专利名称：：用于连续铸钢中间包的具有环保型结合剂的工作衬的制作方法
技术领域：
：本发明是关于连续铸钢设备的，尤其涉及用于连续铸钢中间包的工作衬。
背景技术：
：随着我国大力采用和发展连续铸钢技术，钢铁工业在我国得到了飞速发展，钢铁工业的发展表现为炼钢技术的不断进步。在连续铸钢工艺系统中，最初中间包只起着钢包和结晶器之间缓冲器的作用。随着连续铸钢工艺的优化及对连续铸钢钢坯质量要求的提高，中间包已经演变为钢水精炼的终端设备，其作用主要有两个一是钢水的精炼；二是非金属夹杂的消除。为实现新的功能，要求中间包所用耐火材料工作衬(内衬之一)，一要“长寿化”，二要“洁净化”。在不断满足上述两大要求的发展过程中，中间包工作衬大致经历4个发展阶段，先后相应出现过无工作衬、绝热板工作衬、涂料工作衬和干式料工作衬的4个阶段。它们是连续铸钢工艺不断更新发展的历史产物，而且后一代比前一代都显示出其独特的优点，其中第四代干式料工作衬具有最大的优越性。中间包干式料工作衬是第四代中间包工作衬耐火材料，其中有机结合剂应用在近几年已趋于成熟。目前国内钢厂使用的干式料几乎都采用传统有机结合剂，如固体酚醛树脂、浙青等都是使用最广泛的结合剂，在中间包干式料烘烤过程，随着温度的升高，酚醛树月旨固化形成碳网[参见ElitonS.DeMedeiros.Curingbehaviorofanovolac-typephenolicresinanalyzedbydifferentialscanningcalorimetry[J].JournalofAppliedPolymerScience,2003,90(6):16781682.]，导致干式料具有较好的强度。但是以树脂为结合剂的干式料工作衬会给钢水带来增碳问题，尤其对生产洁净钢的质量影响很大。同时树脂固化产生刺激性气味的烟气[参见黄发荣.酚醛树脂及其应用[M].北京化学工业出版社，2003.]，严重污染现场工作环境。并且近来酚醛树脂价格大幅度增长，又增加了产品成本。因此寻求一种适合连续铸钢中间包使用的低毒害、低污染的环保型干式料工作衬就成为当前生产、使用厂家急需解决的问题。
发明内容为了克服现有技术给钢水带来的增碳问题、环境污染问题和生产成本大幅增长的问题，本发明提供了一种首次采用由九水偏硅酸钠、二氧化硅微粉和硼酸组成的干式料结合剂制备的工作衬，从而消除钢水的增碳问题并且可以降低成本、降低环境污染。本发明的用于连续铸钢中间包的具有环保型结合剂的工作衬，其原料组分及其重量百分比含量为92烧结镁砂70wt.%,96电熔镁砂2627.5wt.%、Si02微粉0.2wt.硼酸0.8wt.%、九水偏硅酸钠1.5wt.%3wt.%0所述70wt.%的92烧结镁砂包括粒度为3-5mml5wt.%,l"3mm30wt.%,<lmm25wt.%。所述96电熔镁砂的粒度<74μm,所述SiO2微粉的粒度<74μm；所述硼酸的粒度<19μm；所述九水偏硅酸钠的粒度<350μm。优选的原料组分及其重量百分比含量为92烧结镁砂70wt.%,96电熔镁砂2627.5wt.%、SiO2微粉0.2wt.%、硼酸0.8wt.%、九水偏硅酸钠2.5wt.%本发明的有益效果是，采用镁质干式料结合剂替代酚醛树脂，提供了一种首次采用由九水偏硅酸钠、二氧化硅微粉和硼酸组成的干式料结合剂制备的工作衬，从而消除了钢水的增碳问题，并且降低了成本和环境污染，同时还解决了干式料的低温强度和高温抗渣性问题。图1为本发明实施例3试样断口的显微结构形貌；具体实施例方式本发明采用的骨料是镁质原料(92烧结镁砂和96电熔镁砂)。中间包干式料结合剂是硅硼钠系统，采用的原料是九水偏硅酸钠、SiO2微粉和硼酸。92烧结镁砂的原料重量百分比含量为70wt.%(3-5mml5wt.%,l"3mm30wt.%,<lmm25wt.%),96电熔镁砂的原料重量百分比含量为2627.5wt.%,SiO2微粉和硼酸分别为0.2wt.%和0.8wt.%，九水偏硅酸钠的加入量为1.53wt.%0上述原料均为普通市售产品，92烧结镁砂和96电熔镁砂为工业纯，SiO2微粉、硼酸和九水偏硅酸钠为化学纯。具体制备步骤如下(1)先将不同粒径的原料按表1所示的比例配料、混合，使用的仪器有ACS-3型电子计价秤和电子天平。(2)将称量好的原料倒入搅拌锅中，用NRJ-41IA型水泥胶砂搅拌机搅拌3min至原料充分混合均勻。(3)将搅拌均勻的原料添加到40X40X160三联模具内，添加原料时，边添加边捣打，以使物料密实，直至将容器填满。(4)成型后的坯体随模具一起放在电热鼓风恒温干燥箱中烘烤，根据干式料气孔率较大、热导率低的特点，选择烘烤时间为3h，烘烤温度为250°C。烘烤后的坯体已经具有一定的强度，待坯体与模具冷却到室温进行脱模。(5)将步骤(4)的坯体于1550°C下进行烧结，保温3h，采用高温箱式电阻炉(型号XCSL-17-18，1650°C)进行烧结，制得连续铸钢中间包的工作衬。(6)将步骤(5)的工作衬测定几何尺寸，与烧前尺寸比较得出线变化量。(7)在材料万能试验机上利用三点弯曲法测定制品的抗折强度、抗压强度。(8)采用阿基米德排油法测量样品的体积密度和显气孔率，使用仪器是TXY型数显示陶瓷吸水率测定仪和电子分析天平。(9)抗渣试验采用静态坩埚法。将钢渣装入样品坩埚，于1550°C煅烧3h，烧后的坩埚自然冷却后沿底面中线将坩埚对称切开，测量并计算得出其侵蚀指数和渗透指数。(10)将坩埚沿钢渣侵蚀侧切取一小块，用扫描电子显微镜观察其表面显微结构。表2为本发明产品脱模温度(250°C)下的性能分析，表3为本发明产品使用温度(即中间包工作温度1550°C)下的性能分析。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>由附图可以明显看出MgO颗粒经过烧结后达到了很好的致密化，晶界处的玻璃相很少(少量的玻璃相是由添加的结合剂产生的)，气孔率较低，因此强度较好。权利要求一种用于连续铸钢中间包的具有环保型结合剂的工作衬，原料组分及其重量百分比含量为92烧结镁砂70wt.％、96电熔镁砂26～27.5wt.％、SiO2微粉0.2wt.％、硼酸0.8wt.％、九水偏硅酸钠1.5wt.％～3wt.％。2.根据权利要求1的具有环保型结合剂的工作衬，其特征在于，所述70wt.%的92烧结镁砂包括粒度为3-5mml5wt.%,l"3mm30wt.%,<lmm25wt.%。3.根据权利要求1的具有环保型结合剂的工作衬，其特征在于，所述96电熔镁砂的粒度<74μm；所述SiO2微粉的粒度<74μm；所述硼酸的粒度<19μm；所述九水偏硅酸钠的粒度<350μm。4.根据权利要求1的具有环保型结合剂的工作衬，其特征在于，优选的原料组分及其重量百分比含量为92烧结镁砂70wt.%、96电熔镁砂2627.5wt.%、SiO2微粉0.2wt.%、硼酸0.8wt.%、九水偏硅酸钠2.5wt.%0全文摘要本发明公开了一种用于连续铸钢中间包的具有环保型结合剂的工作衬，原料组分及其重量百分比含量为92烧结镁砂70wt.％、96电熔镁砂26～27.5wt.％、SiO2微粉0.2wt.％、硼酸0.8wt.％、九水偏硅酸钠1.5wt.％～3wt.％。提供了一种首次采用由九水偏硅酸钠、二氧化硅微粉和硼酸组成的干式料结合剂制备的工作衬，消除了钢水的增碳问题，并且降低了成本和环境污染，同时还解决了干式料的低温强度和高温抗渣性问题。文档编号C04B35/66GK101823888SQ20101013412公开日2010年9月8日申请日期2010年3月29日优先权日2010年3月29日发明者陶慧申请人:天津大学