本發(fā)明涉及耐火材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種中間包干式料及其制備方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，隨著對(duì)鋼材質(zhì)量要求的不斷提高，鋼水中要求的非金屬夾雜物越少越好，隨著連鑄工藝技術(shù)的進(jìn)步，對(duì)中間包工作層材料的壽命要求也越來(lái)越高。目前，國(guó)內(nèi)外中間包工作襯主要采用硅質(zhì)絕熱板和鎂質(zhì)涂料。硅質(zhì)絕熱板使用后的渣殼易清除，可實(shí)現(xiàn)冷包澆鋼，但硅質(zhì)絕熱板抗侵蝕性差，容易污染環(huán)境，還可使鋼產(chǎn)生氫脆，影響鋼坯質(zhì)量；鎂質(zhì)干式料雖然具有很好的抗侵蝕性，并對(duì)鋼水中的非金屬夾雜物，如al2o3、sio2等有吸附作用，從而能提高鋼水的潔凈度，但其作為堿性涂料，在施工時(shí)，需加入20%-30%的水，中間包在使用前需要3-8h的干燥和5-12h的烘烤時(shí)間，以便排出涂料中的自由水和結(jié)晶水，消耗了大量的煤氣，浪費(fèi)了寶貴的能源。并且涂料包使用完后，涂料層與永久層之間容易燒結(jié)，造成翻包困難，渣殼難清除。
中國(guó)專利文獻(xiàn)上公開了“一種抗鋼渣滲透性較好的低成本中間包干式料及其制法”，其公告號(hào)為cn106083092a，該發(fā)明提供一種用于連鑄中間包工作層內(nèi)襯的鎂質(zhì)干式料及其制備方法，其生產(chǎn)成本相對(duì)較低、抗鋼渣滲透性良好，在降低企業(yè)成本的前提下，有效地解決了現(xiàn)有技術(shù)中耐火材料抗鋼渣滲透性差和抗侵蝕能力弱的問(wèn)題。但是，該發(fā)明使用酚醛樹脂作為黏合劑，含有甲醛和游離酚，在烘烤和使用過(guò)程中產(chǎn)生有害氣體，危害環(huán)境和職工身體健康；此外，酚醛樹脂碳化后的殘?zhí)剂粲诎r中，還會(huì)帶來(lái)鋼水增碳的問(wèn)題；同時(shí)酚醛樹脂作為有機(jī)物，在冶煉低碳鋼時(shí)又容易往鋼水中帶入氫。氫對(duì)鋼品質(zhì)的影響非常嚴(yán)重，容易造成鋼中白點(diǎn)、發(fā)紋、氣孔等品質(zhì)缺陷。因此，如何對(duì)目前鋼鐵企業(yè)所用的絕熱板和鎂質(zhì)干式料存在的不足進(jìn)行改進(jìn)，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術(shù)中間包干式料污染環(huán)境、對(duì)鋼水造成污染、翻包困難的問(wèn)題，提供了一種綠色環(huán)保、可凈化鋼水、翻包容易的中間包干式料。
本發(fā)明還提供了一種工藝簡(jiǎn)單、節(jié)約成本的中間包干式料的制備方法。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
一種中間包干式料，以中間包干式料總質(zhì)量為基準(zhǔn)，所述中間包干式料由以下質(zhì)量百分比的組份制成：45%~65%的電熔鎂砂，15%~25%的結(jié)合劑，5%~10%的氫氧化鋁微粉，5%~10%的碳酸鈣粉，余量為雜質(zhì)。
作為優(yōu)選，所述電熔鎂砂由以下質(zhì)量百分比的組份組成：96.78%的mgo，1.25%的cao，0.88%的sio2，0.85%的fe2o3，余量為雜質(zhì)。
選取電熔鎂砂作為主要原料，其雜質(zhì)含量低，具有更好的抗鋼渣浸蝕性，其主要成分為mgo，它對(duì)鋼水中非金屬夾雜物有很強(qiáng)的吸附作用，能夠凈化鋼液，提高鋼水的質(zhì)量。在體系中加入適量的氫氧化鋁微粉（平均粒徑10μm），其在烘烤過(guò)程中可以分解生成活性氧化鋁和水蒸氣，在該過(guò)程中，水蒸氣可以對(duì)中間包干式料內(nèi)部的顆粒表面進(jìn)行潤(rùn)濕，使得其中的電熔鎂砂和結(jié)合劑表面水化，使部分結(jié)合劑熔解、擴(kuò)散，與電熔鎂砂表面產(chǎn)生結(jié)合作用，增強(qiáng)中間包干式料的耐火性能與使用強(qiáng)度。此外，在中間包干式料中添加適量的氫氧化鋁，基于氫氧化鋁脫水產(chǎn)生的體積收縮效應(yīng)，能夠減少中間包干式料在高溫?zé)Y(jié)后產(chǎn)生的殘余膨脹，確保使用后容易拆包、翻包，延長(zhǎng)使用壽命。
作為優(yōu)選，以電熔鎂砂總質(zhì)量為基準(zhǔn)計(jì)算顆粒分級(jí)為：粒徑為1~3mm的電熔鎂砂占22%~36%，粒徑為l~0.5mm的電熔鎂砂占25~35%，粒徑為0.5~0.088mm的電熔鎂砂占22%~24%，粒徑＜0.064mm的電熔鎂砂占15%~21%。
采用精細(xì)的顆粒配比，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)室大量堆積實(shí)驗(yàn)得到本發(fā)明的顆粒配比，既能夠接近最緊密堆積，又在施工過(guò)程中不發(fā)生粒度偏析，制得的中間包干式料體積密度大，性能良好，穩(wěn)定性高。
作為優(yōu)選，所述結(jié)合劑為低溫結(jié)合劑和中溫結(jié)合劑中的至少一種。所述低溫結(jié)合劑為松香和/或膨潤(rùn)土，所述中溫結(jié)合劑選自硼酸、磷酸鹽和硅酸鹽的一種或幾種。
本發(fā)明的結(jié)合劑綠色環(huán)保，其中低溫結(jié)合劑是指在干式料加熱到300℃以上時(shí)即可產(chǎn)生結(jié)合作用的物質(zhì)，中溫結(jié)合劑是指可以促進(jìn)中間包干式料在300℃~1000℃下燒結(jié)并提高強(qiáng)度的物質(zhì)，本發(fā)明選用的中溫結(jié)合劑為可溶于水的硼酸、磷酸鹽和硅酸鹽。本發(fā)明中添加的氫氧化鋁微粉，其在烘烤過(guò)程中可以分解生成活性氧化鋁和水蒸氣，中溫結(jié)合劑與水蒸汽接觸后，可以與電熔鎂砂的表面產(chǎn)生粘結(jié)作用；活性氧化鋁在體系溫度達(dá)到900℃時(shí)與電熔鎂砂發(fā)生尖晶石反應(yīng)，形成大量微細(xì)鎂尖晶石，能夠?qū)︿撍?、鋼渣起到抗?jié)B透的作用。
作為優(yōu)選，所述碳酸鈣粉的粒徑小于5μm，所述碳酸鈣粉中caco3的質(zhì)量百分含量不少于95%。
本發(fā)明中加入粒徑較小的碳酸鈣粉，成本低，能夠進(jìn)一步填充電熔鎂砂之間的孔隙，使得中間包干式料的堆積更加緊密，提高了中間包干式料的抗渣性能，此外，碳酸鈣分解生成的氧化鈣有利于凈化鋼水。
一種中間包干式料的制備方法，包括以下步驟：
（1）按照上述配比對(duì)電熔鎂砂，結(jié)合劑，氫氧化鋁微粉，碳酸鈣粉進(jìn)行稱量；
（2）將電熔鎂砂按照上述顆粒分級(jí)加工成以下粒徑規(guī)格：1~3mm，l~0.5mm，0.5~0.088mm和＜0.064mm；
（3）將結(jié)合劑，氫氧化鋁微粉，碳酸鈣粉一起加入到混合機(jī)中混合25~30min，得到混合粉，備用；
（4）將步驟（2）得到的電熔鎂砂與混合粉加入強(qiáng)制攪拌機(jī)中混合5~7min，進(jìn)行分裝得到中間包干式料成品；
其中，步驟（2）和步驟（3）不分先后順序，可同時(shí)操作。
本發(fā)明具有如下有益效果：
（1）原料綠色環(huán)保、可凈化鋼水；
（2）容易拆包、翻包，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，延長(zhǎng)使用壽命，節(jié)約成本；
（3）制備工藝簡(jiǎn)單，施工時(shí)采用干法成型，施工環(huán)境好。
具體實(shí)施方式
下面通過(guò)具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說(shuō)明。
在本發(fā)明中，若非特指，所有設(shè)備和原料均可從市場(chǎng)購(gòu)得或是本行業(yè)常用的，下述實(shí)施例中的方法，如無(wú)特別說(shuō)明，均為本領(lǐng)域常規(guī)方法。
實(shí)施例1
（1）按照以下配比對(duì)電熔鎂砂（96.78%的mgo，1.25%的cao，0.88%的sio2，0.85%的fe2o3，余量為雜質(zhì)），硅灰和硼酸，氫氧化鋁微粉，碳酸鈣粉進(jìn)行稱量：65%的電熔鎂砂，10%的硅灰和硼酸，5%的氫氧化鋁微粉，8%的碳酸鈣粉（粒徑＜5μm，caco3≥95%），余量為雜質(zhì)；
（2）將電熔鎂砂按照以下顆粒分級(jí)加工：粒徑為1~3mm的電熔鎂砂占22%，粒徑為l~0.5mm的電熔鎂砂占35%，粒徑為0.5~0.088mm的電熔鎂砂占22%，粒徑＜0.064mm的電熔鎂砂占21%；
（3）將硅灰和硼酸，氫氧化鋁微粉，碳酸鈣粉一起加入到混合機(jī)中混合25min，得到混合粉，備用；
（4）將步驟（2）得到的電熔鎂砂與混合粉加入強(qiáng)制攪拌機(jī)中混合5min，進(jìn)行分裝得到中間包干式料成品。
技術(shù)性能指標(biāo)為：體積密度（280℃，12h）≥2.0g/cm3；耐壓強(qiáng)度：（280℃，12h）≥5mpa，（1500℃，3h）≥20mpa；線變化率（1500℃，3h）：-2%~0%。
實(shí)施例2
（1）按照以下配比對(duì)電熔鎂砂（96.78%的mgo，1.25%的cao，0.88%的sio2，0.85%的fe2o3，余量為雜質(zhì)），膨潤(rùn)土和磷酸鈣，氫氧化鋁微粉，碳酸鈣粉進(jìn)行稱量：45%的電熔鎂砂，25%的膨潤(rùn)土和磷酸鈣，10%的氫氧化鋁微粉，10%的碳酸鈣粉（粒徑＜5μm，caco3≥95%），余量為雜質(zhì)；
（2）將電熔鎂砂按照以下顆粒分級(jí)加工：粒徑為1~3mm的電熔鎂砂占36%，粒徑為l~0.5mm的電熔鎂砂占25%，粒徑為0.5~0.088mm的電熔鎂砂占24%，粒徑＜0.064mm的電熔鎂砂占15%；
（3）將膨潤(rùn)土和磷酸鈣，氫氧化鋁微粉，碳酸鈣粉一起加入到混合機(jī)中混合30min，得到混合粉，備用；
（4）將步驟（2）得到的電熔鎂砂與混合粉加入強(qiáng)制攪拌機(jī)中混合7min，進(jìn)行分裝得到中間包干式料成品。
技術(shù)性能指標(biāo)為：體積密度（280℃，12h）≥2.2g/cm3；耐壓強(qiáng)度：（280℃，12h）≥8mpa，（1500℃，3h）≥20mpa；線變化率（1500℃，3h）：-1.5%~1.5%。
實(shí)施例3
（1）按照以下配比對(duì)電熔鎂砂（96.78%的mgo，1.25%的cao，0.88%的sio2，0.85%的fe2o3，余量為雜質(zhì)），硅溶膠，氫氧化鋁微粉，碳酸鈣粉進(jìn)行稱量：55%的電熔鎂砂，20%的硅溶膠，5%的氫氧化鋁微粉，9%的碳酸鈣粉（粒徑＜5μm，caco3≥95%），余量為雜質(zhì)；
（2）將電熔鎂砂按照以下顆粒分級(jí)加工：粒徑為1~3mm的電熔鎂砂占30%，粒徑為l~0.5mm的電熔鎂砂占30%，粒徑為0.5~0.088mm的電熔鎂砂占24%，粒徑＜0.064mm的電熔鎂砂占16%；
（3）將硅溶膠，氫氧化鋁微粉，碳酸鈣粉一起加入到混合機(jī)中混合30min，得到混合粉，備用；
（4）將步驟（2）得到的電熔鎂砂與混合粉加入強(qiáng)制攪拌機(jī)中混合6min，進(jìn)行分裝得到中間包干式料成品。
技術(shù)性能指標(biāo)為：體積密度（280℃，12h）≥2.1g/cm3；耐壓強(qiáng)度：（280℃，12h）≥5mpa，（1500℃，3h）≥25mpa；線變化率（1500℃，3h）：-2%~0.5%。
本發(fā)明的中間包干式料成品各項(xiàng)技術(shù)性能指標(biāo)良好，其原料綠色環(huán)保、可凈化鋼水；容易拆包、翻包，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，延長(zhǎng)使用壽命，節(jié)約成本；制備工藝簡(jiǎn)單，施工時(shí)采用干法成型，施工環(huán)境好。