎂鋁尖晶石微粉的Al2O3含量為70~80wt%，粒徑D5tl為4~10 μ m。
[0021]由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下積極效果:
[0022]1、隨著我國(guó)鋼鐵工業(yè)的迅速發(fā)展，耐火材料的循環(huán)利用研究越來(lái)越重要，廢棄耐火材料的回收利用也在不斷深入。本發(fā)明不僅利用了揀選分類等級(jí)高的高殘?zhí)间X鎂碳磚再生顆粒，而且還揀選分類等級(jí)低的結(jié)構(gòu)破壞較嚴(yán)重的低殘?zhí)间X鎂碳磚用作粉料，不僅節(jié)約了國(guó)家的礦物資源，也降低了環(huán)境污染和耐火材料的成本。
[0023]2、由于本發(fā)明引入用后鎂碳磚再生料和鎂鋁尖晶石，同時(shí)原位生成有鎂鋁尖晶石，使得中間包包蓋澆注料的整體熱膨脹系數(shù)較大，與整體焊接鋼結(jié)構(gòu)的熱膨脹系數(shù)差異小，鋼結(jié)構(gòu)不易變形和燒損失效。同時(shí)，因用后鋁鎂碳磚再生料中部分石墨燒失形成的開(kāi)口微孔結(jié)構(gòu)與微孔剛玉的閉口微孔結(jié)構(gòu)搭配，形成雙峰型開(kāi)閉口錯(cuò)落式氣孔分布，再加上兩種原料在使用過(guò)程中的較大體積變化差異，在骨料與基質(zhì)之間以及基質(zhì)中形成大量的縱橫交錯(cuò)的微裂紋，能夠容納溫度劇變帶來(lái)的熱應(yīng)力，提高了耐火材料的熱震穩(wěn)定性，解決了高熱膨脹系數(shù)材料的熱震穩(wěn)定性差的難題，且這種結(jié)構(gòu)材料還具有較低的綜合導(dǎo)熱系數(shù)，能有效降低熱量散失，保證了材料良好的保溫性能。
[0024]本發(fā)明所制得的中間包包蓋澆注料應(yīng)用于大型連鑄中間包，能使中間包包蓋外殼溫度平均降低6.5%以上，平均使用壽命達(dá)到10次以上。
[0025]因此，本發(fā)明所制備的中間包包蓋澆注料能避免鋼結(jié)構(gòu)的變形和燒損失效，具有抗熱震性能優(yōu)良、保溫性能好和使用壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述，并非對(duì)其保護(hù)范圍的限制:
[0027]為避免重復(fù)，先將本【具體實(shí)施方式】所涉及的原料和工藝參數(shù)統(tǒng)一描述如下，實(shí)施例中不再重復(fù):
[0028]所述的用后高殘?zhí)间X鎂碳磚再生顆粒的殘?zhí)己繛镮~3wt%，粒徑為12~
0.088mm。
[0029]所述微孔剛玉顆粒的顯氣孔率為≤10%,閉口氣孔率> 10%，平均孔徑為 I μ m ;微孔剛玉顆粒的粒徑為12~0.088mm。
[0030]所述微孔剛玉顆粒的顯氣孔率為≤10%,閉口氣孔率> 10%，平均孔徑為≤I μ m ;微孔剛玉細(xì)粉粒徑〈0.088mm。
[0031]所述用后低殘?zhí)间X鎂碳磚再生細(xì)粉殘?zhí)己俊?被％，粒徑〈0.088mm。
[0032]所述純鋁酸鈣水泥的Al2O3含量為70~80wt%，Ca0含量為20~30wt%;純鋁酸鈣水泥的粒徑〈0.088mm。
[0033]所述a -Al2O3 微粉的 Al2O3 含量 >99wt%，粒徑〈0.01mm。
[0034]所述氧化鎂微粉的MgO含量>80wt %，粒徑D5tl為4~6 μ m。
[0035]所述鎂鋁尖晶石微粉的Al2O3含量為70~80wt%，粒徑D5tl為4~10 μ m。
[0036]實(shí)施例1
[0037]一種中間包包蓋澆注料及其制備方法。本實(shí)施例所采用的技術(shù)方案是:
[0038]一、所述中間包包蓋澆注料的原料及其含量是:
[0039]
【權(quán)利要求】
1.一種中間包包蓋澆注料的制備方法，其特征在于所述中間包包蓋澆注料的原料及其含量是:用后高殘?zhí)颊墟V碳磚再生顆粒30~50wt%,微孔剛玉顆粒20~40wt%，微孔剛玉細(xì)粉10~15wt%,
用后低殘?zhí)颊墟V碳磚再生細(xì)粉5~15wt%, 純招酸鈣水泥l(xiāng)~8wt%,
α-AhOi 微粉I ~4wt%, 氧化鎂微粉0.5~2wt%, 鎂鋁尖晶石微粉I~4wt%,減水劑0.03~0.06wt%; 所述特殊鋼冶煉用鋼包透氣磚的制備方法是: 按所述中間包包蓋 澆注料的原料的含量和減水劑的含量，先將減水劑、微孔剛玉細(xì)粉、氧化鎂微粉、純鋁酸鈣水泥、a -Al2O3微粉、用后低殘?zhí)间X鎂碳磚再生細(xì)粉和鎂鋁尖晶石微粉混合均勻，再加入用后高殘?zhí)间X鎂碳磚再生顆粒和微孔剛玉顆粒，混合均勻，然后加入所述原料3.5~6.5wt%的水，攪拌I~3分鐘，澆注振動(dòng)成型，坯體在室溫條件養(yǎng)護(hù)12~24小時(shí)，然后在110~200°C條件下保溫12~36小時(shí)，即得中間包包蓋澆注料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中間包包蓋澆注料的制備方法，其特征在于所述的用后高殘?zhí)间X鎂碳磚再生顆粒的殘?zhí)己繛镮~3wt%，粒徑為12~0.088mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中間包包蓋澆注料的制備方法，其特征在于所述微孔剛玉顆粒的顯氣孔率為≤10%，閉口氣孔率> 10%，平均孔徑為≤ΙμL? ;微孔剛玉顆粒的粒徑為12 ~0.088mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中間包包蓋澆注料的制備方法，其特征在于所述微孔剛玉顆粒的顯氣孔率為≤10%，閉口氣孔率> 10%，平均孔徑為≤I μπι;微孔剛玉細(xì)粉粒徑〈0.088mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中間包包蓋澆注料的制備方法，其特征在于所述用后低殘?zhí)间X鎂碳磚再生細(xì)粉殘?zhí)己?lt;lwt%，粒徑〈0.088mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中間包包蓋澆注料的制備方法，其特征在于所述純鋁酸鈣水泥的Al2O3含量為70~80wt%，CaO含量為20~30wt% ;純鋁酸鈣水泥的粒徑〈0.088mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中間包包蓋澆注料的制備方法，其特征在于所述α-Α1203微粉的 Al2O3 含量 >99wt %，粒徑〈0.01mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中間包包蓋澆注料的制備方法，其特征在于所述氧化鎂微粉的MgO含量>80wt %，粒徑D5tl為4~6 μ m。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中間包包蓋澆注料的制備方法，其特征在于所述鎂鋁尖晶石微粉的Al2O3含量為70~80wt%,粒徑D50為4~10 μ m。
10.一種中間包包蓋澆注料，其特征在于所述中間包包蓋澆注料是根據(jù)權(quán)利要求1~9項(xiàng)中任一項(xiàng) 所述的中間包包蓋澆注料的制備方法所制備的中間包包蓋澆注料。
【文檔編號(hào)】C04B35/66GK104003741SQ201410242492
【公開(kāi)日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2014年6月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月3日
【發(fā)明者】顧華志, 黃奧, 付綠平 申請(qǐng)人:武漢科技大學(xué)