專利名稱：一種硅溶膠結(jié)合鎂質(zhì)中間包預(yù)制件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鎂質(zhì)中間包預(yù)制件及其制造方法，尤其是一種硅溶膠結(jié)合鎂質(zhì)中間包預(yù)制件(包括沖擊板、穩(wěn)流器、擋渣墻、擋渣堰/壩)及其制造方法，屬于鋼鐵冶金行業(yè)連鑄中間包工藝技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著鋼鐵冶煉技術(shù)的飛速發(fā)展和對(duì)鑄坯質(zhì)量要求的不斷提高，連鑄中間包不再單純具有儲(chǔ)存、分流之功能，更是一個(gè)二次精煉容器。為改善鋼水流場(chǎng)，減少死區(qū)，延長鋼水在中間包內(nèi)的停留時(shí)間，以達(dá)到均勻鋼水溫度、促進(jìn)非金屬夾雜物上浮，提高鋼水質(zhì)量之目的，國內(nèi)外鋼廠紛紛在中間包內(nèi)設(shè)置一套預(yù)制件作為控流裝置，這些預(yù)制件包括穩(wěn)流器、沖擊板、擋渣墻和擋渣堰/壩。中間包預(yù)制件最早采用低水泥結(jié)合高鋁質(zhì)澆注料制作，但隨著冶煉技術(shù)的不斷進(jìn)步和對(duì)潔靜鋼要求的不斷提高，這種高鋁質(zhì)澆注料逐漸被耐火度更高、抗侵蝕能力能更強(qiáng)、且不污染鋼水的鎂質(zhì)澆注料取代。近年來，為優(yōu)化性能和提高使用壽命，以實(shí)現(xiàn)較高爐次的連澆，國內(nèi)外對(duì)鎂質(zhì)中間包預(yù)制件進(jìn)行了大量研究，尤其是對(duì)其結(jié)合方式做了種種嘗試。雖取得了一些有益效果，但不盡如人意。六偏磷酸鈉結(jié)合鎂質(zhì)預(yù)制件烘干強(qiáng)度較低，搬運(yùn)困難，并且高溫下會(huì)形成低熔物，不耐鋼水沖刷；鋁酸鈣水泥結(jié)合鎂質(zhì)預(yù)制件雖然有較高的烘干強(qiáng)度，但高溫下依然會(huì)形成低熔物；水合性氧化鋁結(jié)合鎂質(zhì)預(yù)制件雖然烘干強(qiáng)度較高，高溫下也不會(huì)形成低熔物，但是中、高溫下體積膨脹過大、難以燒結(jié)；硅微粉結(jié)合鎂質(zhì)預(yù)制件雖然烘干強(qiáng)度較高，高溫下不會(huì)形成低熔物，體積穩(wěn)定性也較好，但由于結(jié)構(gòu)不夠均一，中溫強(qiáng)度也偏低，依然難以滿足較高爐次連澆的需求。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)上述不足而提供一種硅溶膠結(jié)合鎂質(zhì)中間包預(yù)制件及其制造方法。為實(shí)現(xiàn)上述之目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為—種硅溶膠結(jié)合鎂質(zhì)中間包預(yù)制件，其組分和含量為組分粒度含量(重量比)鎂砂顆粒6-0mm50-80%鎂砂細(xì)粉 200目20-40%不銹鋼纖維0-3%防爆劑0-0.5%固化劑0-0.5%硅溶膠5-9%本發(fā)明一種硅溶膠結(jié)合鎂質(zhì)中間包預(yù)制件中，所述的鎂砂為電熔鎂砂(含MgO >92% )和燒結(jié)鎂砂(含MgO > 90% )的一種或兩者組合。本發(fā)明一種硅溶膠結(jié)合鎂質(zhì)中間包預(yù)制件中，所述的不銹鋼纖維為310#、304#、446#和430#的一種或其任意組合。規(guī)格皆為厚0. 2mm、寬1mm、長20mm。本發(fā)明一種硅溶膠結(jié)合鎂質(zhì)中間包預(yù)制件中，所述的防爆劑為聚丙烯纖維和金屬鋁粉的一種或兩者組合。聚丙烯纖維規(guī)格為長3-5111111、直徑30-5011111、熔點(diǎn)160°C;金屬鋁粉規(guī)格為A1 > 99 %，細(xì)度200目。本發(fā)明一種硅溶膠結(jié)合鎂質(zhì)中間包預(yù)制件中，所述的固化劑為酒石酸和無水硫酸鎂的一種或兩者組合。規(guī)格為含量皆大于99%,細(xì)度皆為200目。本發(fā)明一種硅溶膠結(jié)合鎂質(zhì)中間包預(yù)制件中，所述的硅溶膠為外加，占澆注料重量的 5-10%，規(guī)格為pH 值 8-11，密度 I. 15-1. 38g/cm3，SiO2 含量 10-40%, SiO2 粒徑5_40nmo 此外，本發(fā)明還提供了一種硅溶膠結(jié)合鎂質(zhì)中間包預(yù)制件的制造方法，包括以下步驟第一步原材料準(zhǔn)備，按國標(biāo)對(duì)原材料進(jìn)行檢驗(yàn)，合格后方可投入使用；第二步配料工序，按配比稱量配料；第三步混料工序，先將細(xì)粉、鋼纖維、防爆劑和固化劑預(yù)混合3-5分鐘，再加入鎂砂顆粒攪拌3-5分鐘；第四步成型工序，將上一步的最終混和料置入強(qiáng)力攪拌機(jī)，加入硅溶膠攪拌2-5分鐘，邊振動(dòng)邊向預(yù)制件模具中加料；第五步養(yǎng)護(hù)工序，成型完畢后，將預(yù)制件連同模具一起置入電熱窯養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)溫度為50-70°C，養(yǎng)護(hù)時(shí)間為3-5h。第六步烘烤工序，養(yǎng)護(hù)完畢后脫模，然后置入電熱窯烘烤，快速升溫至30(TC，保溫時(shí)間為12-15h。第七步包裝、入庫工序。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)為1、預(yù)制件脫模后即可快速升溫至300°C進(jìn)行保溫，節(jié)能降耗顯著；2、硅溶膠中的SiO2膠粒在預(yù)制件中均勻分布，形成了致密均一的結(jié)構(gòu)，抗鋼渣滲透能力較強(qiáng)；3、硅溶膠中的雜質(zhì)很低，在預(yù)制件服役過程中，除了鎂橄欖石高溫結(jié)合相，不會(huì)生成其它低熔物，耐鋼渣侵蝕和抗鋼水沖刷能力極強(qiáng)；4、硅溶膠中的納米級(jí)SiOJ交?；钚院芨?，所以預(yù)制件的中、高溫?zé)Y(jié)強(qiáng)度都較高，且體積變化不大，具有優(yōu)異的抗熱震性?？傊?，用硅溶膠結(jié)合鎂質(zhì)澆注料制作的中間包預(yù)制件，不僅顯著降低了烘烤費(fèi)用，最重要的是在使用過程中，耐鋼渣侵蝕和抗鋼水沖刷能力極強(qiáng)，而且具有優(yōu)異的抗熱震性，能夠滿足較高爐次連澆的需求。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。實(shí)施例I一種硅溶膠結(jié)合鎂質(zhì)中間包預(yù)制件，其組分和含量為組分粒度含量(重量比)電熔鎂砂顆粒 6-0mm70%
電熔鎂砂細(xì)粉 200目27.7%不銹鋼纖維2%聚丙烯纖維0.1%酒石酸0.2%硅溶膠6% 本實(shí)施例的制造方法，包括以下步驟第一步按配方采購原材料，并按國標(biāo)對(duì)原材料進(jìn)行檢驗(yàn)，合格后方可投入使用；第二步以單批次混料I噸為原則，按配比稱量好所有的原材料；第三步先將電熔鎂砂細(xì)粉、鋼纖維、防爆劑和固化劑預(yù)混合3-5分鐘，再加入電熔鎂砂顆粒攪拌3-5分鐘；第四步將上一步的最終混和料置入強(qiáng)力攪拌機(jī)，加入重量比7%的硅溶膠攪拌2-5分鐘，邊振動(dòng)邊向預(yù)制件模具中加料；第五步成型完畢后，將預(yù)制件連同模具一起置入電熱窯養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)溫度為50-70°C，養(yǎng)護(hù)時(shí)間為3-5h。第六步養(yǎng)護(hù)完畢后脫模，然后置入電熱窯烘烤，快速升溫至300°C，保溫時(shí)間為12-15h。第七步包裝、入庫工序。實(shí)施例2一種硅溶膠結(jié)合鎂質(zhì)中間包預(yù)制件，其組分和含量為組分粒度含量(重量比)燒結(jié)鎂砂顆粒 6-0mm68%燒結(jié)鎂砂細(xì)粉 200目30.1%不銹鋼纖維1.5%聚丙烯纖維0.05%金屬鋁粉0.05%無水硫酸鎂0.3%硅溶膠6%本實(shí)施例的制造方法同實(shí)施例I。實(shí)施例3一種硅溶膠結(jié)合鎂質(zhì)中間包預(yù)制件，其組分和含量為組分粒度含量(重量比)電熔鎂砂顆粒 6-0mm30%燒結(jié)鎂砂顆粒 6-0mm40%電熔鎂砂細(xì)粉 200目10%燒結(jié)鎂砂細(xì)粉 200目17.7%不銹鋼纖維2%聚丙烯纖維0.1%酒石酸0.2%硅溶膠6%
本實(shí)施例的制造方法同實(shí)施例I。實(shí)施例4—種硅溶膠結(jié)合鎂質(zhì)中間包預(yù)制件，其組分和含量為組分粒度含量(重量比)電熔鎂砂顆粒 6-0mm30%燒結(jié)鎂砂顆粒 6-0mm40%電熔鎂砂細(xì)粉 200目10%燒結(jié)鎂砂細(xì)粉 200目17.7% 不銹鋼纖維2%聚丙烯纖維0.06%金屬鋁粉0.04%酒石酸0.1%無水硫酸鎂0. I %硅溶膠6%本實(shí)施例的制造方法同實(shí)施例I。
權(quán)利要求
1.一種硅溶膠結(jié)合鎂質(zhì)中間包預(yù)制件，其組分和含量為組分粒度含量(重量比) 鎂砂顆粒6-0mm50-80% 鎂砂細(xì)粉200目20-40%不銹鋼纖維0-3%。防爆劑0-0.5%固化劑0-0.5%硅溶膠5-10%
2.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的一種硅溶膠結(jié)合鎂質(zhì)中間包預(yù)制件，其特征在于鎂砂可以是電熔鎂砂(含MgO > 92% )和燒結(jié)鎂砂(含MgO > 90% )的一種或其任意組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的一種硅溶膠結(jié)合鎂質(zhì)中間包預(yù)制件，其特征在于不銹鋼纖維可以是310#、304#、446#和430#的一種或其任意組合，加入量為0_3%。
4.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的一種硅溶膠結(jié)合鎂質(zhì)中間包預(yù)制件，其特征在于防爆劑可以是聚丙烯纖維和金屬鋁粉的一種或其任意組合，加入量為0-0. 5%。
5.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的一種硅溶膠結(jié)合鎂質(zhì)中間包預(yù)制件，其特征在于固化劑可以酒石酸和無水硫酸鎂的一種或其任意組合，加入量為0-0. 5%。
6.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的一種硅溶膠結(jié)合鎂質(zhì)中間包預(yù)制件，其特征在于硅溶膠為堿性硅溶膠，規(guī)格為pH值8-11，密度I. 15-1. 38g/cm3, SiO2含量10-40 %，SiO2粒徑5-40nm，加入量為 5-10%。
7.根據(jù)權(quán)利要求書1、2、3、4、5或6所述的一種硅溶膠結(jié)合鎂質(zhì)中間包預(yù)制件的制造方法，其特征在于包括以下步驟 第一步原材料準(zhǔn)備，按國標(biāo)對(duì)原材料進(jìn)行檢驗(yàn)，合格后方可投入使用； 第二步配料工序，按配比稱量配料； 第三步混料工序，先將細(xì)粉、鋼纖維、防爆劑和固化劑預(yù)混合3-5分鐘，再加入鎂砂顆粒攪拌3-5分鐘； 第四步成型工序，將上一步的最終混和料置入強(qiáng)力攪拌機(jī)，加入硅溶膠攪拌2-5分鐘，一邊振動(dòng)一邊向預(yù)制件模具中加料； 第五步養(yǎng)護(hù)工序，成型完畢后，將預(yù)制件連同模具一起置入電熱窯養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)溫度為50-70°C，養(yǎng)護(hù)時(shí)間為3-5h。
第六步烘烤工序，養(yǎng)護(hù)完畢后脫模，然后置入電熱窯烘烤，快速升溫至300°C，保溫時(shí)間為 12-15h。
第七步包裝、入庫工序。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鎂質(zhì)中間包預(yù)制件及其制造方法，尤其涉及了一種硅溶膠結(jié)合鎂質(zhì)中間包預(yù)制件及其制造方法。其制造方法包括原材料準(zhǔn)備(包括采購和檢驗(yàn))、配料、混料、成型、養(yǎng)護(hù)、烘烤和包裝入庫七道工序。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于用硅溶膠結(jié)合鎂質(zhì)澆注料制作的中間包預(yù)制件，不僅顯著降低了烘烤費(fèi)用，最重要的是在使用過程中，耐鋼渣侵蝕和抗鋼水沖刷能力極強(qiáng)，而且具有優(yōu)異的抗熱震性，能夠滿足較高爐次連澆的需求。
文檔編號(hào)C04B35/66GK102659430SQ20121013426
公開日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2012年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月23日
發(fā)明者孫順, 張小旭, 馬軍強(qiáng) 申請(qǐng)人:洛陽市科創(chuàng)耐火材料有限公司