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1、第 37卷第 2期 2011年 4月 包钢科技 S c i e n c ea n dT e c h n o l o g yo f B a o t o uS t e e l V o l . 37, N o . 2 A p r i l , 2011 中间包干式料的发展概况及其结合剂的选择 郭利芳 1 ,王蓬雨 2 ,郭攀龙 1 ( 1. 内蒙古包钢钢联股份有限公司新型耐火材料厂 , 内蒙古 包头014010; 2. 内蒙古包钢西北创业公司建设公司, 内蒙古 包头 014010) 摘要: 采用无机盐作为无碳干式振动料的结合剂, 可满足冶炼碳含量比较低的钢种的需要, 使用烘烤时, 对环境 无污染; 抗
2、侵蚀性能良好、容易解体、结合强度和中温强度均可满足脱模要求和使用要求; 提高中间包的使用寿命。 采用几种配合使用, 可以达到所预期效果。 关键词: 中间包; 无碳干式料; 结合剂 中图分类号: T F 065. 1文献标识码: B 文章编号: 1009-5438( 2011) 02-0020-02 D e v e l o p m e n t O v e r v i e wo f D r yV i b r a t i o nMi xf o r T u n d i s ha n d S e l e c t i o no f B i n d i n gA g e n t G U OL i - f a
3、 n g 1, W A N GP e n g- y u2, G U OP a n - l o n g1 (1. N e wT y p e R e f r a c to r yM a t e r i a l P l a n t o f S t e e l U n i o nC o . L t d . o f B a o t o uS t e e l ( G r o u p ) C o r p . , B a o t o u014010, N e i M o n g g o l , C h i n a ; 2. C o n s t r u c ti o nC o .o f N o r th w e
4、 s t P i o n e e r C o . L t d . o f B a o t o uS t e e l ( G r o u p )C o r p . , B a o to u014010, N e i M o n g g o l , C h i n a ) Ab s t r a c t : T h ei n o r g a n i cs a l t i s a d o p t e dt ob et h eb i n d i n ga g e n t o f c a r b o n-f r e ed r yv i b r a t i o nm i xs ot h a t t h er
5、 e q u i r e - m e n t sf o r s m e l t i n gl o w- c a r b o ns t e e l c o u l db em e t a n di f f i r e d , i t i sp o l l u t i o n-f r e e . M o r e o v e r , t h eg o o dc o r r o s i o ns t a b i l i t y , e a s yd i s a s s e mb l y , b o n ds t r e n g t ha n dme s o t h e r m a l s t r e
6、n g t ho f t h eb i n d i n ga g e n t c a na l l me e t t h er e q u i r e me n t so f d e mo u l d i n g a n da p p l i c a t i o n ss ot h a t t h e s e r v i c e l i f eo f t u n d i s hc o u l db e i n c r e a s e d . T h ee f f e c t s c o u l db e a s d e s i r e di f s e v e r a l t y p e s
7、a r ea p - p l i e dt o g e t h e r . Ke yw o r d s : t u n d i s h ; c a r b o n-f r e ed r yv i b r a t i o nmi x ; b i n d i n ga g e n t 中间包是连铸工艺中一个重要的组成部分 。 20世纪80年代以前,中间包只是起到缓冲和稳定钢 水流动的作用 。 90年代开始 , 连铸技术快速发展 , 中间包变成了钢水最终精炼设备, 其作用包括钢水 的精炼 ,非金属夹杂物的去除以及改善钢液的成分 。 随着连续铸钢技术的发展 , 对中间包工作衬提出了 更高的要求。中间包
8、工作衬性能要求主要有以下几 个方面: 施工性能好 ,施工简单,维修方便,同永久衬 粘附性能良好 ; 施工完成后 , 工作衬无裂纹, 烘烤不 爆裂 ; 使用过程中抗钢水和熔渣侵蚀和渗透能力强; 用后解体性能优良 ,翻包清除渣壳容易 ; 有良好的保 温性能,不污染钢水 。 收稿日期: 2010-06-01 作者简介: 郭利芳( 1972-) , 女, 内蒙古丰镇市人, 耐火材料工程师, 现从事耐火材料技术工作。 第 2期中间包干式料的发展概况及其结合剂的选择 1 中间包工作衬的发展概况 中间包工作衬从材质来说, 以前大多是硅质材 料 ,硅质材料属于酸性耐火材料 ,已不适应现在的碱 性炼钢 ,所以现
9、在多采用镁质、镁钙质等碱性耐火材 料 ,从施工方式来说由绝热板砌筑改变为手工涂抹 、 机械喷涂等 ,使用碱性绝热板有利于洁净炼钢 ,且保 温好, 但缺点是使用寿命较低, 安装时劳动强度较 大 ; 涂抹料和喷涂料具有使用寿命相对较长,不污染 钢水等优点 ,但它在施工时需要加入 20%左右的水 分 ,存在喷涂或搅拌设备维护复杂、 工作衬养护时间 长等不足 , 另外为了减少钢水吸氢, 必须烘烤到 1 100 1 200 并保温; 随着快速更换水口技术的 引用, 20世纪 90年代末出现了中间包干式振动料 , 由于干式料不含水分 ,在较低温度( 200 300 ) 烘 烤 45 90 m i n 后就
10、有足够的强度 ,可不进行在线烘 烤而直接使用 , 即可冷包浇钢, 工作衬在使用中烧 结 ,具有不污染钢水, 使用寿命长,施工简单,维护方 便 ,易于翻包清理等优点 ,因此 ,近年来干式料得到 了广泛的推广应用。 2 中间包干式振动料结合剂的选择 中间 包干 式振 动料 有镁 质和 镁 钙质 等品 种 1-2 ,而研究较多的是镁质干式料 。由于干式料 是非水系,因此结合剂的选择尤其重要,结合剂的选 取要考虑到无水、常温下不与镁砂起反应, 200 300 加热后干式料具有一定的强度以便脱模, 而 在高温 1 550 左右, 材料烧结成为坚实的整体 ,确 保干式料的高温使用性能 。另外对于干式料外加
11、剂 如固化剂、 促烧剂和轻质保温材料等添加剂的选择 也需要进一步研究 。以往 , 干式料一般采用酚醛树 脂为主要结合剂, 加入量一般为 3% 5%, 酚醛树 脂的固化温度为 190 ,但干式料在烧成过程中,酚 醛树脂分解出部分甲酚、 甲醛、二甲酚等成分而释放 出刺激性臭味,对环境的污染较大,并且固化后的残 碳容易对钢水造成污染 , 对冶炼碳含量比较低的钢 种不太适应 。因此近年又对无碳干式振动料进行了 研究, 即采用无机盐作为无碳干式振动料的结合剂 , 要求不引入碳,不会给钢水增碳增氢 ,以满足冶炼碳 含量比较低的钢种的需要 , 使用烘烤时 , 不产生甲 酚 、 甲醛等刺激性气味 ,对环境无污
12、染; 抗侵蚀性能 良好、容易解体、结合强度和中温强度均可满足脱模 要求和使用要求 ; 提高中间包的使用寿命 。常用的 无机结合剂有磷酸盐 、镁盐 、碱金属硅酸盐、硼酸盐 等, 也有几种配合使用, 以达到所预期效果 3 。这 方面工作尽管取得了一定进展, 但是, 选材不当, 或 是用量不当,结果却是适得其反 ,往往出现收缩大, 不易翻包等弊病。为了探索一条新的途径, 我们进 行了一系列试验工作,欲从中找出一些规律 ,试验情 况及中包干式料的试验结果及结合剂的选择原则叙 述如下。 3 无碳中包干式料的试验情况 干式料原料以镁砂为主, 本试验选取重烧镁砂 做主要原料,在颗粒 、 细粉配合比例完全一致
13、的情况 下, 加入不同结合剂 ,对各试验样的性能进行分析 。 3. 1试验配方 镁砂 5 3 m m : 12%, 3 1 m m : 28%, 1 m m : 30%, 混 合 细 粉 ( - A l 2O3、 C a C O3微 粉 ) - 0. 074 m m : 20% 30%, 对不同结合剂试验样进 行编号见表 1: 表 1对不同结合剂试验样进行编号 试验号1#2#3#4#5# 无机结合剂 12533 无机结合剂 2232 无机结合剂 313 有机结合剂11 树脂结合剂5 3. 2试验结果 按照常规将原料按配方混合后在 40 m m 40 m m 160 m m模中捣打成型, 200
14、 /3h 烘干后 脱模分别在 1 100 /3h 、1 550 /3h 烧成后对试样 检验结果比较见图 1。 在以上试验中 , 5 # 为树脂结合, 即目前通用的含 碳干式料 ,但配料中加入了 - A l 2O3和 C a C O3微粉; 1 # 为偏硅酸盐、磷酸盐和硼酸盐的复合结合剂; 2 # 为 单一的偏硅酸盐结合; 3 # 为复合偏硅酸盐结合,加入 量稍大; 4 # 与 1 # 结合剂相同但量有区别。从图 1检验 结果分析 1 # 结果最佳, 5 # 其次, 2 #、3#、4# 收缩率较大, 虽然强度高,我们认为不可取,试验过程中,曾对加入 量不同的试样做过加热失重测定, 随着无机结合剂
15、加 入量的增加, 失重量在 6% 10%之间波动, 但是 1 100 和 1 600 时的失重几乎相当 ,这说明结合 剂 1 100 已全部分解,随着温度升高,试样烧结,收 缩也增大 ,与结合剂加入量有直接关系。 ( 下转第 35页) 21 第 2期铁矿石中钠的不确定度评定 7 结束语 本法测量的不确定度来源为测量钠元素过程中 产生的不确定度 ,主要是工作曲线变动性产生的不 确定度 ,测量过程重复性和钠标准溶液产生的不确 定度数值较小,天平称量产生的不确定度可以忽略 不计。在实际工作中将仪器调试到最佳状态 , 随批 绘制工作曲线,可降低方法的不确定度。 参考文献 1 I S O17025 20
16、05,通用要求 S . 2 A R 11: 2006,测量不确定度政策 S . 3 C S M 01 01 01 03 2006,原子吸收光谱法测 量结果不确定度评定规范 S . 4 Q /B G J H-04 -214 - 2008, 铁矿石中钾钠的 测定 S . 5 G B /T 12806, 实验室玻璃仪器 单线容量瓶 S . ( 上接第 21页 ) ( a ) 耐压强度对比 ( b ) 抗折强度对比( c ) 线变化率对比 图 1 不同结合剂试验样检验结果对比 另外 , 考虑到试样中结合剂分解会使收缩加 大 ,与此同时密度增加会影响使用过程中的保温性 能 。因此 ,配料中加入了混合微粉
17、 ,使之在高温下 , 生成 M A 伴随体积膨胀弥补收缩, 利用 C a C O3分解 产生部分微气孔以增加隔热性能。 综上所述, 在下一步的工作中, 按照 1 # 配方进 行试验 。 4 结论 ( 1) 通过对各试验样的性能进行比较, 加入偏 硅酸盐 、 磷酸盐和硼酸盐的复合无机结合剂的试验 结果最佳。 ( 2) 配料中加入混合微粉, 使之在高温下 , 生成 M A 伴随体积膨胀弥补收缩 ,利用 C a C O3分解产生 部分微气孔以增加隔热性能 。 参 考 文 献 1 王秉军,刘开琪 , 郭伏安 ,等 . 中间包镁钙质干 式工作衬的研制与应用 A . 2005年全国不 定形耐火材料学术会议论文集 C . 扬州: 中 国金属学会耐火材料分会不定形耐火材料专 业委员会 , 2005. 57 - 62. 2 武汉科技大学 . 一种镁钙质中间包工作衬料 P . 中国专利 : 200810048640, 2008 -12 - 24. 3 辽宁中兴矿业 ,环保复合型中包干性料 P . 中国专利 : 200610134356, 2007 - 05 - 16. 35