專利名稱：連鑄中間包絕熱板及其制備方法
技術領域：
本發明涉及的是在冶煉行業澆鋼連鑄工藝中，中間包內襯用耐火材料連鑄中間包絕熱板及其制備方法。
在冶煉行業澆鋼連鑄工藝中，中間包內襯用耐火材料的品種和質量是影響連鑄生產和鑄坯質量的重要因素。國內目前中間包內襯主要采用樹脂結合硅質絕熱板，當此絕熱板用于合金鋼連鑄中間包的內襯時，二氧化硅與鋼液中的錳元素發生氧化還原反應
反應生成的Si進入鋼液，產生“增硅”作用，由于樹脂在高溫下裂解，使鋼水產生“增氫”現象。降低了鋼坯的潔凈度，影響了鋼坯的質量。
為了滿足合金鋼質量的需要，我國開發了鎂質絕熱板，并從美國引進了一條鎂質絕熱板生產線。由于生產此種鎂質絕熱板使用的基料是鎂砂，鎂砂在制漿、壓濾、干燥等生產過程中很容易發生水化反應
也就是說在鎂質絕熱板中很容易殘留一定數量的Mg(OH)2，這些Mg(OH)2在澆鑄鋼水的作用下，產生大量的水蒸汽，體積膨脹高達幾千倍，產生巨大的壓力，使鋼液產生沸騰現象，嚴重時連鑄鋼坯皮下殘留氣泡而成為廢品。另外純樹脂結合的鎂質絕熱板，中高溫強度低，經800～1000℃烘烤，樹脂氧化，失去強度，造成塌落或折斷，樹脂在高溫下裂解，使鋼水產生增氫作用。純樹脂結合的鎂質絕熱板生產成本比較高，價格昂貴。
本發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，復合結合劑，添加劑等，生產出即不對鋼液產生“增硅”“增氫”作用，又不使鋼液沸騰，而且中高溫強度高，成本低，抗浸蝕的連鑄中間包絕熱板。
本發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%鎂砂細粉或鉻礦細粉 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%。鎂砂細粉含MgO大于85%，鉻礦細粉含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1600℃以下的高溫鋼水的烘烤，不會產生“增硅”，“沸騰”，“增氫”現象。這是因為鎂橄欖石的熔點為1890℃，十分穩定，不會產生出游離的SiO2與鋼水中的Mn起反應，也不會產生出游離的MgO與H2O產生水化反應。既使含有少量的SiO2，也會與加入適量的鎂砂中的MgO反應生成鎂橄欖石，仍不會與鋼液中的Mn發生反應。由于鎂橄欖石砂是一種瘠性物料，不會發生水化反應，所以在使用過程中不會使鋼發生“沸騰”現象。而采用鎂橄欖石原料和使用條件不同，適量配入的鉻礦細粉，彌補了鎂橄欖石中的氧化鐵和斜頑輝石等低熔物的缺陷，形成高熔點的復合尖晶石〔(Mg·Fe)(Cr·Al·Fl)2O4〕，提高了制品的高溫性能和強度。鎂橄欖石質絕熱板經使用未發現明顯裂紋，澆鑄過程中也未發生過垮塌，穿包事故。采用以無機結合劑為主的復合結合劑，既提高了制品的中高溫強度，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，改善了鑄坯的質量。抗堿、抗酸性熔渣侵蝕的能力強。這是因為在澆鑄過程中，板壁上生成1～2mm厚的燒結層，它可以阻止鋼液-熔渣向絕熱板的深層滲透。其導熱系數小，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，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%的鎂砂細粉200公斤;占配料比的10%;Cr2O3含量為40%的鉻砂細粉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果
權利要求
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.根據權利要求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%鎂砂細粉或鉻砂細粉 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.根據權利要求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進行，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
本發明涉及的是一種冶煉澆鋼連鑄工藝中間包內襯用耐火材料，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、復合結合劑。經松解、濃縮、攪∴、混合后，在40000～55000Pa的真空下吸濾加壓成型，再經150～250℃溫度干燥而成。本發明制造的連鑄中間包內襯絕熱板，在中間包的使用溫度以下，不會產生“增氫”、“增硅”、“沸騰”現象，中高溫強度高，生產成本比較低，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 優先權日1991年4月12日
發明者趙繼增, 賈劍光 申請人:冶金工業部洛陽耐火材料研究院, 洛陽市瀍河新型耐火材料廠