專利名稱：中間包永久襯澆注料的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種連鑄中間包，尤其涉及一種連鑄中間包永久襯澆注料。
現(xiàn)有技術所采用的Al2O3-SiO2系中間包澆注料，主原料采用焦寶石、紅柱石、豎窯燒成的二級礬土或特級礬土。焦寶石和特級礬土為原料的澆注料抗熱震性差，而豎窯燒成的二級礬土均勻程度很差，性能波動很大，難以制造出性能優(yōu)良的澆注料。進口紅柱石原料能做出性能好的澆注料，但成本很高，國內(nèi)的紅柱石質(zhì)量較差，難以制造性能穩(wěn)定的成品，并且價格仍然較高。Al2O3-SiO2系中間包澆注料使用壽命較短，通常需要通過多次維修。
類似的Al2O3-SiO2系澆注料也用于包蓋、加熱爐等。影響這些部位使用壽命的主要因素是澆注料的抗熱震性。現(xiàn)用Al2O3-SiO2澆注料的抗熱震性一般在20～40次。應用于包蓋的使用壽命在80～150次，應用于加熱爐的使用壽命為1～3年。
特開昭63-291879專利，采用粘土和高鋁為骨料，基質(zhì)采用硅微粉和氧化鋁微粉，澆注料的Al2O3含量為40～50％。存在的缺點是，Al2O3含量偏低，現(xiàn)在連澆爐數(shù)呈逐年提高趨勢，一般為7～8爐，較高的在10～12爐以上，并且注流區(qū)有鋼包下渣，工作襯鎂質(zhì)涂料難以抵抗高連澆爐數(shù)下的渣線侵蝕，特別是注流區(qū)的渣線永久襯會受到侵蝕，上述Al2O3含量顯然不能滿足抗侵蝕的要求。并且，以粘土和高鋁為主原料的澆注料其抗熱震性肯定不如以莫來石為主原料的澆注料。骨料采用廉價的不耐侵蝕的粘土，而基質(zhì)卻采用昂貴的氧化鋁微粉，材料配合不盡合理。
由于現(xiàn)有中間包澆注料的熱震穩(wěn)定性和體積穩(wěn)定性較差，使用中，陽角、包壁和包底產(chǎn)生開裂和剝落，制約了使用壽命的提高。
為達上述目的，本發(fā)明的中間包永久襯澆注料，包括有骨料、基料和添加劑，其各組分重量百分含量為礬土級莫來石30～75％莫來石 3～67％硅微粉 1.5～5％水泥≤3％鋼纖維 0.1～3％本發(fā)明的中間包永久襯澆注料，還進一步包括蘭晶石1.5～5％、硅石0～5％中的其中一種或兩種；其中所述的礬土級莫來石中Al2O3含量為60～80％，臨界顆粒≥5mm；其中所述的莫來石是指莫來石細粉0～42％和莫來石超微粉3～25％；其中所述的水泥中Al2O3含量為60～80％；本發(fā)明的中間包永久襯澆注料，可適用于中間包永久襯、中間包包蓋、混鐵車爐口和加熱爐等熱震穩(wěn)定性要求較高的部位。
為了延長中間包永久襯澆注料的使用壽命，本發(fā)明主要著眼于提高澆注料的抗熱震性，保持體積穩(wěn)定性和足夠的強度。
中間包永久襯澆注料的損毀主要是由于中間包的反復冷熱作用所造成，因此注重提高澆注料的抗熱震性和體積穩(wěn)定性，而最重要的是提高抗熱震性。
用倒焰窯生產(chǎn)的Al2O3含量在60-80％、雜質(zhì)含量較低的礬土級莫來石，代替現(xiàn)用產(chǎn)品所用的臘石、焦寶石、豎窯生產(chǎn)的性能不均勻和雜質(zhì)高的二級礬土、I級和特級礬土、剛玉原料。臘石和焦寶石因Al2O3含量較低影響其耐侵蝕性而不宜使用，特級礬土和剛玉抗熱震性較差，豎窯生產(chǎn)的二級礬土的雜質(zhì)高、成分不均勻且性能不穩(wěn)定，本發(fā)明采用的倒焰窯生產(chǎn)的礬土級莫來石，具有燒結(jié)好吸水率低、雜質(zhì)含量較低、性能穩(wěn)定、價格低廉、抗熱震性好的特點。選用抗熱震性好、成本低的倒焰窯生產(chǎn)的礬土級莫來石(莫來石含量為75％左右)作為主原料是本發(fā)明的特色。在本發(fā)明中對于礬土級莫來石要求是Al2O3含量在60～80％，F(xiàn)e2O3＜1.0％，吸水率＜3.5％，顆粒體積密度＞2.75g/cm3。用該料代替現(xiàn)用中間包澆注料所用的焦寶石、特級礬土、豎窯生產(chǎn)的二級礬土和紅柱石原料，使?jié)沧⒘系男阅芊€(wěn)定和提高，同時成本也下降。
適當減少SiO2微粉含量(一般硅灰為3～6％，本發(fā)明的中間包澆注料的硅灰含量在2～3％)，可顯著減弱由于外來成分的滲透所造成的燒結(jié)，從而提高了抗侵蝕性能和抗剝落性能；優(yōu)化粒度組成將臨界顆粒從5mm增大到20mm，加大臨界顆粒尺寸和增加大顆粒的比例都有利于抗熱震性的提高。
基質(zhì)選用莫來石為主，是由莫來石細粉和莫來石超微粉組成、其品位高于骨料的原料。細粉采用天然莫來石或合成莫來石，并采用莫來石超微粉。這樣，既確?；|(zhì)主要為莫來石成分，提高澆注料的抗熱震性，超微粉又能確保澆注料采用超低水泥結(jié)合技術，提高澆注料的強度。對莫來石微粉的要求是，Al2O3含量68～72％，SiO2含量26～31％，粒度d50為0.1～10μm。這樣可以降低蠕變率、提高抗熱震性能和抗剝落性能，并且，莫來石微粉與Al2O3微粉相比較，成本也顯著下降。
提高體積穩(wěn)定性。比較例1000℃和1400℃燒后都出現(xiàn)了明顯的收縮。發(fā)明例加入了一定量的蘭晶石、硅石，通過它們的晶型轉(zhuǎn)變和反應所產(chǎn)生的膨脹以彌補材料在高溫下的收縮，這樣可減少收縮產(chǎn)生的裂紋。
減少鋼纖維加入量。一般中間包澆注料的鋼纖維加入量為2～4％，一方面，鋼纖維的熱膨脹系數(shù)比耐火材料大得多；另一方面，高溫下，鋼纖維生成氧化鐵，氧化鐵促進了澆注料液相的生成和燒結(jié)，因而降低了抗熱震性能，澆注料容易發(fā)生剝落。而本發(fā)明的中間包澆注料的不銹鋼纖維加入量控制在3％以下，從而改善了澆注料的抗熱震性、抗剝落性和體積穩(wěn)定性。
表1 澆注料的配比(wt％)
表2澆注料的性能
發(fā)明的效果本發(fā)明的澆注料熱震穩(wěn)定性＞50次，而比較例的澆注料只有20～30次；800℃～1500℃燒結(jié)強度高達120MPa以上，體積穩(wěn)定性好(燒后線變化在±0.1％以內(nèi)，熱膨脹系數(shù)≤4×10-6/℃)，抗渣滲透性優(yōu)越。用該澆注料作為中間包永久襯澆注料，裂紋會明顯減少，從而會顯著減輕剝落，抗侵蝕也會顯著改善。預計在中間包上使用壽命將提高40％以上。
用本發(fā)明的澆注料代替現(xiàn)在加熱爐襯的澆注料，不但能顯著提高使用壽命，而且還使成本顯著下降。本發(fā)明的澆注料用在中間包蓋上，預測使用壽命可達150次以上。
權(quán)利要求
1.中間包永久襯澆注料，包括有骨料、基料和添加劑，其特征在于，其各組分含量為以下均為重量百分，礬土級莫來石 30～75％莫來石 3～67％硅微粉 1.5～5％水泥 ≤3％鋼纖維 0.1～3％。
2.如權(quán)利要求1所述的中間包永久襯澆注料，其特征在于，還進一步包括蘭晶石1.5～5％、硅石0～5％中的其中一種或兩種。
3.如權(quán)利要求1或2所述的中間包永久襯澆注料，其特征在于，其中所述的礬土級莫來石中Al2O3含量為60～80％，臨界顆?！?mm。
4.如權(quán)利要求1或2所述的中間包永久襯澆注料，其特征在于，其中所述的莫來石是指莫來石細粉0～42％和莫來石超微粉3～25％。
5.如權(quán)利要求1或2所述的中間包永久襯澆注料，其特征在于，其中所述的水泥中Al2O3含量為60-80％。
6.如權(quán)利要求1或2所述的中間包永久襯澆注料，其特征在于，其中所述的澆注料用于中間包永久襯、中間包包蓋、混鐵車爐口和加熱爐熱震穩(wěn)定性要求較高的部位。
全文摘要
本發(fā)明提供一種中間包永久襯澆注料，其組分重量百分比為，礬土級莫來石30～75％；莫來石3～67％；硅微粉1.5～5％；水泥≤3％；鋼纖維0.1～3％，還進一步包括藍晶石1.5～5％、硅石0～5％中的其中一種或兩種，所制得的澆注料抗熱震性好、強度高、線變化率小，成本低，能顯著提高澆注料的使用壽命，本發(fā)明的澆注料可用于中間包永久襯澆等熱震穩(wěn)定性要求較高的部位。
文檔編號C04B35/185GK1415446SQ0113203
公開日2003年5月7日 申請日期2001年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月29日
發(fā)明者田守信, 姚金甫, 陳榮榮, 嚴永亮 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司