本發(fā)明涉及耐火材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種連鑄中間包涂料及其制備方法。
背景技術(shù)：
近年來，隨著我國現(xiàn)代煉鋼連鑄技術(shù)的飛速發(fā)展，連鑄鋼坯的質(zhì)量和冶煉工藝逐漸提高，連鑄水平得到長足的進(jìn)步，中間包工作襯使用耐火磚和絕熱板的比例越來越少，而采用耐火涂料的比例越來越多，現(xiàn)在許多鋼廠已開始采用中間包干式料作為工作襯。同時(shí)，許多鋼廠為了提高中間包的使用壽命，降低成本，減少事故率，要求對(duì)中間包進(jìn)行整體承包。中間包整體承包技術(shù)逐漸發(fā)展成熟，得到鋼鐵企業(yè)的廣泛關(guān)注，已經(jīng)成為煉鋼發(fā)展的方向之一。目前，國內(nèi)已有多家鋼廠采用中間包整體承包。作為連鑄生產(chǎn)線澆鑄配套的耐火材料，連鑄用中間包涂料的使用要求也越來越高。
連鑄中間包涂料要求性能主要包括以下幾個(gè)方面：1)施工性能：涂料應(yīng)具有良好的流動(dòng)性，加水量少，且保證在輸送過程不出現(xiàn)離析或堵塞，或在施工溫度下(70～110℃)容易涂抹；2)附著性能：料漿應(yīng)具有合適的粘度，同永久層粘附性好，不回落坍塌；3)抗爆裂性和耐剝落性：在制定合理的干燥及烘烤制度同時(shí)，在涂料烘烤及使用過程中應(yīng)不爆裂，不剝落，以免影響涂料的耐侵蝕性能；4)抗鋼水及熔渣侵蝕性：涂料使用過程中受鋼水、熔渣的侵蝕和沖刷，應(yīng)具有優(yōu)良的抗鋼水及熔渣侵蝕性；5)解體性能：解體性好，使用后涂料在冷卻過程中線變化大；涂料結(jié)構(gòu)自動(dòng)破壞，殘余涂料容易從永久層上剝離，如果解體性不好，會(huì)降低中間包的周轉(zhuǎn)能力；6)凈化鋼水的能力：中間包涂料對(duì)非金屬夾雜物應(yīng)有吸附作用，減少鋼水中非金屬夾雜物，不同鋼水反應(yīng)，或者不會(huì)引起鋼水二次氧化，對(duì)鋼水起凈化作用，因此，應(yīng)選擇合適的材質(zhì)提高涂料吸附夾雜物的能力；7)耐用性能：涂料的損毀包括鋼水、熔渣的沖刷，渣液的化學(xué)侵蝕，結(jié)構(gòu)應(yīng)力和熱應(yīng)力引起的剝落等，因此，所用原料的品種、品位要合適，材料的粒度級(jí)配要合理，同時(shí)要選擇適當(dāng)?shù)慕Y(jié)合劑和外加劑；8)保溫效果好。
目前，雖然國內(nèi)也有一些公司對(duì)連鑄用中間包鎂質(zhì)涂料進(jìn)行了探索和研究，但是在工業(yè)生產(chǎn)中，仍存在使用壽命低，不抗侵蝕、鋼水凈化效果差的情況。因此，對(duì)連鑄用鎂質(zhì)中間包涂料進(jìn)行研究和生產(chǎn)具有現(xiàn)實(shí)的意義，適應(yīng)公司中間包整體承包趨勢(shì)，有著良好的市場(chǎng)前景。
因此，為滿足鋼廠的使用要求，適應(yīng)我廠中間包整體承包的需要，使我公司耐材品種的多樣化，提高在鋼廠整體承包中的競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力，我們對(duì)如何降低連鑄中間包的成本進(jìn)行了研究。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為滿足客戶需求，延長市場(chǎng)上連鑄用鎂質(zhì)中間包涂料的使用壽命，提高其不抗侵蝕、鋼水凈化效果差等問題，本發(fā)明提供了一種具有良好凈化性能的連鑄中間包涂料，本發(fā)明還提供了上述鎂質(zhì)涂料的制備方法及使用方法。
一種具有良好凈化性能的連鑄中間包涂料，包括以下重量百分比的成分：
電熔鎂砂 85-92%
苛化白泥渣 1-3%
木鈣 0.2-0.6%
三聚磷酸鈉 1.5-2.5%
高鋁水泥 0.5-2%
鎂鋁水滑石 0.1-0.3%
二氧化硅微粉 余量。
所述的電熔鎂砂包括20-50μm粒徑的電熔鎂砂細(xì)粉和0.5-3mm粒徑的電熔鎂砂顆粒。
所述的二氧化硅微粉的粒徑為10-30μm，所述的鎂鋁水滑石的粒徑為200-500nm。
所述的電熔鎂砂細(xì)粉和電熔鎂砂顆粒的重量比為1：（15-20）。
下面分別對(duì)各成分進(jìn)行分析：
1、鎂砂
由于鎂砂原料耐侵蝕性好，高溫使用后冷卻收縮大，有利于涂料解體，并且燒結(jié)鎂砂價(jià)格便宜，有利于降低涂料的成本，基質(zhì)部分引入一定的電熔鎂砂細(xì)粉，可以提高涂料的耐侵蝕性，以適應(yīng)高連澆爐數(shù)情況下的長時(shí)間使用。因此，鎂質(zhì)涂料的顆粒料宜采用普通燒結(jié)鎂砂，基質(zhì)細(xì)粉可采用電熔鎂砂細(xì)粉。
由實(shí)驗(yàn)可知，極少量CaO不會(huì)對(duì)MgO-Si02材料的高溫性能產(chǎn)生副作用；在1580℃，只要CaO/SiO2小于0.2，MgO-CaO-SiO2系就不會(huì)產(chǎn)生液相；而CaO/SiO2=0.16～0.17時(shí)，只有溫度上升到約1680℃時(shí)，才能出現(xiàn)液相。
所以，我們?cè)谶x用鎂砂做主原料時(shí)，不管是電熔鎂砂還是燒結(jié)鎂砂，都要求原料中Ca0/Si02比很小，即選用低Ca高Si鎂砂。在選用其他添加劑時(shí)，應(yīng)控制系統(tǒng)中的SiO2和CaO含量，盡量不帶進(jìn)CaO含量，以保證中間包鎂質(zhì)涂料體系中的CaO/Si02小于O.2。
2、二氧化硅微粉
在鎂質(zhì)涂料中添加二氧化硅微粉，能增加涂料的流動(dòng)性，減少用水量，因?yàn)槎趸栉⒎勰芴畛渫苛系目障?，能提高組織結(jié)構(gòu)的致密性，而且二氧化硅微粉還具有防止鎂砂水化，具有凝聚作用，可以提高涂料強(qiáng)度的作用。
3、結(jié)合劑
結(jié)合劑能使涂料具有較低的熱導(dǎo)率，較高的強(qiáng)度，采用少量的結(jié)合劑能保證涂料從開始使用到結(jié)束為止的整個(gè)溫度范圍內(nèi)都具有較高的強(qiáng)度而不產(chǎn)生低熔相。本發(fā)明中采用苛化白泥渣和磷酸鹽相結(jié)合作結(jié)合劑。
4、高鋁水泥
高鋁水泥是粘結(jié)劑，在低溫時(shí)有足夠的強(qiáng)度，能夠使產(chǎn)品在烘烤時(shí)不脫落。
5、木鈣（木質(zhì)素磺酸鈣）
木質(zhì)素磺酸鈣是減水劑。它的加入是為了組合物在攪拌成涂料時(shí)減少用水量，保證涂層結(jié)構(gòu)均勻、致密。
常規(guī)的配方中除了上述原料以外還包括有防爆纖維，主要起到防爆作用。
6、苛化白泥渣
苛化白泥渣是一種造紙過程中產(chǎn)生的廢料，其成本低廉，苛化白泥渣的主要成分為碳酸鈣，同時(shí)還含有氫氧化鈣、鈉鹽等多種成分，是一種堿性材料。本發(fā)明中的作用包括：一是可以與高鋁水泥反應(yīng)，提高和耐火磚的粘結(jié)強(qiáng)度；二是可以取代傳統(tǒng)配方中的水玻璃，與磷酸鹽相結(jié)合作結(jié)合劑，使涂料具有較低的熱導(dǎo)率，較高的強(qiáng)度；三是由于苛化白泥渣是造紙的廢料，其中含有一些紙纖維，可以取代防爆纖維，起防爆作用。
但是苛化白泥渣的主要成分的加入量一定要控制在3%以內(nèi)，加入量過多會(huì)影響涂料的耐高溫性能。
7、鎂鋁水滑石
加入微納米級(jí)鎂鋁水滑石，由于其層狀結(jié)構(gòu)，在高溫作用下，會(huì)對(duì)鋼水中磷、硫、氟、氯等有一定的吸附作用，在高溫作用下，鎂鋁形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，對(duì)磷、硫、氟、氯等元素的固定作用更強(qiáng)。
一種具有良好凈化性能的連鑄中間包涂料的制備方法，包括以下步驟：將電熔鎂砂細(xì)粉、鎂鋁水滑石和二氧化硅微粉混合均勻后，加入木鈣、三聚磷酸鈉和高鋁水泥，攪拌均勻；最后加入苛化白泥渣，攪拌均勻后進(jìn)行稱量、包裝。
本發(fā)明提供的具有良好凈化性能的連鑄中間包涂料，通過加入苛化白泥渣，減少了傳統(tǒng)的涂料配方中水玻璃、防爆纖維以及高鋁水泥的加入量，從而降低了成本5-10%，加入微納米級(jí)的鎂鋁水滑石，對(duì)鋼水凈化作用強(qiáng)；同時(shí)通過對(duì)涂料制備過程中加入順序的控制，保證了涂料的使用性能和使用壽命。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1：
本發(fā)明提出一種具有良好凈化性能的連鑄中間包涂料，它包括以下重量百分比的成分：
電熔鎂砂 90%
苛化白泥渣 2%
木鈣 0.5%
三聚磷酸鈉 2%
高鋁水泥 1%
鎂鋁水滑石 0.25%
二氧化硅微粉 余量；
所述的電熔鎂砂包括20-50μm粒徑的電熔鎂砂細(xì)粉和0.5-3mm粒徑的電熔鎂砂顆粒；所述的電熔鎂砂細(xì)粉和電熔鎂砂顆粒的重量比為1：18；
所述的二氧化硅微粉的粒徑為10-30μm，所述的鎂鋁水滑石的粒徑為200-500nm；
一種具有良好凈化性能的連鑄中間包涂料的制備方法，包括以下步驟：將電熔鎂砂細(xì)粉、鎂鋁水滑石和二氧化硅微粉混合均勻后，加入木鈣、三聚磷酸鈉和高鋁水泥，攪拌均勻；最后加入苛化白泥渣，攪拌均勻后進(jìn)行稱量、包裝。
實(shí)施例2：
本發(fā)明提出一種具有良好凈化性能的連鑄中間包涂料，它包括以下重量百分比的成分：
電熔鎂砂 92%
苛化白泥渣 1%
木鈣 0.2%
三聚磷酸鈉 1.5%
高鋁水泥 1%
鎂鋁水滑石 0.3%
二氧化硅微粉 余量；
所述的電熔鎂砂包括20-50μm粒徑的電熔鎂砂細(xì)粉和0.5-3mm粒徑的電熔鎂砂顆粒；所述的電熔鎂砂細(xì)粉和電熔鎂砂顆粒的重量比為1：15；
所述的二氧化硅微粉的粒徑為10-30μm，所述的鎂鋁水滑石的粒徑為200-500nm；
一種具有良好凈化性能的連鑄中間包涂料的制備方法，包括以下步驟：將電熔鎂砂細(xì)粉、鎂鋁水滑石和二氧化硅微粉混合均勻后，加入木鈣、三聚磷酸鈉和高鋁水泥，攪拌均勻；最后加入苛化白泥渣，攪拌均勻后進(jìn)行稱量、包裝。
實(shí)施例3：
本發(fā)明提出一種具有良好凈化性能的連鑄中間包涂料，它包括以下重量百分比的成分：
電熔鎂砂 85%
苛化白泥渣 3%
木鈣 0.2%
三聚磷酸鈉2.5%
高鋁水泥 0.5%
鎂鋁水滑石 0.1%
二氧化硅微粉 余量；
所述的電熔鎂砂包括20-50μm粒徑的電熔鎂砂細(xì)粉和0.5-3mm粒徑的電熔鎂砂顆粒；所述的電熔鎂砂細(xì)粉和電熔鎂砂顆粒的重量比為1：15；
所述的二氧化硅微粉的粒徑為10-30μm，所述的鎂鋁水滑石的粒徑為200-500nm；
一種具有良好凈化性能的連鑄中間包涂料的制備方法，包括以下步驟：將電熔鎂砂細(xì)粉、鎂鋁水滑石和二氧化硅微粉混合均勻后，加入木鈣、三聚磷酸鈉和高鋁水泥，攪拌均勻；最后加入苛化白泥渣，攪拌均勻后進(jìn)行稱量、包裝。
實(shí)施例4：
本發(fā)明提出一種具有良好凈化性能的連鑄中間包涂料，它包括以下重量百分比的成分：
電熔鎂砂 85%
苛化白泥渣 3%
木鈣0.6%
三聚磷酸鈉 2.5%
高鋁水泥 2%
鎂鋁水滑石 0.25%
二氧化硅微粉 余量；
所述的電熔鎂砂包括20-50μm粒徑的電熔鎂砂細(xì)粉和0.5-3mm粒徑的電熔鎂砂顆粒；所述的電熔鎂砂細(xì)粉和電熔鎂砂顆粒的重量比為1：18；
所述的二氧化硅微粉的粒徑為10-30μm，所述的鎂鋁水滑石的粒徑為200-500nm；
一種具有良好凈化性能的連鑄中間包涂料的制備方法，包括以下步驟：將電熔鎂砂細(xì)粉、鎂鋁水滑石和二氧化硅微粉混合均勻后，加入木鈣、三聚磷酸鈉和高鋁水泥，攪拌均勻；最后加入苛化白泥渣，攪拌均勻后進(jìn)行稱量、包裝。
將本發(fā)明實(shí)施例1-4的連鑄中間包涂料與市場(chǎng)上的樣品的耐用性能的進(jìn)行對(duì)比測(cè)試。
表1 本發(fā)明與市場(chǎng)樣品耐用性能對(duì)比，得到如下數(shù)據(jù)：
由表1可以知道，本發(fā)明中的連鑄中間包涂料在降低成本的基礎(chǔ)上，其耐用性能還要略有提高。
將本發(fā)明實(shí)施例1-4的連鑄中間包涂料與市場(chǎng)上的樣品的凈化作用進(jìn)行對(duì)比測(cè)試。
表2：對(duì)使用連鑄中間包涂料生產(chǎn)的鋼材所含微量元素進(jìn)行檢測(cè) ，得到如下數(shù)據(jù)：
此檢測(cè)數(shù)據(jù)只針對(duì)上述檢測(cè)樣品。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。