本发明涉及钢铁冶炼领域，具体而言，涉及一种干式料、及其制备方法和应用。
背景技术：
中间包是连铸钢包与结晶器之间的一个耐火材料容器。在连铸开始的初期，中间包仅作为从钢包到结晶器之间的钢液的储存器和分配器，而随着连铸工艺的发展，中间包已经成为冶金精炼反应器，能够消除钢水再污染，防止钢液二次氧化，防止耐火材料腐蚀和钢包涡流卷渣，对稳定连铸生产和提高连铸坯质量起着重要的作用。
近年来，随着高效连铸炼钢技术的快速发展，快速更换水口技术的使用，对中间包工作衬的要求越来越高，中间包工作衬已经由硅质绝热板变为以镁砂、镁橄榄石、含钙原料为主的碱性耐火材料，按施工方式也已经由砌筑件转为涂抹料、喷涂料，以及现在使用比例越来越高的干式料。干式料与现在普遍使用的湿式涂抹料(喷涂料)最大的区别在于它施工时不需加水，而且施工简单，使用寿命长，保温效果好，用后容易翻包。
然而，目前用于中间包工作衬的干式料仍然存在诸多不足之处：
(1)目前普遍采用中档镁砂为主要原料制备中间包干式料，然而，随着镁砂资源的日益枯竭和镁砂价格的迅速攀升，采用中档镁砂制备中间包干式料的成本较高。
(2)在中间包干式料中用回收的镁碳颗粒替代镁砂，可以降低成本，但是镁碳颗粒中的石墨极易被空气中的氧化气体和渣中铁氧化物氧化，形成脱碳层，导致基质组织结构疏松、抗侵蚀和机械冲刷能力显著下降。
(3)中间包干式料中普遍添加固体酚醛树脂，在干式料烘烤使用过程中产生的残碳和氢会给钢水增碳和增氢，影响钢坯质量，而且会产生大量的有害刺激性气体，污染环境，不利于洁净炼钢、绿色环保的高质量钢坯的炼钢要求。
有鉴于此，特提出本发明。
技术实现要素：
本发明的第一目的在于提供一种干式料，所述干式料具有抗氧化、抗侵蚀、低成本和环保的优点。
本发明的第二目的在于提供一种所述干式料的制备方法，所述方法通过简单的混合即可获得所述干式料，具有操作简单，易于规模化生产的优点。
本发明的第三目的在于提供上述干式料在制备或修补中间包中的应用，上述应用能够有效延长中间包的使用寿命，减少浪费，降低成本，同时不会对环境造成污染，具有显著的经济效益和环保效益。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
一种干式料，所述干式料主要由以下重量份的原料组成：废镁碳颗粒60～75份、镁砂15～30份、糖类结合剂3～6份、助烧剂1～2份、al4sic4粉2～5份和其他抗氧化剂0～1份。
首先，本发明所述干式料以废镁碳颗粒为主料，显著减少镁砂的用量。废镁碳颗粒含有较高的mgo，具有优异的耐高温性能，同时，废镁碳颗粒对钢水和碱性熔渣的润湿性差，可以提高抗渣侵蚀性。因此，用废镁碳颗粒替代镁砂可以在保证产品性能的前提下，极大地降低生产成本。
其次，为了解决镁碳颗粒中的石墨极易被空气中的氧化气体和渣中铁氧化物氧化，形成脱碳层，导致基质组织结构疏松、抗侵蚀和机械冲刷能力显著下降等技术问题，本发明所述干式料中还包括al4sic4粉。所述al4sic4粉在高温情况下，会直接分解生成al2o3和sic，而不像传统含铝抗氧化剂生成al4c3；al4c3易发生水化反应，使体积膨胀发生开裂，降低强度和抗侵蚀性，al4sic4的这一性能有效地弥补了传统抗氧化剂的缺点，同时，al4sic4的加入还可以还原被氧化的碳，并且将自身的碳作为游离碳加入到干式料中起到补充碳源的作用而且al4sic4分解生成的al2o3会与干式料中的mgo反应生成镁铝尖晶石，可在表面形成保护层防止进一步氧化，提高抗侵蚀性。
再者，本发明所述干式料用糖类结合剂替换固体酚醛树脂，避免固体酚醛树脂在受热过程中产生残碳、氢和刺激性有害气体，既提高钢水的品质，又避免污染环境。
另外，本发明所述干式料中各原料配比合理，具有功能互补、协同增效的作用，进一步增强所干式料抗氧化、抗侵蚀和抗冲击的能力。
在一些具体的实施方式中，所述干式料主要由以下重量份的原料组成：废镁碳颗粒70份、镁砂18份、结合剂6份、助烧剂1份、al4sic4粉3份和其他抗氧化剂1份。
在一些具体的实施方式中，所述al4sic4粉中al4sic4的含量在90％以上；优选地，所述al4sic4粉通过固相反应烧结法、化学气相沉积-固相反应烧结法、热压烧结法、高温自蔓延法、渗透法中的一种或多种制备而成。
在一些具体的实施方式中，所述废镁碳颗粒中mgo的含量在70％以上。
在一些具体的实施方式中，所述废镁碳颗粒包括废镁碳砖颗粒、废镁铝碳砖颗粒、废镁铬砖颗粒中的一种或多种。
在一些具体的实施方式中，所述废镁碳颗粒包括6～3mm废镁碳颗粒、3～1mm废镁碳颗粒、1～0mm废镁碳颗粒和粒度在200目以下的废镁碳颗粒。
在一些具体的实施方式中，所述6～3mm废镁碳颗粒、3～1mm废镁碳颗粒、1～0mm废镁碳颗粒和粒度在200目以下的废碳颗粒的重量比为10～30：30～60：20～50：10～30。
在一些具体的实施方式中，所述6～3mm废镁碳颗粒、3～1mm废镁碳颗粒、1～0mm废镁碳颗粒和粒度在200目以下的废碳颗粒的重量比为10:25:20:5～15。
在一些具体的实施方式中，所述镁砂中mgo的含量在90％以上；优选地，所述镁砂包括1～0mm镁砂和粒度在200目以下的镁砂；更优选地，按重量份计，所述1～0mm镁砂0～15份，粒度在200目以下的镁砂15～30份。
在一些具体的实施方式中，所述糖类结合剂选自工业糖类及其衍生物，优选地，所述工业糖类及其衍生物选自葡萄糖、木糖、半乳糖、果糖、甘露糖、山梨糖或葡萄糖醛酸中的一种或多种，优选地，所述工业糖类及其衍生物选自葡萄糖或蔗糖，更优选地，所述工业糖类及其衍生物为葡萄糖。
在一些具体的实施方式中，所述助烧剂选自中温助烧剂中的一种或多种；优选地，所述中温助烧剂选自白泥、粘土、硼砂中的一种或多种；更优选地，所述助烧剂为硼砂。
在一些具体的实施方式中，所述其他抗氧化剂选自金属铝粉或金属硅粉中的一种或多种；优选地，所述其他抗氧化剂为金属硅粉。
本发明还涉及上述干式料的制备方法，所述方法将所述原料混合均匀，即得所述干式料。本发明所述方法通过简单的混合即可获得所述干式料，具有操作简单，易于规模化生产的优点。
本发明还涉及上述干式料在制备或修补中间包中的应用。本发明所述应用能够有效延长中间包的使用寿命，减少浪费，降低成本，同时不会对环境造成污染，具有显著的经济效益和环保效益。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1)、本发明所述干式料以废镁碳颗粒为主料，显著降低镁砂的用量，提高所述干式料抗渣侵蚀性；同时极大地降低生产成本，而al4sic4粉的加入能够解决镁碳颗粒中的石墨极易被空气中的氧化气体和渣中铁氧化物氧化，形成脱碳层，导致基质组织结构疏松、抗侵蚀和机械冲刷能力显著下降的问题，提高所述干式料的抗氧化、抗侵蚀性；而糖类粘结剂的使用可以提高钢水的品质，同时避免污染环境；另外，本发明所述干式料中各原料配伍得当、配比合理，具有功能互补、协同增效的作用，进一步增强所干式料抗氧化、抗侵蚀和抗冲击的能力。
2)、本发明所述制备方法通过简单的混合即可获得所述干式料，具有操作简单，易于规模化生产的优点。
3)、本发明所述应用能够有效延长中间包的使用寿命，减少浪费，降低成本，同时不会对环境造成污染，具有显著的经济效益和环保效益。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
实施例1
一种加al4sic4的环保型干式料，由以下原料制备而成：
废镁碳颗粒：70kg；过200目筛的镁砂：18kg；葡萄糖：6kg；硼砂：1kg；al4sic4粉：3kg；金属硅粉：1kg。所述废镁碳颗粒为废镁碳砖颗粒，其中mgo的含量为70％以上，所述al4sic4粉中al4sic4的含量为90％以上。
本实施例所描述的环保型干式料的制备工艺：称取上述重量的原料；先将镁砂中的50％、葡萄糖、硼砂、al4sic4粉、金属硅粉预混6min后，装小袋备用。然后按废镁碳颗粒、预混料和其余镁砂的顺序加料再次混练5min，入小袋包装。
对本实施例制备的干式料进行性能检测，具体检测结果如下表所示：
表1本实施例所述干式料的性能指标
实施例2
一种加al4sic4的环保型干式料，由以下原料制备而成：
废镁碳颗粒：60kg；过200目筛的镁砂：30kg；葡萄糖：3kg；硼砂：2kg；al4sic4粉：2kg；金属硅粉：0.2kg。所述废镁碳颗粒为废镁碳砖颗粒，其中mgo的含量为70％以上，所述al4sic4粉中al4sic4的含量为90％以上。
本实施例所描述的环保型干式料的制备工艺：称取上述重量的原料；先将镁砂中的50％、葡萄糖、硼砂、al4sic4粉、金属硅粉预混6min后，装小袋备用。然后按废镁碳颗粒、预混料和其余镁砂的顺序加料再次混练5min，入小袋包装。
对本实施例制备的干式料进行性能检测，具体检测结果如下表所示：
表2本实施例所述干式料的性能指标
实施例3
一种加al4sic4的环保型干式料，由以下原料制备而成：
废镁碳颗粒：75kg；过200目筛的镁砂：15kg；葡萄糖：6kg；硼砂：1kg；al4sic4粉：5kg；金属硅粉：1kg；
所述废镁碳颗粒为废镁碳砖颗粒，其中mgo的含量为70％以上，所述al4sic4粉中al4sic4的含量为90％以上。
本实施例所描述的环保型干式料的制备工艺：称取上述重量的原料；先将镁砂中的50％、葡萄糖、硼砂、al4sic4粉、金属硅粉预混6min后，装小袋备用。然后按废镁碳颗粒、预混料和其余镁砂的顺序加料再次混练5min，入小袋包装。
对本实施例制备的干式料进行性能检测，具体检测结果如下表所示：
表3本实施例所述干式料的性能指标
实施例4
一种加al4sic4的环保型干式料，由以下原料制备而成：
废镁碳颗粒：65kg；过200目筛的镁砂：25kg；葡萄糖：4kg；广西白泥：2kg；al4sic4粉：3kg；金属铝粉：1kg。所述废镁碳颗粒为废镁碳砖颗粒，其中mgo的含量为70％以上，所述al4sic4粉中al4sic4的含量为90％以上。
本实施例所描述的环保型干式料的制备工艺：称取上述重量的原料；先将镁砂中的50％、葡萄糖、广西白泥、al4sic4粉、金属铝粉预混6min后，装小袋备用。然后按废镁碳颗粒、预混料和其余镁砂的顺序加料再次混练5min，入小袋包装。
对本实施例制备的干式料进行性能检测，具体检测结果如下表所示：
表4本实施例所述干式料的性能指标
实施例5
一种加al4sic4的环保型干式料，由以下原料制备而成：
6～3mm废镁碳颗粒：10kg；3～1mm废镁碳颗粒：25kg；1～0mm废镁碳颗粒：20kg；过200目筛的废镁碳颗粒：15kg；过200目筛的镁砂：18kg；葡萄糖：6kg；硼砂：1kg；al4sic4粉：3kg；金属硅粉：1kg。所述废镁碳颗粒为废镁碳砖颗粒，其中mgo的含量为70％以上，所述al4sic4粉中al4sic4的含量为90％以上。
本实施例所描述的环保型干式料的制备工艺：称取上述重量的原料；先将镁砂中的50％、葡萄糖、硼砂、al4sic4粉、金属硅粉预混6min后，装小袋备用。然后按废镁碳颗粒、预混料和其余镁砂的顺序加料再次混练5min，入小袋包装。
对本实施例制备的干式料进行性能检测，具体检测结果如下表所示：
表5本实施例所述干式料的性能指标
实施例6
一种加al4sic4的环保型干式料，由以下原料制备而成：
废镁碳颗粒：70kg；1～0mm镁砂：5kg；过200目筛的镁砂：15kg；葡萄糖：6kg；硼砂：1kg；al4sic4粉：3kg；金属硅粉：1kg。所述废镁碳颗粒为废镁碳砖颗粒，其中mgo的含量为70％以上，所述al4sic4粉中al4sic4的含量为90％以上。
本实施例所描述的环保型干式料的制备工艺：称取上述重量的原料；先将过200目筛的镁砂和1～0mm镁砂中的50％、葡萄糖、硼砂、al4sic4粉、金属硅粉预混6min后，装小袋备用。然后按废镁碳颗粒、预混料和其余镁砂的顺序加料再次混练5min，入小袋包装。
对本实施例制备的干式料进行性能检测，具体检测结果如下表所示：
表6本实施例所述干式料的性能指标
对比例1
参照发明专利申请cn201710213856.0说明书实施例1制备中间包干式料，并检测其性能，具体检测结果如下表所示：
表6本对比例所述干式料的性能指标
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，但本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。