本發(fā)明屬于中間包耐火材料，特別涉及一種中間包渣線干式料。

背景技術(shù)：

1、在現(xiàn)代鋼鐵生產(chǎn)流程中，中間包作為連鑄過程的關(guān)鍵部件，其耐火材料的性能直接影響到鋼液的純凈度、生產(chǎn)效率和成本控制。中間包鎂質(zhì)干式料作為一種常用的耐火材料，對(duì)于保持良好的鋼水流動(dòng)特性、減少夾雜物、提高鑄坯質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用。然而，傳統(tǒng)的中間包鎂質(zhì)干式料在結(jié)合劑的選擇上，普遍采用了酚醛樹脂作為主要粘結(jié)成分。盡管酚醛樹脂因其良好的粘結(jié)性能和易于施工的特性被廣泛使用，但其在實(shí)際應(yīng)用中暴露出的若干問題日益受到業(yè)界的關(guān)注。

2、酚醛樹脂在加熱固化過程中會(huì)釋放出大量的揮發(fā)性有機(jī)化合物(vocs)，這些化學(xué)物質(zhì)不僅具有強(qiáng)烈的刺激性氣味，對(duì)人體健康構(gòu)成潛在威脅，而且長(zhǎng)期處于這種工作環(huán)境下，員工易出現(xiàn)呼吸道疾病和其他職業(yè)健康問題，嚴(yán)重時(shí)甚至違反了日益嚴(yán)格的環(huán)保法規(guī)。因此，尋找一種低voc或無voc的環(huán)保型結(jié)合劑成為當(dāng)務(wù)之急。此外，酚醛樹脂結(jié)合的鎂質(zhì)干式料在中溫和高溫條件下的強(qiáng)度性能表現(xiàn)不盡人意，在中溫烤包過程中以及在使用過程受到鋼水長(zhǎng)時(shí)間的沖刷，以及頻繁的溫度變化引起的熱沖擊，由于干式料強(qiáng)度不高的緣故會(huì)導(dǎo)致干式料的剝落，甚至發(fā)生中間包塌包事故，這直接限制了中間包的使用壽命，降低了連鑄生產(chǎn)線的作業(yè)效率，并帶來一定的安全風(fēng)險(xiǎn)。

3、雖然市場(chǎng)上已有幾種環(huán)保型結(jié)合劑出現(xiàn)，如水玻璃、磷酸鹽類結(jié)合劑等，但它們?cè)诰C合性能上，尤其是在強(qiáng)度、耐侵蝕性、施工便利性等方面的平衡，仍然難以完全滿足現(xiàn)代化連鑄工藝的高標(biāo)準(zhǔn)要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有現(xiàn)有中間包鎂質(zhì)干式料中酚醛樹脂結(jié)合劑的環(huán)保問題和中間包鎂質(zhì)干式料在使用過程中因強(qiáng)度不足而導(dǎo)致的干式料被嚴(yán)重侵蝕與剝落問題，本發(fā)明提供一種中間包渣線干式料，克服傳統(tǒng)酚醛樹脂結(jié)合劑的缺陷，能夠顯著提升中間包干式料的強(qiáng)度，同時(shí)保障生產(chǎn)環(huán)境的綠色環(huán)保。

2、本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的方案是：一種中間包渣線干式料，所述中間包渣線干式料中各原料組份質(zhì)量百分比為：3-1mm的電熔鎂砂為26～30％，1-0mm的電熔鎂砂為22～28％、200目的電熔鎂砂為20～27％、磷酸三鈉六水合物為1.5～2％、九水偏硅酸鈉為2～2.5％、己二酸為1～1.5％、碳酸鈣為4～5％、蛭石為0.3～0.5％、余量為5-3mm的電熔鎂砂。

3、進(jìn)一步地，所述中間包渣線干式料中3-1mm的電熔鎂砂為28％、1-0mm的電熔鎂砂為25％、200目的電熔鎂砂為24％、磷酸三鈉六水合物為1.8％、九水偏硅酸鈉為2.2％、己二酸為1.2％、碳酸鈣為4.4％、蛭石為0.4％、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，所述磷酸三鈉六水合物、九水偏硅酸鈉、己二酸均為工業(yè)級(jí)。

6、進(jìn)一步地，所述碳酸鈣粒度為2000目，caco3含量≥98％。

7、進(jìn)一步地，所述蛭石的粒度為325目，蛭石中mgo含量≥21％、al2o3含量≥14％、fe2o3含量≤7％。

8、進(jìn)一步地，所述中間包渣線干式料中磷酸三鈉六水合物、九水偏硅酸鈉和己二酸的質(zhì)量百分比之和為4.8～5.8％。

9、進(jìn)一步地，所述中間包渣線干式料做包時(shí)烤包時(shí)間≥1.5h，工作層胎膜內(nèi)壁溫度≥280℃。

10、本發(fā)明采用磷酸三鈉六水合物，磷酸三鈉六水合物作為一種堿性結(jié)合劑，與水蒸氣結(jié)合能在較低溫度下形成穩(wěn)定的絡(luò)合物，提供良好的初期粘結(jié)力，有助于干式料的成型和固化，在高溫下，磷酸鹽能夠與鎂質(zhì)材料反應(yīng)形成玻璃相，增強(qiáng)耐火材料的高溫結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和耐侵蝕性，在加熱過程中，磷酸三鈉分解產(chǎn)生的磷酸根離子與鎂離子反應(yīng)生成難熔的磷酸鎂鹽，這種反應(yīng)不僅增強(qiáng)了干式料的高溫穩(wěn)定性，還有效填補(bǔ)了干式料內(nèi)部的孔隙，提高了致密性。

11、本發(fā)明采用九水偏硅酸鈉，九水偏硅酸鈉具有較高的堿性和良好的水溶性，有助于干式料的均勻混合和固化過程中的水分蒸發(fā)，九水偏硅酸鈉在加熱時(shí)會(huì)逐步失去結(jié)晶水并轉(zhuǎn)化為二氧化硅網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不僅能夠增加材料的耐火度，還能形成微細(xì)的封閉氣孔，提高材料的絕熱性能和抵抗熱應(yīng)力的能力，同時(shí)，高溫下九水偏硅酸鈉分解形成的硅氧網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，可以顯著提高材料的高溫強(qiáng)度和抗熱震性能。

12、本發(fā)明采用己二酸，作為有機(jī)酸的己二酸在高溫加熱過程中與干式料中的堿性成分發(fā)生縮聚反應(yīng)，形成交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)有助于分散應(yīng)力，防止裂紋的產(chǎn)生，從而提高了干式料的整體強(qiáng)度和抗裂性。

13、本發(fā)明采用碳酸鈣，在高溫下，碳酸鈣分解成氧化鈣和二氧化碳，氧化鈣進(jìn)一步與其它成分反應(yīng)，有助于形成更加致密的結(jié)構(gòu)，能夠調(diào)節(jié)干式料的密度和孔隙率，提高干式料的體積穩(wěn)定性，同時(shí)降低生產(chǎn)成本，而釋放的二氧化碳可在一定程度上起到發(fā)泡劑的作用，有助于形成微孔結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)絕熱效果。

14、本發(fā)明采用蛭石，蛭石的層狀結(jié)構(gòu)，在受熱時(shí)會(huì)發(fā)生水合層間的膨脹，形成許多微小的空氣間隙，這些間隙作為絕熱層，有效減緩熱量傳遞，使其具有優(yōu)異的膨脹性和隔熱性能，同時(shí)還可以增加了材料的彈性，能夠顯著提高干式料的抗熱震性，減輕因溫度急劇變化引起的材料損壞。

15、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

16、1、本發(fā)明采用新型復(fù)合結(jié)合劑體系，與傳統(tǒng)的酚醛樹脂結(jié)合劑相比，大大減少了有害氣體的排放，降低了作業(yè)場(chǎng)所的異味，顯著改善了員工的工作環(huán)境，減少了職業(yè)健康風(fēng)險(xiǎn)，符合現(xiàn)代工業(yè)對(duì)綠色生產(chǎn)和可持續(xù)發(fā)展的要求；

17、2、本發(fā)明選用的磷酸三鈉六水合物和九水偏硅酸鈉在高溫下能與電熔鎂砂反應(yīng)形成穩(wěn)定且強(qiáng)度高的硅酸鹽和磷酸鹽玻璃相，有效提升了干式料的中溫和高溫強(qiáng)度，增加干式料的使用壽命，增強(qiáng)了中間包渣線干式料的中溫、高溫強(qiáng)度；

18、3、本發(fā)明引入己二酸和蛭石，通過形成交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和膨脹層狀結(jié)構(gòu)，顯著增強(qiáng)了中間包渣線干式料的韌性和抗熱震性能，減少了因溫度驟變導(dǎo)致的材料開裂和剝落，提高了連鑄過程的穩(wěn)定性和安全性；

19、4、本發(fā)明選用碳酸鈣，碳酸鈣分解產(chǎn)生的二氧化碳和蛭石的層間膨脹共同作用，形成了良好的微孔絕熱結(jié)構(gòu)，有效隔絕了外部高溫，降低了鋼水溫度波動(dòng)，同時(shí)改善了干式料的體積穩(wěn)定性。

20、綜上，本發(fā)明通過采用新型復(fù)合結(jié)合劑體系，不僅解決了傳統(tǒng)酚醛樹脂結(jié)合劑的環(huán)保問題，還通過各成分間的協(xié)同效應(yīng)，顯著提高了鎂質(zhì)干式料的中溫、高溫強(qiáng)度、耐侵蝕性、抗熱震性和絕熱性能，實(shí)現(xiàn)了材料性能的全面優(yōu)化，為連鑄中間包耐火材料領(lǐng)域帶來革新。

技術(shù)特征：

1.一種中間包渣線干式料，其特征在于：所述中間包渣線干式料中各原料組份質(zhì)量百分比為：3-1mm的電熔鎂砂為26～30％，1-0mm的電熔鎂砂為22～28％、200目的電熔鎂砂為20～27％、磷酸三鈉六水合物為1.5～2％、九水偏硅酸鈉為2～2.5％、己二酸為1～1.5％、碳酸鈣為4～5％、蛭石為0.3～0.5％、余量為5-3mm的電熔鎂砂。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中間包渣線干式料，其特征在于：所述中間包渣線干式料中3-1mm的電熔鎂砂為28％、1-0mm的電熔鎂砂為25％、200目的電熔鎂砂為24％、磷酸三鈉六水合物為1.8％、九水偏硅酸鈉為2.2％、己二酸為1.2％、碳酸鈣為4.4％、蛭石為0.4％、余量為5-3mm的電熔鎂砂。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中間包渣線干式料，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所述的一種中間包渣線干式料，其特征在于：所述磷酸三鈉六水合物、九水偏硅酸鈉、己二酸均為工業(yè)級(jí)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中間包渣線干式料，其特征在于：所述碳酸鈣粒度為2000目，caco3含量≥98％。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中間包渣線干式料，其特征在于：所述蛭石的粒度為325目，蛭石中mgo含量≥21％、al2o3含量≥14％、fe2o3含量≤7％。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中間包渣線干式料，其特征在于：所述中間包渣線干式料中磷酸三鈉六水合物、九水偏硅酸鈉和己二酸的質(zhì)量百分比之和為4.8～5.8％。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中間包渣線干式料，其特征在于：所述中間包渣線干式料做包時(shí)烤包時(shí)間≥1.5h，工作層胎膜內(nèi)壁溫度≥280℃。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種中間包渣線干式料，涉及中間包耐火材料技術(shù)領(lǐng)域，所述中間包渣線干式料中各原料組份質(zhì)量百分比為：3?1mm的電熔鎂砂為26～30％，1?0mm的電熔鎂砂為22～28％、200目的電熔鎂砂為20～27％、磷酸三鈉六水合物為1.5～2％、九水偏硅酸鈉為2～2.5％、己二酸為1～1.5％、碳酸鈣為4～5％、蛭石為0.3～0.5％、余量為5?3mm的電熔鎂砂，本發(fā)明通過采用新型復(fù)合結(jié)合劑體系，不僅解決了傳統(tǒng)酚醛樹脂結(jié)合劑的環(huán)保問題，還通過各成分間的協(xié)同效應(yīng)，顯著提高了鎂質(zhì)干式料的中溫、高溫強(qiáng)度、耐侵蝕性、抗熱震性和絕熱性能，實(shí)現(xiàn)了材料性能的全面優(yōu)化。

技術(shù)研發(fā)人員：孫振猛,李勝春,李洪波,李維鋒,李勇偉,馬四凱,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