本發(fā)明屬于中間包耐火材料，特別涉及一種抗沖刷中間包干式料。

背景技術(shù)：

1、在現(xiàn)代鋼鐵工業(yè)中，中間包作為連鑄過程中連接鋼包與結(jié)晶器的重要環(huán)節(jié)，其工作襯材料的選擇直接影響到鋼水的純凈度、連鑄效率以及生產(chǎn)成本。中間包干式料作為一種高效、環(huán)保的工作襯材料，因其施工便捷、快速固化以及良好的抗侵蝕性能而備受青睞。尤其以電熔鎂砂為主要原料、酚醛樹脂為結(jié)合劑的干式料體系，憑借其優(yōu)異的耐火性能和適宜的化學(xué)穩(wěn)定性，在行業(yè)內(nèi)得到廣泛應(yīng)用。

2、然而，盡管電熔鎂砂-酚醛樹脂型中間包干式料在一定程度上滿足了高溫作業(yè)環(huán)境下的基本需求，但在實(shí)際使用過程中仍存在若干亟待解決的技術(shù)問題。具體表現(xiàn)在：一、強(qiáng)度短板：在特定溫度區(qū)間，尤其是在約1100℃及1530℃附近，此類干式料表現(xiàn)出明顯的強(qiáng)度降低現(xiàn)象。此階段的強(qiáng)度不足導(dǎo)致材料在遭遇鋼水及熔渣的劇烈沖刷時(shí)，抵抗機(jī)械應(yīng)力的能力減弱，容易產(chǎn)生裂紋、變形乃至局部剝落，嚴(yán)重影響中間包的使用壽命及連鑄過程的穩(wěn)定性；二、熱能損失與侵蝕加劇：由于現(xiàn)有干式料的保溫性能有限，熱量在傳輸過程中產(chǎn)生不必要的損耗，不僅增加了能源消耗，還可能導(dǎo)致鋼水溫度不均勻，影響連鑄質(zhì)量。同時(shí)，高溫下鋼水與熔渣對(duì)干式料的侵蝕作用更為顯著，尤其是在強(qiáng)度較低的溫度區(qū)間，材料的抗侵蝕屏障薄弱，進(jìn)一步加速了工作襯的損毀進(jìn)程。

3、鑒于上述技術(shù)難題，盡管已有一些針對(duì)性的改良措施，如調(diào)整原料配比、優(yōu)化結(jié)合劑類型與用量、添加特定添加劑等，但現(xiàn)有的方案往往無法兼顧中、高溫強(qiáng)度提升與保溫性能優(yōu)化這兩個(gè)核心需求，且在改善一個(gè)方面性能的同時(shí)可能對(duì)其他性能產(chǎn)生不利影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有電熔鎂砂-酚醛樹脂型干式料在使用過程中因強(qiáng)度不足而導(dǎo)致的嚴(yán)重侵蝕與剝落問題及保溫性能差的問題，本發(fā)明提供一種抗沖刷中間包干式料，通過添加累托石粉、sio2氣凝膠粉來提升干式料的中、高溫強(qiáng)度和保溫性能。

2、本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的方案是：一種抗沖刷中間包干式料，所述中間包干式料中各原料組份質(zhì)量百分比為：3-1mm的電熔鎂砂為28～32％，1-0mm的電熔鎂砂為22～30％、200目的電熔鎂砂為20～28％、酚醛樹脂為3～4.5％、累托石粉為1～1.4％、sio2氣凝膠粉為0.2～0.3％、余量為5-3mm的電熔鎂砂。

3、進(jìn)一步地，所述中間包干式料中3-1mm的電熔鎂砂為30％、1-0mm的電熔鎂砂為25％、200目的電熔鎂砂為24％、酚醛樹脂為3.5％、累托石粉為1.2％、sio2氣凝膠粉為0.3％、余量為5-3mm的電熔鎂砂。

4、進(jìn)一步地，所述電熔鎂砂中mgo含量≥91％。

5、進(jìn)一步地，所述累托石粉粒度為325目，純度為98％。

6、進(jìn)一步地，所述sio2氣凝膠粉比表面積為700～750m2/g，堆積密度為40～45kg/m3，孔隙率為93.5％，導(dǎo)熱系數(shù)為0.012～0.014w/(m·k)，平均粒徑為25μm，表面疏水。

7、進(jìn)一步地，所述中間包干式料在進(jìn)行振動(dòng)成型時(shí)，工作層胎膜振動(dòng)時(shí)間為120～150s。

8、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

9、1、本發(fā)明選用累托石粉能夠增強(qiáng)中間包干式料的中、高溫強(qiáng)度和抗沖刷性能，累托石粉作為創(chuàng)新添加劑，利用其獨(dú)特的層狀硅酸鹽礦物結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)具有天然的層間水分子和可交換陽離子，能夠在高溫下保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，同時(shí)提供良好的離子交換和膨脹性能；本發(fā)明的干式料中加入累托石粉后，其層狀結(jié)構(gòu)在高溫下能夠與電熔鎂砂顆粒及其他組分形成物理和化學(xué)相互作用，具體體現(xiàn)在：首先，累托石粉的片狀顆?？梢栽诟墒搅蟽?nèi)部形成交叉網(wǎng)絡(luò)，增強(qiáng)顆粒間的機(jī)械咬合作用，提高材料的抗剪切和抗沖擊能力；其次，累托石粉的表面活性基團(tuán)與酚醛樹脂或其他礦物組分發(fā)生化學(xué)鍵合，增強(qiáng)界面結(jié)合力，提高材料的整體性；最后，累托石粉在受熱過程中產(chǎn)生的微膨脹有助于填充微觀裂紋和空隙，延緩高溫下裂紋的擴(kuò)展，提升干式料的抗裂性和韌性。通過上述作用，累托石粉顯著提高了干式料在中、高溫階段的抗壓強(qiáng)度和抗侵蝕性能，能夠有效防止鋼水與熔渣的沖刷導(dǎo)致的干式料剝落現(xiàn)象。

10、2、本發(fā)明選用sio2氣凝膠粉來提升干式料的保溫性能，sio2氣凝膠粉具有極低的體積密度和納米級(jí)孔隙結(jié)構(gòu)，賦予其超低的導(dǎo)熱系數(shù)，是理想的高溫保溫材料。本發(fā)明中添加sio2氣凝膠粉后，對(duì)干式料保溫性能改性、提升的機(jī)理具體體現(xiàn)在：首先，氣凝膠粉的納米孔隙結(jié)構(gòu)極大地增加了傳熱路徑的曲折度，顯著增大了熱流通過材料時(shí)的熱阻，有效降低熱量的傳導(dǎo)速率；其次，氣凝膠粉內(nèi)部的納米孔洞和顆粒對(duì)熱輻射有較強(qiáng)的散射和反射作用，減少了熱輻射直接穿透材料的可能性，可以進(jìn)一步降低熱能損失；最后，氣凝膠粉的孔隙可以吸附并儲(chǔ)存氣體，形成高效的熱絕緣層，阻止對(duì)流傳熱，能夠有效提升保溫效果。本發(fā)明中sio2氣凝膠粉的引入顯著提高了干式料的保溫性能，有效抑制鋼水溫度下降，確保連鑄過程的溫度穩(wěn)定性，同時(shí)也減少了因溫度波動(dòng)引起的熱應(yīng)力，間接增強(qiáng)了干式料的整體強(qiáng)度。

11、本發(fā)明巧妙利用了累托石粉的特殊層狀結(jié)構(gòu)和sio2氣凝膠粉的超低導(dǎo)熱特性，通過科學(xué)的配方設(shè)計(jì)與工藝優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了對(duì)現(xiàn)有電熔鎂砂-酚醛樹脂型中間包干式料的性能升級(jí)，兩者的協(xié)同作用使得本發(fā)明的中間包干式料在保持原有良好耐火性能的基礎(chǔ)上，成功解決了強(qiáng)度不足與保溫性能不佳的問題，顯著提高了連鑄工藝的效率與經(jīng)濟(jì)性。

技術(shù)特征：

1.一種抗沖刷中間包干式料，其特征在于：所述中間包干式料中各原料組份質(zhì)量百分比為：3-1mm的電熔鎂砂為28～32％，1-0mm的電熔鎂砂為22～30％、200目的電熔鎂砂為20～28％、酚醛樹脂為3～4.5％、累托石粉為1～1.4％、sio2氣凝膠粉為0.2～0.3％、余量為5-3mm的電熔鎂砂。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗沖刷中間包干式料，其特征在于：所述中間包干式料中3-1mm的電熔鎂砂為30％、1-0mm的電熔鎂砂為25％、200目的電熔鎂砂為24％、酚醛樹脂為3.5％、累托石粉為1.2％、sio2氣凝膠粉為0.3％、余量為5-3mm的電熔鎂砂。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗沖刷中間包干式料，其特征在于：所述電熔鎂砂中mgo含量≥91％。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗沖刷中間包干式料，其特征在于：所述累托石粉粒度為325目，純度為98％。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗沖刷中間包干式料，其特征在于：所述sio2氣凝膠粉比表面積為700～750m2/g，堆積密度為40～45kg/m3，孔隙率為93.5％，導(dǎo)熱系數(shù)為0.012～0.014w/(m·k)，平均粒徑為25μm，表面疏水。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗沖刷中間包干式料，其特征在于：所述中間包干式料在進(jìn)行振動(dòng)成型時(shí)，工作層胎膜振動(dòng)時(shí)間為120～150s。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種抗沖刷中間包干式料，涉及中間包耐火材料技術(shù)領(lǐng)域，所述中間包干式料中各原料組份質(zhì)量百分比為：3?1mm的電熔鎂砂為28～32％，1?0mm的電熔鎂砂為22～30％、200目的電熔鎂砂為20～28％、酚醛樹脂為3～4.5％、累托石粉為1～1.4％、SiO2氣凝膠粉為0.2～0.3％、余量為5?3mm的電熔鎂砂，本發(fā)明巧妙利用了累托石粉的特殊層狀結(jié)構(gòu)和SiO2氣凝膠粉的超低導(dǎo)熱特性，兩者的協(xié)同作用使得本發(fā)明的中間包干式料在保持原有良好耐火性能的基礎(chǔ)上，成功解決了強(qiáng)度不足與保溫性能不佳的問題，顯著提高了連鑄工藝的效率與經(jīng)濟(jì)性。

技術(shù)研發(fā)人員：李洪波,李勝春,李維鋒,魏振國(guó),李勇偉,孫振猛,施曉海
受保護(hù)的技術(shù)使用者：上海利爾耐火材料有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19