一種鋼包工作層澆注料及其制備方法和應(yīng)用
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種鋼包工作層澆注料及其制備方法和應(yīng)用，該鋼包工作層澆注料由以下按照重量份的原料組成：黑剛玉32?40份、硫酸鎂10?18份、沸石分子篩16?24份、碳酸二甲酯35?42份。將黑剛玉粉末、沸石分子篩粉末與碳酸二甲酯混合加熱攪拌處理；降至室溫后，加入硫酸鎂粉末混合均勻并繼續(xù)研磨制得混合物料；將混合物料與去離子水混合攪拌均勻后置入模具中，帶模養(yǎng)護(hù)、脫模、燒制即得。本發(fā)明中黑剛玉、沸石分子篩經(jīng)過(guò)碳酸二甲酯的處理，再與硫酸鎂混合，經(jīng)過(guò)高溫?zé)坪?，生成由Si、Al、Mg、O等組成的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的化學(xué)鍵，提高了澆注料的耐高溫性能、抗渣侵蝕性能，且原料簡(jiǎn)單易得，原料成本低，制備過(guò)程簡(jiǎn)單，易操作，生產(chǎn)成本低，適于工業(yè)化生產(chǎn)。
【專利說(shuō)明】
一種鋼包工作層澆注料及其制備方法和應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及鋼包材料技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種鋼包工作層澆注料及其制備方法和應(yīng) 用。
【背景技術(shù)】
[0002] 鋼包的作用是承接上游煉鋼爐的鋼水，把鋼水運(yùn)送到爐外精煉設(shè)備或澆鋼現(xiàn)場(chǎng)， 但是隨著連鑄和爐外精煉技術(shù)的發(fā)展，鋼包不僅作為儲(chǔ)運(yùn)鋼液的高溫容器，而且成為具有 特定功能的冶金設(shè)備，不少鋼水精煉的工藝都是在鋼包中完成。鋼包中和鋼水直接接觸的 耐火材料層叫鋼包工作層?，F(xiàn)有技術(shù)中鋼包工作層一般采用鋁尖晶石澆注料，抗渣侵蝕性 能和高溫?zé)Y(jié)強(qiáng)度有限，因此直接影響了鋼包的使用壽命，如何提高鋼包的使用壽命，改善 鋼包工作層材質(zhì)是關(guān)鍵，因此鋼包工作層澆注料的改進(jìn)成為延長(zhǎng)鋼包使用壽命的關(guān)鍵。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于提供一種耐高溫性能、抗渣侵蝕的鋼包工作層澆注料及其制備 方法和應(yīng)用，以解決上述【背景技術(shù)】中提出的問(wèn)題。
[0004] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
[0005] -種鋼包工作層澆注料，由以下按照重量份的原料組成：黑剛玉32-40份、硫酸鎂 10-18份、沸石分子篩16-24份、碳酸二甲酯35-42份。
[0006] 作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:所述鋼包工作層澆注料，由以下按照重量份的原料組 成:黑剛玉34-38份、硫酸鎂12-16份、沸石分子篩18-22份、碳酸二甲酯37-40份。
[0007] 作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述鋼包工作層澆注料，由以下按照重量份的原料組 成:黑剛玉36份、硫酸鎂14份、沸石分子篩20份、碳酸二甲酯39份。
[0008] 所述鋼包工作層澆注料的制備方法，由以下步驟組成：
[0009] 1)將黑剛玉、硫酸鎂、沸石分子篩分別粉碎、過(guò)200目篩，制得黑剛玉粉末、硫酸鎂 粉末、沸石分子篩粉末；
[0010] 2)將黑剛玉粉末、沸石分子篩粉末與碳酸二甲酯混合，并在65-70°C下進(jìn)行加熱攪 拌處理30-40min，然后在85-90°C下攪拌3-4h;降至室溫后，加入硫酸鎂粉末混合均勻并繼 續(xù)研磨30-40min，制得混合物料；
[0011] 3)將混合物料與其質(zhì)量4%的去離子水混合，攪拌均勻后置入模具中，在30min的 時(shí)間中升溫至75-80°C，并在該溫度下帶模養(yǎng)護(hù)8-10h，脫模，然后在40min的時(shí)間下升溫至 180-200°C，并在該溫度下保溫50-60min，然后在1.5-2h的時(shí)間中升溫至650-700°C，即得鋼 包工作層澆注料。
[0012] 所述鋼包工作層澆注料在鋼包中的應(yīng)用。
[0013] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
[0014] 本發(fā)明中黑剛玉、沸石分子篩經(jīng)過(guò)碳酸二甲酯的處理，再與硫酸鎂混合，經(jīng)過(guò)高溫 燒制后，生成由Si、A1、Mg、0等組成的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的化學(xué)鍵，提高了澆注料的耐高溫性能、抗渣 侵蝕性能，且原料簡(jiǎn)單易得，原料成本低，制備過(guò)程簡(jiǎn)單，易操作，生產(chǎn)成本低，適于工業(yè)化 生產(chǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述， 顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的 實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都 屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0016] 實(shí)施例1
[0017] 本發(fā)明實(shí)施例中，一種鋼包工作層澆注料，由以下按照重量份的原料組成：黑剛玉 32份、硫酸鎂10份、沸石分子篩16份、碳酸二甲酯35份。
[0018] 將黑剛玉、硫酸鎂、沸石分子篩分別粉碎、過(guò)200目篩，制得黑剛玉粉末、硫酸鎂粉 末、沸石分子篩粉末。將黑剛玉粉末、沸石分子篩粉末與碳酸二甲酯混合，并在65°C下進(jìn)行 加熱攪拌處理30min，然后在85°C下攪拌3h;降至室溫后，加入硫酸鎂粉末混合均勻并繼續(xù) 研磨30min，制得混合物料。將混合物料與其質(zhì)量4%的去離子水混合，攪拌均勻后置入模具 中，在30min的時(shí)間中升溫至75°C，并在該溫度下帶模養(yǎng)護(hù)8h，脫模，然后在40min的時(shí)間下 升溫至180°C，并在該溫度下保溫50min，然后在1.5h的時(shí)間中升溫至650°C，即得鋼包工作 層澆注料。
[0019] 實(shí)施例2
[0020] 本發(fā)明實(shí)施例中，一種鋼包工作層澆注料，由以下按照重量份的原料組成：黑剛玉 40份、硫酸鎂18份、沸石分子篩24份、碳酸二甲酯42份。
[0021] 將黑剛玉、硫酸鎂、沸石分子篩分別粉碎、過(guò)200目篩，制得黑剛玉粉末、硫酸鎂粉 末、沸石分子篩粉末。將黑剛玉粉末、沸石分子篩粉末與碳酸二甲酯混合，并在70°C下進(jìn)行 加熱攪拌處理40min，然后在90°C下攪拌4h;降至室溫后，加入硫酸鎂粉末混合均勻并繼續(xù) 研磨40min，制得混合物料。將混合物料與其質(zhì)量4%的去離子水混合，攪拌均勻后置入模具 中，在30min的時(shí)間中升溫至80°C，并在該溫度下帶模養(yǎng)護(hù)10h，脫模，然后在40min的時(shí)間下 升溫至200°C，并在該溫度下保溫60min，然后在2h的時(shí)間中升溫至700°C，即得鋼包工作層 澆注料。
[0022] 實(shí)施例3
[0023]本發(fā)明實(shí)施例中，一種鋼包工作層澆注料，由以下按照重量份的原料組成：黑剛玉 34份、硫酸鎂12份、沸石分子篩18份、碳酸二甲酯37份。
[0024]將黑剛玉、硫酸鎂、沸石分子篩分別粉碎、過(guò)200目篩，制得黑剛玉粉末、硫酸鎂粉 末、沸石分子篩粉末。將黑剛玉粉末、沸石分子篩粉末與碳酸二甲酯混合，并在68°C下進(jìn)行 加熱攪拌處理35min，然后在88 °C下攪拌3.5h;降至室溫后，加入硫酸鎂粉末混合均勻并繼 續(xù)研磨35min，制得混合物料。將混合物料與其質(zhì)量4%的去離子水混合，攪拌均勻后置入模 具中，在30min的時(shí)間中升溫至78°C，并在該溫度下帶模養(yǎng)護(hù)9h，脫模，然后在40min的時(shí)間 下升溫至190°C，并在該溫度下保溫55min，然后在1.8h的時(shí)間中升溫至700°C，即得鋼包工 作層澆注料。
[0025] 實(shí)施例4
[0026]本發(fā)明實(shí)施例中，一種鋼包工作層澆注料，由以下按照重量份的原料組成：黑剛玉 38份、硫酸鎂16份、沸石分子篩22份、碳酸二甲酯40份。
[0027]將黑剛玉、硫酸鎂、沸石分子篩分別粉碎、過(guò)200目篩，制得黑剛玉粉末、硫酸鎂粉 末、沸石分子篩粉末。將黑剛玉粉末、沸石分子篩粉末與碳酸二甲酯混合，并在68°C下進(jìn)行 加熱攪拌處理35min，然后在88 °C下攪拌3.5h;降至室溫后，加入硫酸鎂粉末混合均勻并繼 續(xù)研磨35min，制得混合物料。將混合物料與其質(zhì)量4%的去離子水混合，攪拌均勻后置入模 具中，在30min的時(shí)間中升溫至78°C，并在該溫度下帶模養(yǎng)護(hù)9h，脫模，然后在40min的時(shí)間 下升溫至190°C，并在該溫度下保溫55min，然后在1.8h的時(shí)間中升溫至700°C，即得鋼包工 作層澆注料。
[0028] 實(shí)施例5
[0029]本發(fā)明實(shí)施例中，一種鋼包工作層澆注料，由以下按照重量份的原料組成：黑剛玉 36份、硫酸鎂14份、沸石分子篩20份、碳酸二甲酯39份。
[0030] 將黑剛玉、硫酸鎂、沸石分子篩分別粉碎、過(guò)200目篩，制得黑剛玉粉末、硫酸鎂粉 末、沸石分子篩粉末。將黑剛玉粉末、沸石分子篩粉末與碳酸二甲酯混合，并在68°C下進(jìn)行 加熱攪拌處理35min，然后在88 °C下攪拌3.5h;降至室溫后，加入硫酸鎂粉末混合均勻并繼 續(xù)研磨35min，制得混合物料。將混合物料與其質(zhì)量4%的去離子水混合，攪拌均勻后置入模 具中，在30min的時(shí)間中升溫至78°C，并在該溫度下帶模養(yǎng)護(hù)9h，脫模，然后在40min的時(shí)間 下升溫至190°C，并在該溫度下保溫55min，然后在1.8h的時(shí)間中升溫至700°C，即得鋼包工 作層澆注料。
[0031] 對(duì)比例1
[0032] 除不含有硫酸鎂外，其配方及制備過(guò)程與實(shí)施例5-致。
[0033] 對(duì)比例2
[0034]僅含有黑剛玉、硫酸鎂，其配方及制備過(guò)程與實(shí)施例5-致。
[0035]以實(shí)施例5的鋼包工作層澆注料與對(duì)比例1-2鋼包工作層澆注料對(duì)比進(jìn)行實(shí)驗(yàn)及 測(cè)試，二者理化指標(biāo)測(cè)試對(duì)比結(jié)果如表1所示。
[0039] 實(shí)驗(yàn):抗渣性能實(shí)驗(yàn)對(duì)比
[0040]試驗(yàn)條件：1600°03hr
[0041 ]試驗(yàn)方法:靜態(tài)坩堝法，坩堝用鋼包澆注料做內(nèi)襯，鋼包澆注料內(nèi)有內(nèi)孔，內(nèi)孔直 徑30mm，高30mm，內(nèi)孔填充鋼包渣25克，鋼包渣成分(重量百分比）如表2所示，結(jié)果如表3所 不。
[0046] 渣侵蝕直徑:是指在高溫條件下，鋼包渣與耐火材料反生化學(xué)反應(yīng)，鋼包渣給耐火 材料熔蝕掉了，耐火材料熔入到了鋼包渣之中。測(cè)量剖面柑竭樣時(shí)，渣侵蝕的直徑就是耐火 材料擴(kuò)孔后的直徑。
[0047] 渣滲透直徑:是指在高溫條件下，鋼包渣與耐火材料沒(méi)有反生化學(xué)反應(yīng)，鋼包渣只 是沿著耐火材料的內(nèi)部微細(xì)氣孔，滲透到耐火材料里面了。測(cè)量剖面柑渦樣時(shí)，渣滲透直徑 就是鋼包渣滲入耐火材料后的直徑。
[0048] 由理化指標(biāo)測(cè)試和抗渣性能實(shí)驗(yàn)可以看出，本發(fā)明的鋼包工作層澆注料均優(yōu)于對(duì) 比例1-2的鋼包工作層澆注料。因此，本發(fā)明是在各原料的共同作用下發(fā)揮作用的，采用本 發(fā)明鋼包澆注料的鋼包可以延長(zhǎng)使用壽命。
[0049] 對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在 不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無(wú)論 從哪一點(diǎn)來(lái)看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán) 利要求而不是上述說(shuō)明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有 變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。
[0050] 此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說(shuō)明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包 含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說(shuō)明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見(jiàn)，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng) 將說(shuō)明書作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員 可以理解的其他實(shí)施方式。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種鋼包工作層澆注料，其特征在于，由以下按照重量份的原料組成：黑剛玉32-40 份、硫酸鎂10-18份、沸石分子篩16-24份、碳酸二甲酯35-42份。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼包工作層澆注料，其特征在于，由以下按照重量份的原料組 成:黑剛玉34-38份、硫酸鎂12-16份、沸石分子篩18-22份、碳酸二甲酯37-40份。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋼包工作層澆注料，其特征在于，由以下按照重量份的原料組 成:黑剛玉36份、硫酸鎂14份、沸石分子篩20份、碳酸二甲酯39份。4. 一種如權(quán)利要求1-3任一所述的鋼包工作層澆注料的制備方法，其特征在于，由以下 步驟組成： 1) 將黑剛玉、硫酸鎂、沸石分子篩分別粉碎、過(guò)200目篩，制得黑剛玉粉末、硫酸鎂粉末、 沸石分子篩粉末； 2) 將黑剛玉粉末、沸石分子篩粉末與碳酸二甲酯混合，并在65-70°C下進(jìn)行加熱攪拌處 理30-40min，然后在85-90 °C下攪拌3-4h;降至室溫后，加入硫酸鎂粉末混合均勻并繼續(xù)研 磨30-40min，制得混合物料； 3) 將混合物料與其質(zhì)量4%的去離子水混合，攪拌均勻后置入模具中，在30min的時(shí)間中 升溫至75-80 °C，并在該溫度下帶模養(yǎng)護(hù)8-10h，脫模，然后在40min的時(shí)間下升溫至180-200 °(：，并在該溫度下保溫50-6011^11，然后在1.5-211的時(shí)間中升溫至650-700°(：，即得鋼包工作 層澆注料。5. 如權(quán)利要求1-3任一所述的鋼包工作層澆注料在鋼包中的應(yīng)用。
【文檔編號(hào)】B22D41/02GK106045484SQ201610362237
【公開(kāi)日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年5月23日
【發(fā)明人】魏倩
【申請(qǐng)人】魏倩