专利名称：镁橄榄石质中间包挡渣墙用浇注料及其生产工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及-种不定型耐火材料及其生产工艺，特别是一种炼钢工艺过程中的连 铸中间包用挡渣墙、挡渣堰浇注料及其生产工艺。
背景技术：
随着钢铁工业的发展，中间包冶金技术越来越受到广大冶金工作者的重视，特别 是中间包挡渣墙、挡渣堰等技术已经得到了广泛的应用。由于中间包内钢水流动是不均勻 的，有的地方快，有的地方慢，尤其是中间包底部区域存在不活跃的钢水停滞区，故夹杂物 上浮困难。为了充分有效地利用中间包容积，促进夹杂物上浮，采取的措施是在中间包内设 挡渣墙或堰，它的作用如下消除中间包底部区域的死区；改善钢水流动轨迹，使钢水流动 沿钢渣界面进行，缩短夹杂物上浮距离，有利于熔渣吸收；促进热流分布合理，使各水口处 钢水温度差减少到最低程度；将钢包注流冲击所引起的强烈涡流限制在局部区域，防止紊 流扩散引起表面波动而把熔渣卷入钢水内部。设置挡渣墙有利于促进钢渣分离，阻挡熔渣 进入结晶器，有利于中间包内钢水流场的合理分布和钢水中夹杂物的上浮，提高钢水纯度， 有利于提高连铸坯的质量。由于它操作简单，效果明显，对改善钢流性能、减少钢中夹杂物有很大作用，但也 引发了很多新的问题，主要体现以下两个方面1.原料价格上涨，产品成本提高。目前大多数中间包挡渣墙、挡渣堰采用的是镁砂 或矾土为主要原料，使用寿命与中间包工作衬同步，但是随着原料价格的上涨及钢铁形势 的变化，产品利润空间在逐步地缩小，对企业的效益有了一定的影响。2.使用性能有待提高。随着炼钢节奏的不断加快，要求中间包挡渣墙、挡渣堰的产 品性能不断提高，应具有良好的施工性能，施工体在养护、烘烤过程中不水化、不开裂、并具 有足够高的强度以满足长途运输和吊装的要求。同时挡渣墙、挡渣堰在在线烘烤的时候应 具有良好的抗爆裂性能、在使用过程中不坍塌、耐冲刷、能满足多炉连续铸钢的要求。通过 市场调查，发现目前现有的挡渣墙、挡渣堰存在着养护过程中出现裂纹、运输和吊装过程中 断裂、使用过程耐侵蚀和冲刷性能差的现象。
发明内容
本发明的目的是提供一种工艺简便、使用寿命长、生产成本低、经济环保型的连铸 中间包用挡渣墙、挡渣堰浇注料及其生产工艺。本发明的目的由以下技术方案来实现该浇注料由下述重量份数的原料制成，所述原料为镁橄榄石(生料、熟料)5份 70份、镁砂(MgO含量彡85 %的电熔镁砂或烧结镁砂等)15份 85份、刚玉粉5份 15份、 复合添加剂(SR-71水泥、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、SiO2微粉)3份 5份、有机纤维0. 1份、 钢纤维1份。所述各原料的优选值为镁橄榄石(生料、熟料)50份、镁砂(MgO含量>85%的电熔镁砂或烧结镁砂等)40份、刚玉粉5份、复合添加剂3. 9份、有机纤维0. 1份、钢纤维1份。发明人分析了目前国内外实际生产应用的中包挡渣墙、挡渣堰的生产工艺和使用 环境、损毁机理及目前所用耐火材料组成、理化指标和性能要求。对制品的影响因素有以 下几个方面，首先应具有良好的施工性能、施工体在养护、烘烤过程中不水化、不开裂、并具 有足够高的强度以满足长途运输和吊装的要求。其次使用时钢水的温度一般在1550°C 1600°C，当浇钢时，挡渣墙、挡渣堰受到高温钢水的冲击而产生冲刷磨损；在浇钢期间受到 钢水和渣的化学侵蚀。这些因素都会导致挡渣墙、挡渣堰的快速损毁。因此要求挡渣墙、挡 渣堰在在线烘烤的时候应具有良好的抗爆裂性能、在使用过程中不坍塌、耐冲刷、耐钢水和 渣的化学侵蚀，能满足多炉连续铸钢的要求。所用的耐火材料应选用抗冲刷、抗渣侵蚀和抗 剥落性能好的耐火材料。同时要保证其施工性能，本发明采用镁橄榄石(生料、熟料)和镁 砂(MgO含量>85%的电熔镁砂或烧结镁砂等)为主要原料。镁质耐火材料化学性能相对 稳定，对钢渣有较好的抵抗能力，可以明显提高产品的抗侵蚀性能。采用镁砂细粉的原因有 两个方面，首先，镁砂细粉耐钢水侵蚀性能良好，可减少钢水渣对墙体的侵蚀。其次与复合 添加剂共同使用，提高了产品的中高温性；采用镁橄榄石首先能大大降低生产成本，原料价 格低廉，适合企业经济效益需要；其次镁橄榄石也是一种性能良好的耐火材料，我国储量丰富。 所述镁橄榄石最好采用MgO重量百分比为43% -50%的镁橄榄石(生料、熟料)， 其最大临界粒度设为< 8mm，这样可以大大降低成本，又能保证产品的使用性能。特别优选 的粒度范围在8mm 5mm的占25% 35%、5mm 3mm的占20% 30%、3mm Imm的占 25% 35%、lmm Omm的占0 30%，所述百分比为重量百分比。所述镁砂(MgO重量百分比含量彡85%的电熔镁砂或烧结镁砂等)，其最大临界粒 度为彡8mm，粒度范围在8mm 5mm的占0 20%、5mm 3mm的占0 20%、3mm Imm的 占0 20%、lmm Omm的占20% 50%、彡0. 088mm的占20% 50%，所述百分比为重 量百分比，这样可以进一步增强制品的抗侵蚀性能。所述的镁橄榄石粒度彡8mm,镁砂粒度彡8mm,刚玉粉粒度为彡180目，SiO2微粉 粒度为5 μ m，复合添加剂的粒度为< 180目，有机纤维长度为< 3mm，钢纤维长度为20mm 30mmo发明人发现，采用镁橄榄石和镁砂为主要原料的中间包挡渣墙、挡渣堰，施工性能 还需进一步提高，因此本发明又采用了复合添加剂改善其施工性能和使用性能，同时保证 在使用过程中不坍塌、耐冲刷、耐钢水和渣的化学侵蚀。所述添加剂为三聚磷酸钠、六偏磷 酸钠、SR-71水泥、SiO2微粉中的至少一种。加入有机纤维保证在烘烤过程中不爆裂；加入 钢纤维可提高中间包挡渣墙、挡渣堰常温强度，在使用中具有抗冲击性能，可提高抗折和耐 压强度和抗裂纹扩展和抗剥落性能。该浇注料的生产工艺包括先将上述原料中的骨料加入强制搅拌器内混合搅拌均 勻，再加细粉和复合添加剂搅拌2分钟 3分钟(一般将粒度大于0. 088mm的原料称为骨 料，将粒度小于0. 088mm的原料称为细粉，下同)，当各物料混合搅拌均勻时，再加水搅拌2 分钟 3分钟，经出料、震动成型、养护、干燥、包装即可。所述震动成型时间为2分钟 3分钟，养护时间> 24小时，干燥时间> 72小时， 干燥温度彡250°C，加水量为5. 5份 6份。
所述养护为自然养护，成型后放置在室温下养护48小时左右。所述干燥是在电干燥窑中干燥，干燥时间为72小时。本发明的有益效果1.采用本发明的镁橄榄石质中间包镁质挡渣墙、挡渣堰产品的性能良好，具有良 好的施工性能，施工体在养护、烘烤过程中不水化、不开裂，并具有足够高的强度以满足长 途运输和吊装的要求；在线烘烤的时候具有良好的抗爆裂性能，在使用过程中不坍塌、耐冲 刷、耐钢水和渣的化学侵蚀，能满足多炉连续铸钢的要求。2.由于该产品中采用了镁橄榄石(生料、熟料)等低成本原料，产品的配方成本大 大降低，采用性能优良的结合剂及有机纤维、钢纤维等，使其产品性能有明显的提高，能完 全满足钢厂的要求。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明作进一步描述，但这些实施例不应理解为对本发明的限 制。实施例1 原料镁橄榄石50公斤、镁砂40公斤、刚玉粉5公斤、SiO2微粉3. 5公斤、三聚磷酸 钠0. 5公斤、钢纤维1公斤、有机纤维0. 1公斤。上述镁橄榄石MgO重量百分比43% -50%, 粒度彡8mm，粒度分别为8mm 5mm、5mm 3mm、3mm 1mm、Imm Omm四个级配构成，占镁橄 榄石重量百分比分别为35%、30%、35%、0%。所述镁砂的粒度为彡1mm，粒度分别为Imm 0mm、彡0. 088mm两个级配，占镁砂重量百分比分别为50%、50%。SiO2微粉粒度为5 μ m ；有 机纤维长度为彡3mm ；钢纤维长度为20mm 30mm。制备工艺将上述原料按配方称量，先加骨料在强制搅拌器内混合搅拌均勻，再加细粉和复 合添加剂搅拌2分钟 3分钟后，物料混合均勻时，再加水搅拌2分钟 3分钟，经出料、震 动成型、养护、干燥、包装即可。实施例2原料镁橄榄石70公斤、镁砂15公斤、刚玉粉10公斤、SiO2微粉1公斤、三聚磷 酸钠0. 2公斤、SR-71水泥2. 8公斤、钢纤维1公斤、有机纤维0. 1公斤。上述镁橄榄石MgO 重量百分比43% -50%，粒度彡8mm，粒度分别为8mm 5mm、5mm 3mm、3mm 1mm、Imm Omm四个级配构成，占镁橄榄石重量百分比分别为25%、20%、25%、30%。所述镁砂的粒 度为彡1mm，粒度分别为Imm 0mm、彡0. 088mm两个级配，占镁砂重量百分比分别为0%、 100%。SiO2微粉粒度为5 μ m ；有机纤维长度为彡3mm ；钢纤维长度为20mm 30mm。制备工艺将上述原料按配方称量，先加骨料在强制搅拌器内混合搅拌均勻，再加细粉和复 合添加剂搅拌2分钟 3分钟后，物料混合均勻时，再加水搅拌2分钟 3分钟，经出料、震 动成型、养护、干燥、包装即可。实施例3原料镁砂85公斤、镁橄榄石5公斤、刚玉粉15公斤、SiO2微粉2. 5公斤、六偏磷酸 钠0. 5公斤、钢纤维1公斤、有机纤维0. 1公斤。上述镁橄榄石MgO重量百分比43% -50%,
5粒度Imm 0mm，占镁橄榄石重量百分比分别为100%，上述镁砂的粒度为彡1mm，粒度分别 为8mm 5mm>5mm 3mm>3mm 1mm、Imm 0mm、彡0. 088mm五个级配，占镁砂重量百分比 分别为20%、20%、20%、20%、20%。SiO2微粉粒度为5 μ m ；有机纤维长度为彡3mm ；钢纤 维长度为20mm 30mm。制备工艺将上述原料按配方称量，先加骨料在强制搅拌器内混合搅拌均勻，再加细粉和复 合添加剂搅拌2分钟 3分钟后，物料混合均勻时，再加水搅拌2分钟 3分钟，经出料、震 动成型、养护、干燥、包装即可。按照上述实施例生产出的产品，其施工性能和使用性能从下表可看出均比较好工业试验 显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精 神和范围。倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之 内，则本发明也应该包含这些改动和变型在内。本说明书中若有未作详细描述的内容，则属于本领域专业技术人员公知的技术， 此处不再赘述。
权利要求
一种镁橄榄石质中间包挡渣墙用浇注料，其特征是由下述重量份数的原料制成，其中镁橄榄石5份～70份、镁砂15份～85份、刚玉粉5份～15份、复合添加剂3份～5份、有机纤维0.1份、钢纤维1份。
2.如权利要求1所述的镁橄榄石质中间包挡渣墙用浇注料，其特征是所述各原料优 选值为镁橄榄石50份、镁砂40份、刚玉粉5份、复合添加剂3. 9份、有机纤维0. 1份、钢纤 维1份。
3.如权利要求1或2所述的镁橄榄石质中间包挡渣墙用浇注料，其特征是所述镁砂 为MgO重量百分比含量> 85%的电熔镁砂或烧结镁砂。
4.如权利要求1或2所述的镁橄榄石质中间包挡渣墙用浇注料，其特征是所述复合 添加剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、SR-71水泥、SiO2微粉的至少一种。
5.如权利要求1或2所述的镁橄榄石质中间包挡渣墙用浇注料，其特征是所述镁橄 榄石为MgO重量百分比为43% 50%的镁橄榄石。
6.如权利要求1所述的镁橄榄石质中间包挡渣墙用浇注料，其特征是所述的镁橄榄 石粒度< 8mm，镁砂粒度< 8mm，刚玉粉粒度为< 180目，SiO2微粉粒度为5 μ m,复合添加剂 的粒度为< 180目，有机纤维长度为< 3mm，钢纤维长度为20mm 30mm。
7.如权利要求6所述的镁橄榄石质中间包挡渣墙用浇注料，其特征是所述的粒度 彡8mm的镁橄榄石中，其粒度范围在8mm 5mm的占25% 35%、5mm 3mm的占20% 30%,3mm Imm的占25% 35%、Imm Omm的占0 30%，所述百分比为重量百分比。
8.如权利要求6所述的镁橄榄石质中间包挡渣墙用浇注料，其特征是所述的粒度 彡8mm的镁砂中，其粒度范围在8mm 5mm的占0 20%、5mm 3mm的占0 20%、3mm Imm的占0 20%、Imm Omm的占20% 50%、彡0. 088mm的占20% 50%，所述百分比 为重量百分比。
9.一种如权利要求1所述的镁橄榄石质中间包挡渣墙浇注料的生产工艺，其特征是 先将所述原料中的骨料加入搅拌器内混合搅拌均勻，再加细粉和复合添加剂搅拌2分钟 3分钟，当物料混合均勻时，再加水搅拌2分钟 3分钟，经出料、震动成型、养护、干燥、包装 即可。
10.如权利要求9所述的镁橄榄石质中间包挡渣墙浇注料的生产工艺，其特征是所 述震动成型时间为2分钟 3分钟，养护时间> 24小时，干燥时间> 72小时，干燥温度 彡250°C，加水量为5. 5份 6份。
全文摘要
本发明公开了一种镁橄榄石质中间包挡渣墙用浇注料及其生产工艺，它由下述重量份数的原料制成，其中镁橄榄石5份～70份、镁砂15份～85份、刚玉粉5份～15份、复合添加剂3份～5份、有机纤维0.1份、钢纤维1份。生产工艺是先将原料中的骨料加入搅拌器内混合搅拌均匀，再加入细粉和复合添加剂搅拌2分钟～3分钟，当各物料混合搅拌均匀时，再加水搅拌2分钟～3分钟，经出料、震动成型、养护、干燥、包装即可。本发明采用了镁橄榄石和镁砂共同作用，降低了产品的配方成本，采用性能良好的复合添加剂、有机纤维、钢纤维等在提高制品强度的同时，保证了产品的施工性能和使用性能。
文档编号C04B35/66GK101913888SQ20101025794
公开日2010年12月15日 申请日期2010年8月18日 优先权日2010年8月18日
发明者刘毅, 姚亚双, 王志强, 田先明, 郑吉红, 高永生 申请人:武汉钢铁(集团)公司