一种特殊添加剂及含有该添加剂的节能型连铸耐火材料及其制备工艺

摘要

本发明公开了一种特殊添加剂及含有该添加剂的节能型连铸耐火材料及其制备工艺。所述的特殊添加剂为高分子醇类或醛类与金属类或其盐类的混合物，按重量份计，所述的混合物中高分子醇类或/和醛类的用量为0.5～5份，金属类或其盐类的用量为0.5～5份。连铸耐火材料的配料过程中采用该特殊添加剂，可降低成型压力约50％，降低烧成温度约20％，大大减低了能耗，达到了节能减排的目的。并采用该特殊添加剂生产的产品各项指标均达到国家和国际标准，并在国内外钢铁厂正常使用。

说明书

技术领域

本发明属于耐火材料领域，涉及一种特殊添加剂及含有该添加剂的节能型连铸耐火材料及其制备工艺。 

背景技术

钢铁连续铸造是目前钢铁生产的主要工艺，我国目前钢铁连续铸造的比例高达98％以上，除了极个别钢种外，一般钢种都是通过连续铸造将钢水转化为钢坯的。连铸工艺中钢水流速的控制以及保护均采用铝碳质等静压成型的制品。传统的铝碳制品生产工艺为：不同的原料经配料过程制成预混料，该预混料精一定的处理后在等静压设备中成型，再经烧结过程后即可进入后处理加工阶段，最后制成产品送往钢厂的连铸机安装使用。 

该工艺的核心是配料、成型和烧结，也是消耗电能和燃气最多的工序。一般生产厂家由于配料原因，成型压力高达120-150MPa，烧成温度为1200-1300℃(CN1429673A)。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种连铸耐火材料的特殊添加剂。 

本发明的另一目的在于提供一种含有上述特殊添加剂的节能型连铸耐火材料。 

本发明的又一目的在于提供一种上述节能型连铸耐火材料的制备工艺。 

本发明的目的可以通过以下技术方案实现： 

一种连铸耐火材料的特殊添加剂，所述的特殊添加剂为高分子醇类或/和醛类与金属类或其盐类的混合物，按重量份计，所述的混合物中高分子醇类或/和醛类的用量为0.5～5份，金属类或其盐类的用量为0.5～5份。 

上述的连铸耐火材料的特殊添加剂，所述的高分子醇类为聚乙烯醇，所述的醛类为糠醛；所述的金属类为金属硅超微粉，所述的金属盐类为聚硅酸钠。 

一种节能型连铸耐火材料，所述的节能型连铸耐火材料原料组份中含有上述的特殊添加剂。 

上述的节能型连铸耐火材料，其在于所述的节能型连铸耐火材料包含以下几种材料： 

(1)节能型铝碳连铸耐火材料 

按重量份计，包含以下几种组分：电熔刚玉30～50份、石墨10～30份、工业氧化铝细粉20～40份、树脂结合剂细粉5～15份、溶剂5～15份和特殊添加剂0.5～10份； 

(2)节能型镁碳连铸耐火材料 

按重量份计，包含以下组分：烧结或电熔氧化镁30～80份，石墨10～30份，树脂结合剂细粉5～15份，溶剂5～15份，特殊添加剂0.5～10份； 

(3)节能型锆碳连铸耐火材料 

按重量份计，包含以下组分：电熔稳定氧化锆50～90份，石墨5～30份，树脂结合剂细粉5～15份，溶剂5～15份，特殊添加剂0.5～10份； 

(4)节能型尖晶石连铸耐火材料 

按重量份计，包含以下组分：电熔尖晶石50～80份，石墨5～30份，树脂结合剂细粉5～15份，溶剂5～15份，特殊添加剂0.5～10份。 

上述的节能型连铸耐火材料，其在于所述的几种材料，每种材料中各组分的含量优选为： 

(1)节能型铝碳连铸耐火材料 

按重量份计，包含以下几种组分：电熔刚玉35～45份、石墨15～25份、工业氧化铝细粉25～35份、树脂结合剂细粉8～12份、溶剂8～12份和特殊添加剂3～8份； 

(2)节能型镁碳连铸耐火材料 

按重量份计，包含以下组分：烧结或电熔氧化镁40～70份，石墨15～25份，树脂结合剂细粉8～12份，溶剂8～12份，特殊添加剂3～8份； 

(3)节能型锆碳连铸耐火材料 

按重量份计，包含以下组分：电熔稳定氧化锆60～80份，石墨10～20份，树脂结合剂细粉8～12份，溶剂8～12份，特殊添加剂3～8份； 

(4)节能型尖晶石连铸耐火材料 

按重量份计，包含以下组分：电熔尖晶石60～70份，石墨10～20份，树脂结合剂细粉8～12份，溶剂8～12份，特殊添加剂3～8份。 

上述的节能型连铸耐火材料，其在于所述的电熔刚玉、烧结或电熔氧化镁、电熔稳定氧化锆或者电熔尖晶石的粒度小于1mm，所述的石墨的粒度小于1mm，所述的树脂结合剂细粉的粒度为100～600目。 

上述的节能型连铸耐火材料，其在于所述的溶剂为工业乙醇。 

上述的节能型连铸耐火材料的制备工艺，其在于按比例将各原料在强力搅拌反应器内练制成预混料，再将预混料装入模具中，采用等静压设备在20～70MPa压力下压制成型；烧成：将压制好的半成品在700～1100℃温度下和氧化或还原气氛中烧制，烧制时间为5～24小时；烧成后的产品，经加工、施釉、加保温层后即制成所述的节能型连铸耐火材料。 

本发明的有益效果： 

该发明公开了一种用于连铸耐火材料特殊添加剂，通过连铸耐火材料的配料过程中该特 殊添加剂的采用，可降低成型压力约50％，降低烧成温度约20％，大大减低了能耗，达到了节能减排的目的。且采用该特殊添加剂生产的产品各项指标均达到国家和国际标准，并在国内外钢铁厂正常使用。 

具体实施方式

实施例1节能型铝碳连铸耐火材料 

配料：按重量份计，取电熔刚玉30份、石墨10份、工业氧化铝细粉20份、树脂结合剂细粉(市售)5份、工业乙醇(市售)5份，特殊添加剂3份(聚乙烯醇2份和金属硅超微粉1份的混合物，其中聚乙烯醇和金属硅超微粉均为市售产品)；其中电熔刚玉和石墨的粒度均小于1mm，树脂结合剂细粉为320目。将上述原料在强力搅拌反应器内练制成预混料。 

成型：将预混料装入由金属和高分子材料组合制成的模具中，采用等静压设备在20-70MPa压力下压制5-20min成型。 

烧成：将压制好的半成品在700-1100℃温度和氧化或还原气氛中烧制，烧制时间为5～24小时。 

后处理：烧成后的产品，经加工、施釉、加保温层后即制得所述的节能型连铸耐火材料。 

实施例2节能型铝碳连铸耐火材料 

配料：按重量份计，取电熔刚玉50份、石墨30份、工业氧化铝细粉40份、树脂结合剂细粉(市售)15份、工业乙醇(市售)15份，特殊添加剂10份(糠醛5份和金属硅超微粉5份的混合物，其中糠醛和金属硅超微粉均为市售产品)；其中电熔刚玉和石墨的粒度均小于1mm，树脂结合剂细粉为320目。将上述原料在强力搅拌反应器内练制成预混料。 

成型、烧成和后处理：方法同实施例1。 

实施例3节能型铝碳连铸耐火材料 

配料：按重量份计，取电熔刚玉40份、石墨20份、工业氧化铝细粉30份、树脂结合剂细粉(市售)10份、工业乙醇(市售)10份，特殊添加剂6份(聚乙烯醇3份和聚硅酸钠3份的混合物，其中聚乙烯醇和聚硅酸钠均为市售产品)；其中电熔刚玉和石墨的粒度均小于1mm，树脂结合剂细粉为320目。将上述原料在强力搅拌反应器内练制成预混料。 

成型、烧成和后处理：方法同实施例1。 

实施例4节能型镁碳连铸耐火材料 

配料：按重量份计，取烧结或电熔氧化镁30份，石墨10份，树脂结合剂细粉5份，工业乙醇(市售)5份，特殊添加剂3份(聚乙烯醇1.5份和金属硅超微粉1.5份的混合物， 其中聚乙烯醇和金属硅超微粉均为市售产品)；其中烧结或电熔氧化镁和石墨的粒度均小于1mm，树脂结合剂细粉为320目。将上述原料在强力搅拌反应器内练制成预混料。 

成型、烧成和后处理：方法同实施例1。 

实施例5节能型镁碳连铸耐火材料 

配料：按重量份计，取烧结或电熔氧化镁80份，石墨30份，树脂结合剂细粉15份，工业乙醇(市售)15份，特殊添加剂10份(糠醛5份和金属硅超微粉5份的混合物，其中糠醛和金属硅超微粉均为市售产品)；其中烧结或电熔氧化镁和石墨的粒度均小于1mm，树脂结合剂细粉为320目。将上述原料在强力搅拌反应器内练制成预混料。 

成型、烧成和后处理：方法同实施例1。 

实施例6节能型镁碳连铸耐火材料 

配料：按重量份计，取烧结或电熔氧化镁55份，石墨20份，树脂结合剂细粉10份，工业乙醇(市售)10份，特殊添加剂6份(糠醛3份和聚硅酸钠3份的混合物，其中糠醛和聚硅酸钠均为市售产品)；其中烧结或电熔氧化镁和石墨的粒度均小于1mm，树脂结合剂细粉为320目。将上述原料在强力搅拌反应器内练制成预混料。 

成型、烧成和后处理：方法同实施例1。 

实施例7节能型锆碳连铸耐火材料 

配料：按重量份计，取电熔稳定氧化锆50份，石墨5份，树脂结合剂细粉5份，工业乙醇(市售)5份，特殊添加剂3份(聚乙烯醇1份和金属硅超微粉2份的混合物，其中聚乙烯醇和金属硅超微粉均为市售产品)；其中电熔稳定氧化锆和石墨的粒度均小于1mm，树脂结合剂细粉为320目。将上述原料在强力搅拌反应器内练制成预混料。 

成型、烧成和后处理：方法同实施例1。 

实施例8节能型锆碳连铸耐火材料 

配料：按重量份计，取电熔稳定氧化锆90份，石墨30份，树脂结合剂细粉15份，工业乙醇(市售)15份，特殊添加剂10份(聚乙烯醇3份、糠醛2份和金属硅超微粉5份的混合物，其中聚乙烯醇、糠醛和金属硅超微粉均为市售产品)；其中电熔稳定氧化锆和石墨的粒度均小于1mm，树脂结合剂细粉为320目。将上述原料在强力搅拌反应器内练制成预混料。 

成型、烧成和后处理：方法同实施例1。 

实施例9节能型锆碳连铸耐火材料 

配料：按重量份计，取电熔稳定氧化锆70份，石墨18份，树脂结合剂细粉10份，工业乙醇(市售)10份，特殊添加剂6份(聚乙烯醇4份和聚硅酸钠2份的混合物，其中聚乙烯醇和聚硅酸钠均为市售产品)；其中电熔稳定氧化锆和石墨的粒度均小于1mm，树脂结 合剂细粉为320目。将上述原料在强力搅拌反应器内练制成预混料。 

成型、烧成和后处理：方法同实施例1。 

实施例10节能型尖晶石连铸耐火材料 

配料：按重量份计，取电熔尖晶石50份，石墨5份，树脂结合剂细粉5份，工业乙醇(市售)5份，特殊添加剂3份(聚乙烯醇1.5份和金属硅超微粉1.5份的混合物，其中聚乙烯醇和金属硅超微粉均为市售产品)；其中电熔尖晶石和石墨的粒度均小于1mm，树脂结合剂细粉为320目。将上述原料在强力搅拌反应器内练制成预混料。 

成型、烧成和后处理：方法同实施例1。 

实施例11节能型尖晶石连铸耐火材料 

配料：按重量份计，取电熔尖晶石80份，石墨30份，树脂结合剂细粉15份，工业乙醇(市售)15份，特殊添加剂10份(聚乙烯醇4份、糠醛1份和金属硅超微粉5份的混合物，其中聚乙烯醇、糠醛和金属硅超微粉均为市售产品)；其中电熔尖晶石和石墨的粒度均小于1mm，树脂结合剂细粉为320目。将上述原料在强力搅拌反应器内练制成预混料。 

成型、烧成和后处理：方法同实施例1。 

实施例12节能型尖晶石连铸耐火材料 

配料：按重量份计，取电熔尖晶石65份，石墨18份，树脂结合剂细粉10份，工业乙醇(市售)10份，特殊添加剂6份(聚乙烯醇2份和聚硅酸钠4份的混合物，其中聚乙烯醇和聚硅酸钠均为市售产品)；其中电熔尖晶石和石墨的粒度均小于1mm，树脂结合剂细粉为320目。将上述原料在强力搅拌反应器内练制成预混料。 

成型、烧成和后处理：方法同实施例1。 

一般生产厂家由于配料原因，生产连铸耐火材料时，成型压力高达120-150MPa，烧成温度为1200-1300℃；在本发明的连铸耐火材料的配料过程中采用该特殊添加剂后，成型压力为20-70MPa；烧结温度为700-1100℃。可降低成型压力约50％，降低烧成温度约20％，大大减低了能耗，达到了节能减排的目的。且采用该特殊添加剂生产的产品各项指标均达到国家和国际标准，并在国内外钢铁厂正常使用。