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隨著世界鋼鐵生產(chǎn)技術(shù)的巨大發(fā)展，形成了中間包冶金工藝，中間包從連鑄系統(tǒng)中單純的鋼水過(guò)渡盛器轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂卸喾N精煉功能的精煉裝置，中間包精煉技術(shù)也成為潔凈鋼生產(chǎn)中的重要技術(shù)之一。中間包作為連鑄生產(chǎn)中的重要的熱工設(shè)備，不僅起著均勻鋼水溫度的作用，而且是鋼包與結(jié)晶器之間的緩沖器，對(duì)連鑄鋼坯的質(zhì)量、成本及連鑄生產(chǎn)的順利進(jìn)行具有舉足輕重的重要作用。

中間包工作襯與鋼液直接接觸，因此必須具備以下要求：1)具有良好的抗渣侵蝕性和抗渣滲透性，2)具有良好的高溫性能，較高的耐火度和一定的高溫強(qiáng)度，在高溫工作條件下應(yīng)具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，且不與鋼液產(chǎn)生二次氧化和污染;3)需要具有良好的抗熱震性和體積穩(wěn)定性;4)具有較低的導(dǎo)熱系數(shù)，較好的保溫性能。且中間包工作襯的材料需要施工簡(jiǎn)便、能快速烘烤或者無(wú)需烘烤能直接投入使用，在拆除時(shí)與永久層易脫離，減少對(duì)中間包永久襯的損壞等等。

中間包干式料是不加水和液體結(jié)合劑依靠振動(dòng)成型的方法制作而成的不定形耐火材料(中間包工作襯)，制作而成干式料致密、均勻，低溫加熱后生成脫模強(qiáng)度。以中間包干式料制作中間包工作襯因其具有施工方便、烘烤時(shí)間短、抗渣性能好、保溫效果好、能量消耗低、施工設(shè)備簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)而使得其在各大鋼廠得到廣泛應(yīng)用。

目前，中間包干式料中應(yīng)用最廣泛且效果較好的低溫結(jié)合劑是熱塑性酚醛樹(shù)脂，其是以鎂砂為主原料，添加含鈣材料，以及各種助燒劑、高溫改性劑而開(kāi)發(fā)的一種耐火材料;但是固體酚醛樹(shù)脂在干式料烘烤使用過(guò)程中產(chǎn)生的殘?zhí)己蜌鋾?huì)給鋼水增碳和增氫，進(jìn)而影響鋼坯質(zhì)量;同時(shí)固體酚醛樹(shù)脂在高溫作用會(huì)產(chǎn)生大量的有害刺激性氣體，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工工人和環(huán)境造成一定程度的危害，不符合潔凈、綠色環(huán)保的高質(zhì)量鋼坯的生產(chǎn)要求;而且酚醛樹(shù)脂的市場(chǎng)價(jià)格較高，使中間包的生產(chǎn)成本大幅增加。

為了克服上述問(wèn)題，人們相繼開(kāi)發(fā)了非酚醛樹(shù)脂結(jié)合的中間包干式料，即采用糖類(lèi)或偏硅酸鹽等無(wú)機(jī)物作為結(jié)合劑，雖然減少了有害氣體的釋放，但使用壽命偏低，一般在20～30小時(shí)，同時(shí)糖類(lèi)在高溫下會(huì)炭化并膨脹，使生產(chǎn)的品種鋼氣孔多，且粘合效果不理想，翻包率低。

由此可見(jiàn)，如何解決中間包干式料使用壽命短、成本高、污染嚴(yán)重、翻包率低及配合生產(chǎn)的鋼鐵多雜質(zhì)、降低生產(chǎn)成本、如何合理利用廢舊耐材等是當(dāng)前行業(yè)內(nèi)迫切需要解決的技術(shù)問(wèn)題。(本文所述配方均為公開(kāi)的專(zhuān)利文件，配方內(nèi)容僅供參考。)

配方一：一種環(huán)保型中間包干式料

本發(fā)明一種采用廢舊鎂磚的環(huán)保型中間包干式料及其制備方法，以期解決中間包干式料使用壽命短、成本高、污染嚴(yán)重、翻包率低及在鋼鐵生產(chǎn)中多雜質(zhì)、多氣孔遺留等問(wèn)題，為此本發(fā)明創(chuàng)新原料的選擇及配比，設(shè)計(jì)了一種“長(zhǎng)壽化”、“潔凈化”、高翻包率的環(huán)境友好型中間包干式料。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

設(shè)計(jì)一種環(huán)保型中間包干式料，由如下重量份的原料組成：廢鎂舊磚20～35份、煅燒鎂橄欖石20～35份、廣西白泥2～5份、電熔鎂鋁尖晶石2～8份、中檔鎂砂20～30份、環(huán)保結(jié)合劑4～6份。

所述廢鎂舊磚中mgo含量≥92%，粒度為0～5mm。煅燒鎂橄欖石中mgo含量≥48%，是由天然鎂橄欖石經(jīng)1100℃以上高溫煅燒制成。廣西白泥中SiO?含量為45.3～51.6%，Al?O?含量≥34%，F(xiàn)e?O?含量為0.65～2.20%，K?O+Na?O含量≥1.5%。電熔鎂鋁尖晶石過(guò)200目篩，Al?O?含量為69～71%，SiO?含量為22～27%。中檔鎂砂過(guò)200目篩，MgO含量≥95%。環(huán)保結(jié)合劑為在高溫高壓下絡(luò)合而成，熔融溫度為200～300℃的絡(luò)合鎂鋁膠結(jié)合劑。

上述環(huán)保型中間包干式料的制備方法，包括如下步驟：

(1)揀選：揀選尺寸、體積、密度達(dá)不到GB/T2275-2007標(biāo)準(zhǔn)的廢鎂舊磚;

(2)破碎、篩分、細(xì)磨：將廢舊鎂磚進(jìn)行粗破，粗破后的顆粒進(jìn)行細(xì)破、碾壓和篩分，篩分粒度為0～5mm;

(3)混煉：按上述配比將各原料內(nèi)充分混煉5～10分鐘;

(4)干燥：將混合物干燥，干燥后即得松散、干狀、均勻的中間包干式料。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：一種環(huán)保型中間包干式料，由如下重量份的原料組成：

廢鎂舊磚：粒度為0～5mm、MgO含量≥92%的廢鎂舊磚35份;

煅燒鎂橄欖石：天然的鎂橄欖石經(jīng)1100℃以上的高溫煅燒而形成MgO含量≥48%的橄欖石35份;

廣西白泥的成分規(guī)格：主要化學(xué)成分為SiO?含量為45.3～51.6%，Al?O?含量≥34%，F(xiàn)e?O?含量為0.65～2.20%，K?O+Na?O含量≤1.5%的廣西白泥2份;

電熔鎂鋁尖晶石：其中Al?O?含量為69～71%，SiO?含量為22～27%，且過(guò)200目篩的電熔鎂鋁尖晶石8份;

中檔鎂砂：MgO含量≥95%、過(guò)200目篩的中檔鎂砂20份;

環(huán)保結(jié)合劑：絡(luò)合鎂鋁膠結(jié)合劑/鋁酸鎂溶膠結(jié)合劑4.5份，絡(luò)合鎂鋁膠結(jié)合劑是在高溫高壓下絡(luò)合而制成，其熔融溫度200～300℃。

中間包干式料是一種應(yīng)用普遍的中間包工作襯用耐火材料;砌筑好的中間包在使用前通常要求快速烘烤到950～1100℃，以實(shí)現(xiàn)提高中間包內(nèi)耐火襯溫度，去除其中水分，減少中間包內(nèi)鋼水溫降和熱損耗等目的;烘烤時(shí)間過(guò)短，烘烤效果達(dá)不到使用要求;烘烤時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，易導(dǎo)致裝配的水口、塞棒等功能元件性能惡化;中間包干式料層厚通常在50～100mm，為達(dá)到良好的烘烤效果，烘烤時(shí)間一般要求在2～4h左右;因此，實(shí)現(xiàn)中間包快速烘干對(duì)連鑄生產(chǎn)效率、生產(chǎn)成本等方面具有十分重要的意義。

目前的中間包干式料主要以不同等級(jí)、不同粒級(jí)的鎂砂為主要原料;根據(jù)結(jié)合方式的不同，可分為碳結(jié)合、無(wú)機(jī)鹽結(jié)合和氧化物微粉結(jié)合等幾種;其中，碳結(jié)合鎂質(zhì)干式料因其良好的耐高溫和抗侵蝕性能而應(yīng)用普遍;在這類(lèi)鎂碳質(zhì)耐火材料中，以結(jié)合劑和鎂砂細(xì)粉為主要組成的基質(zhì)部分致密性和結(jié)合強(qiáng)度較差，一旦作為結(jié)合相的碳質(zhì)材料因氧化等原因損失后，基質(zhì)料中的鎂砂細(xì)粉在較低的溫度下難以有效燒結(jié)，容易導(dǎo)致鎂砂細(xì)粉在熔池的沖刷作用下脫落，影響耐火材料使用壽命。為解決這個(gè)問(wèn)題，配方二提供的是一種快速烘烤型中間包干式料，能有效的解決中間包干式料快速烘烤的關(guān)鍵問(wèn)題。

配方二：一種快速烘烤型中間包干式料

本配方的快速烘烤型中間包干式料的原料組分按重量百分比燒結(jié)鎂砂顆粒占61～66%，燒結(jié)鎂砂細(xì)粉占17～24%，金屬鐵粉占5～10%，碳質(zhì)結(jié)合劑占4～5%，添加劑占2～3%;所述的碳質(zhì)結(jié)合劑選用酚醛樹(shù)脂和/或工業(yè)蔗糖;所述的添加劑為氧化鋁粉、硅粉和/或B 4C粉末。

所述的燒結(jié)鎂砂顆粒為燒結(jié)鎂砂中粒度≤3mm且>200目的部分;所述的燒結(jié)鎂砂細(xì)粉為燒結(jié)鎂砂中粒度≤200目的部分。

上述的燒結(jié)鎂砂顆粒和燒結(jié)鎂砂細(xì)粉中MgO的重量百分比≥90%。

上述的金屬鐵粉中Fe重量百分比≥95%，粒度≤180目。

上述的添加劑的重量純度≥98%，粒度≤200目。

本發(fā)明的快速烘烤型中間包干式料的制備方法按以下步驟進(jìn)行：

(1)將燒結(jié)鎂砂細(xì)粉、金屬鐵粉、碳質(zhì)結(jié)合劑和添加劑在混砂機(jī)內(nèi)預(yù)混20～25分鐘，獲得預(yù)混粉料;

(2)向預(yù)混粉料中加入燒結(jié)鎂砂顆粒，然后在混砂機(jī)內(nèi)混合15～20分鐘，制成快速烘烤型中間包干式料。

上述的中間包干式料經(jīng)振動(dòng)施工成型后，再在900～1000℃烘烤1.0～2.0h，制成厚度50～100mm的中間包工作襯，其體積密度為2.64～2.80g/cm 3，顯氣孔率為20.8～22.6%。

上述中間包工作襯的使用壽命為24～36小時(shí)。

為實(shí)現(xiàn)快速烘烤，鎂質(zhì)中間包干式料在烘烤火焰溫度一定條件下，料層密實(shí)度越好、導(dǎo)熱能力越強(qiáng)，則從接觸火焰的料層表面到內(nèi)部溫度梯度越小，越有利于提高料層內(nèi)部溫度，加快烘烤速率。

配方三：一種抗鋼渣滲透性較好的低成本中間包干式料

所述干式料制法，包括如下步驟：

⑴將燒結(jié)鎂砂或電熔皮砂加工成三種粒度規(guī)格：3.2～1mm、≤1mm和200目;

⑵將石英砂、酚醛樹(shù)脂、改性酚醛樹(shù)脂、七水硫酸鎂、硼酸稱量后加入混合機(jī)中混 合20～30分鐘，混好的料稱為混合粉，備用;

⑶將鎂砂和混合粉加入強(qiáng)制攪拌機(jī)混合5～10分鐘，制成產(chǎn)品。

配方四：一種不粘結(jié)中間包干式料

所述的碎燒結(jié)鎂砂含重量百分比MgO:85～90%，SiO?:4～8%，F(xiàn)e?O?:1.5～4%， 體積密度:2.8～3.0g/cm3。碎燒結(jié)鎂砂是生產(chǎn)燒結(jié)鎂砂生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的粒度小于 3mm的鎂砂，根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定這部分燒結(jié)鎂砂屬于不合格品，長(zhǎng)期以來(lái) 沒(méi)有得到很好的利用。和正常燒結(jié)鎂砂相比，碎燒結(jié)鎂砂雜質(zhì)高，體積密度低， 但價(jià)格是正常燒結(jié)鎂砂的三分之一左右。

所述的含碳材料為冶金焦粉、廢電極和碎石油焦中的一種或任意兩種復(fù)合， 含碳材料不限于以上三種;其中冶金焦粉是冶金焦生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的粒度小于 5mm的部分，重量百分比固定碳含量≥85%，這部分焦碳不能用于高爐冶煉，價(jià)格低廉;廢電極重量百分比碳含量≥95%，廢電極由電爐煉鋼、電熔鎂砂生產(chǎn)以 及電熔剛玉生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生;碎石油焦重量百分比固定碳含量≥85%，灰分小于 1%;碎石油焦是由煉油廠工藝波動(dòng)引起的石油焦粉化、部分石油焦在運(yùn)輸和存 儲(chǔ)過(guò)程中被破碎以及石油焦進(jìn)入煅燒爐前的預(yù)破碎產(chǎn)生的，數(shù)量多、價(jià)格低于優(yōu) 質(zhì)煤和冶金焦炭。

所述的復(fù)合結(jié)合劑由重量百分比20～40%的糊精和重量百分比60～80%的 固體樹(shù)脂粉組成。

此種不粘結(jié)中間包干式料的制備方法步驟如下：

a.將碎燒結(jié)鎂砂經(jīng)3mm和1mm篩篩分后，制成粒度為1～3mm和0.088～ 1mm的顆粒，其中≤0.088mm的顆?！?0%，用磨粉設(shè)備研磨成≤0.088mm的細(xì) 粉;將含碳材料加工成0～0.15mm的細(xì)粉;

b.按照一種不粘結(jié)中間包干式料的組分及重量百分比含量進(jìn)行稱量配料，加 入到混煉機(jī)中混合8～10min;

c.物料混合均勻后，得到不粘結(jié)中間包干式料成品，將經(jīng)檢驗(yàn)合格的成品進(jìn) 行裝袋、包裝。

關(guān)于中間包干式料的施工工藝

中間包干式料采用振動(dòng)成型、加熱固化的施工工藝。當(dāng)永久層溫度符合施工條件時(shí)，可以進(jìn)行施工操作。首先安裝下沖擊板和座磚，并用搗打料搗實(shí)，然后將干式料倒入包底，注意保證包底厚度，并要求平整;包底施工完畢，安裝包胎，并調(diào)整包胎與永久層的距離;將干式料倒入中間包內(nèi)，添滿到中間包上沿，開(kāi)動(dòng)振動(dòng)電機(jī)振動(dòng)3～5min,再加料，振動(dòng)，直到振動(dòng)料添滿到包沿。施工時(shí)不要將包裝袋、塑料內(nèi)襯袋等雜物帶入中間包內(nèi)。

點(diǎn)燃胎具上的烘烤燒嘴進(jìn)行小火烘烤，烘烤溫度200～250℃左右，時(shí)間1～1.5h,以保證與包胎接觸的粉料硬化，具有一定的強(qiáng)度。開(kāi)啟冷卻風(fēng)機(jī)進(jìn)行風(fēng)冷，當(dāng)包胎的溫度降到100℃以下時(shí)，可以進(jìn)行脫模。脫模時(shí)應(yīng)注意不要破壞干式料施工體。脫模后檢查工作層表面是否有剝落、坍塌和裂紋等缺陷，然后進(jìn)行沖擊墊、擋壩等預(yù)制件和浸入式水口的安裝，要求安裝保證精度且牢固。安裝完畢后在沖擊墊、擋壩周?chē)鶆虻谷敫墒搅稀Ｕ麄€(gè)施工完畢后，安裝好塞棒即可上線使用。