專利名稱：連鑄中間包絕熱板及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是在冶煉行業(yè)澆鋼連鑄工藝中，中間包內(nèi)襯用耐火材料連鑄中間包絕熱板及其制備方法。
在冶煉行業(yè)澆鋼連鑄工藝中，中間包內(nèi)襯用耐火材料的品種和質(zhì)量是影響連鑄生產(chǎn)和鑄坯質(zhì)量的重要因素。國內(nèi)目前中間包內(nèi)襯主要采用樹脂結(jié)合硅質(zhì)絕熱板，當(dāng)此絕熱板用于合金鋼連鑄中間包的內(nèi)襯時，二氧化硅與鋼液中的錳元素發(fā)生氧化還原反應(yīng)
反應(yīng)生成的Si進(jìn)入鋼液，產(chǎn)生“增硅”作用，由于樹脂在高溫下裂解，使鋼水產(chǎn)生“增氫”現(xiàn)象。降低了鋼坯的潔凈度，影響了鋼坯的質(zhì)量。
為了滿足合金鋼質(zhì)量的需要，我國開發(fā)了鎂質(zhì)絕熱板，并從美國引進(jìn)了一條鎂質(zhì)絕熱板生產(chǎn)線。由于生產(chǎn)此種鎂質(zhì)絕熱板使用的基料是鎂砂，鎂砂在制漿、壓濾、干燥等生產(chǎn)過程中很容易發(fā)生水化反應(yīng)
也就是說在鎂質(zhì)絕熱板中很容易殘留一定數(shù)量的Mg(OH)2，這些Mg(OH)2在澆鑄鋼水的作用下，產(chǎn)生大量的水蒸汽，體積膨脹高達(dá)幾千倍，產(chǎn)生巨大的壓力，使鋼液產(chǎn)生沸騰現(xiàn)象，嚴(yán)重時連鑄鋼坯皮下殘留氣泡而成為廢品。另外純樹脂結(jié)合的鎂質(zhì)絕熱板，中高溫強(qiáng)度低，經(jīng)800～1000℃烘烤，樹脂氧化，失去強(qiáng)度，造成塌落或折斷，樹脂在高溫下裂解，使鋼水產(chǎn)生增氫作用。純樹脂結(jié)合的鎂質(zhì)絕熱板生產(chǎn)成本比較高，價格昂貴。
本發(fā)明的目的是采用天然鎂橄欖石砂作為連鑄中間包絕熱板的主要原料，加入纖維材料，復(fù)合結(jié)合劑，添加劑等，生產(chǎn)出即不對鋼液產(chǎn)生“增硅”“增氫”作用，又不使鋼液沸騰，而且中高溫強(qiáng)度高，成本低，抗浸蝕的連鑄中間包絕熱板。
本發(fā)明所述的連鑄中間包絕熱板，其配料為(重量百分比)鎂橄欖石砂 60～88%鎂砂細(xì)粉或鉻礦細(xì)粉 5～30%纖維材料 2～8%硫酸鎂或三聚磷酸鈉 0.5～7.0%酚醛樹脂 0.5～4.5%硼砂或硼酸 0.1～2.5%其中鎂橄欖石砂中MgO含量大于45%，SiO2含量小于45%粒度小于0.25mm，0.15～0.088mm的中間顆粒大于50%。鎂砂細(xì)粉含MgO大于85%，鉻礦細(xì)粉含Cr2O3大于35%，粒度小于0.088mm。纖維材料包括硅酸鋁耐火纖維，石棉，巖棉，廢紙、化學(xué)纖維等。
將纖維材料放于松解罐中，松解、濃縮，加入耐火基料，結(jié)合劑和添加劑，攪拌，并在同一個松解罐中制漿。然后成型板坯，上下加壓，真空吸濾成型，真空度40000～55000Pa(表壓)，干燥溫度為150～250℃。
用本發(fā)明配料及工藝制備的合金鋼連鑄中間包絕熱板，在連鑄中間包使用過程中，經(jīng)1600℃以下的高溫鋼水的烘烤，不會產(chǎn)生“增硅”，“沸騰”，“增氫”現(xiàn)象。這是因為鎂橄欖石的熔點為1890℃，十分穩(wěn)定，不會產(chǎn)生出游離的SiO2與鋼水中的Mn起反應(yīng)，也不會產(chǎn)生出游離的MgO與H2O產(chǎn)生水化反應(yīng)。既使含有少量的SiO2，也會與加入適量的鎂砂中的MgO反應(yīng)生成鎂橄欖石，仍不會與鋼液中的Mn發(fā)生反應(yīng)。由于鎂橄欖石砂是一種瘠性物料，不會發(fā)生水化反應(yīng)，所以在使用過程中不會使鋼發(fā)生“沸騰”現(xiàn)象。而采用鎂橄欖石原料和使用條件不同，適量配入的鉻礦細(xì)粉，彌補(bǔ)了鎂橄欖石中的氧化鐵和斜頑輝石等低熔物的缺陷，形成高熔點的復(fù)合尖晶石〔(Mg·Fe)(Cr·Al·Fl)2O4〕，提高了制品的高溫性能和強(qiáng)度。鎂橄欖石質(zhì)絕熱板經(jīng)使用未發(fā)現(xiàn)明顯裂紋，澆鑄過程中也未發(fā)生過垮塌，穿包事故。采用以無機(jī)結(jié)合劑為主的復(fù)合結(jié)合劑，既提高了制品的中高溫強(qiáng)度，又消除了絕熱板對鋼的“增氫”作用，對連鑄鋼水污染甚微，與有機(jī)絕熱板比較，可降低鋼中的H2、O2等氣體，提高了連鑄鋼水的純潔度，改善了鑄坯的質(zhì)量。抗堿、抗酸性熔渣侵蝕的能力強(qiáng)。這是因為在澆鑄過程中，板壁上生成1～2mm厚的燒結(jié)層，它可以阻止鋼液-熔渣向絕熱板的深層滲透。其導(dǎo)熱系數(shù)小，絕熱性能好，澆鑄過程中鋼水每分鐘溫降平均0.4℃左右，能使鋼水保持一定過熱度。價格低廉，可降低連鑄成本。
實施例1取MgO含量為46.25%，SiO2含量為42.53%，粒度小于0.25mm，其中0.15～0.088mm占50～55%的鎂橄欖石1600公斤，占配料比的80%;粒度小于0.088mm、MgO含量為89.85%的鎂砂細(xì)粉140公斤，占配料比的7%;硅酸鋁纖維60公斤，占配料比的3%;衛(wèi)生紙40公斤，占配料比的2%;硫酸鎂120公斤，占配料比的6%;酚醛樹脂30公斤，占配料比的1.5%;硼砂10公斤，占配料比的0.5%。在同一松解罐內(nèi)，先將纖維松解，然后與其它物料一起攪拌制漿，上、下真空吸濾加壓成型，真空度為55000Pa(表壓)，干燥溫度180℃，干燥時間20小時，經(jīng)檢測，物理性能見表1。
表1.鎂橄欖石連鑄中間包絕熱板物理性能檢測結(jié)果
實施例2取MgO含量為46.80%，SiO2含量為43.13%，粒度小于0.25mm，其中0.15～0.088mm占50%以上的鎂橄欖石1400公斤，占配料比的70%;粒度小于0.088mm，Cr2O3的含量為38%的鉻砂細(xì)粉310公斤，占配料比的15.5%;硅酸鋁纖維80公斤，占配料比的4%;化學(xué)纖維20公斤，占配料比的1%，三聚磷酸鈉90公斤，占配料比的4.5%;酚醛樹脂70公斤，占配料比的3.5%;硼酸30公斤，占配料比的1.5%。在同一松解罐內(nèi)先將纖維松解、濃縮，然后與其它物料一起攪拌制漿，上下真空吸濾加壓成型，真空度48000Pa(表壓)，干燥溫度200℃，干燥時間18小時。經(jīng)檢測，物理性能見表2。
表2.鎂橄欖石連鑄中間包絕熱板物理性能檢測結(jié)果
實施例3取MgO含量為45.5%，SiO2含量為44.5%，粒度＜0.25mm，其中0.15～0.088mm占55%的鎂橄欖石1200公斤，占配料比的60%;粒度＜0.088mm，MgO含量為90%的鎂砂細(xì)粉200公斤;占配料比的10%;Cr2O3含量為40%的鉻砂細(xì)粉300公斤，占配料比的15%;礦棉纖維、黃紙120公斤，占配料比的6%;硫酸鎂70公斤，占配料比的3.5%;酚醛樹脂70公斤，占配料比的3.5%;硼砂40公斤，占配料比的2.0%;在同一松解罐內(nèi)先將纖維松解，然后與其它物料一起攪拌制漿，真空吸濾加壓成型，真空度40000Pa(表壓)，干燥溫度250℃，干燥時間16小時。經(jīng)檢測，理化性能見表3。
表3.鎂橄欖石連鑄中間包絕熱板理化性能檢測結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種連鑄中間包絕熱板，其特征在于由鎂橄欖石砂，鎂砂或鉻砂細(xì)粉，纖維材料，硫酸鎂或三聚磷酸鈉，酚醛樹脂，硼砂或硼酸組合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連鑄中間包絕熱板，其特征在于(重量百分比)鎂橄欖石砂 60～88%鎂砂細(xì)粉或鉻砂細(xì)粉 5～30%纖維材料 2～8.0%硫酸鎂或三聚磷酸鈉 0.5～7.0%酚醛樹脂 0.5～4.5%硼砂或硼酸 0.1～2.5%
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的連鑄中間包絕熱板，其特征在于鎂橄欖石砂中MgO的含量不低于45%，SiO2的含量不高于45%，粒度不大于0.25mm，其中0.15～0.088mm的顆米不少于50%;
4.一種連鑄中間包絕熱板的制備方法，其特征在于纖維的松解、濃縮及其它粉料的混合攪拌在同一松解罐內(nèi)進(jìn)行，采用板坯上、下真空吸濾加壓成型，其真空度為40000Pa～55000Pa，干燥溫度150～250℃。
全文摘要
本發(fā)明涉及的是一種冶煉澆鋼連鑄工藝中間包內(nèi)襯用耐火材料，其特征在于它的主要成分為鎂橄欖石砂、鎂砂或鉻砂、纖維材料、添加劑、復(fù)合結(jié)合劑。經(jīng)松解、濃縮、攪∴、混合后，在40000～55000Pa的真空下吸濾加壓成型，再經(jīng)150～250℃溫度干燥而成。本發(fā)明制造的連鑄中間包內(nèi)襯絕熱板，在中間包的使用溫度以下，不會產(chǎn)生“增氫”、“增硅”、“沸騰”現(xiàn)象，中高溫強(qiáng)度高，生產(chǎn)成本比較低，價格便宜。
文檔編號C04B35/20GK1054245SQ91102229
公開日1991年9月4日 申請日期1991年4月12日 優(yōu)先權(quán)日1991年4月12日
發(fā)明者趙繼增, 賈劍光 申請人:冶金工業(yè)部洛陽耐火材料研究院, 洛陽市瀍河新型耐火材料廠