一种中间包复合工作衬及其制作方法与中间包

摘要

本发明提供一种中间包复合工作衬，所述中间包复合工作衬的内层为干式料层，所述复合工作衬的外层为涂抹料层；所述干式料层和涂抹料层紧密连接，复合成一体式结构。通过将干式料层和涂抹料层结合为复合工作衬，结合干式料层和涂抹料层的优点，复合工作衬有施工方便、不易烧结、易翻包以及减少增碳等优点。

说明书

技术领域

本发明涉及钢铁冶金领域，尤其涉及一种中间包复合工作衬及其制作方法与中间包。

背景技术

近年来，随着钢铁行业大力发展，冶炼技术的进步对中间包工作衬耐火材料的综合要求越来越高，中间包工作衬的发展经历了硅质绝热板、涂抹料、喷涂料、干式料，目前应用较为广泛的为涂抹料和干式料。

干式料在使用过程中依靠温度梯度从工作层至永久衬逐步烧结，在工作层热面形成致密结构，不会出现贯穿裂纹等导致熔渣渗至永久层的现象，并且未烧结层的致密度较低，有利于中间包保温；此外，干式料还具有方便施工、周转灵活、应用安全、容易翻包和脱包、可以提高工作层的使用寿命、降低耐火材料对钢液造成的污染等优点，但由于干式料采取有机结合体系，在接触过程中存在不同程度的增碳问题。

涂抹料具有抗冲刷与抗侵蚀性好，并且对钢水中的非金属夹杂物(例如Al₂O₃、SiO₂等)有吸附作用即低碳、洁净等优点；但涂抹料烘烤时间较长，一般为2～6小时，从而造成生产效率低、能耗高、成本高，若烘烤时间不足则造成涂抹料与永久衬结合不牢固，出现剥落和崩裂，并且由于保温作用的要求，中间包涂料工作衬的气孔率较大，而涂料的气孔是熔渣和钢液渗入耐材工作层的主要通道，加大了熔渣对涂料的侵蚀，此外涂抹料还具有不易翻包、施工困难、周转周期长、烘烤耗能高等缺点。

因此，如何解决工作衬施工不便、易烧结、不易翻包、周转周期长以及增碳问题是急需解决的问题。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是提供一种能解决上述问题的中间包复合工作衬及其制作方法与中间包。

(二)技术方案

第一方面，为解决上述技术问题，本发明的技术方案提供了一种中间包复合工作衬，所述中间包复合工作衬的内层为干式料层，所述复合工作衬的外层为涂抹料层；

所述干式料层和涂抹料层紧密连接，复合成一体式结构。

优选地，所述干式料层的厚度为所述复合工作衬厚度的1/3至4/5。

优选地，所述干式料层或所述涂抹料层中，3mm﹤粒径≤5mm的组分5～20份，1mm﹤粒径≤3mm的组分20～40份，200目﹤粒径≤1mm的组分20～40份，以及粒径≤200目的组分20～30份；

或者1mm﹤粒径≤3mm的组分20～40份，200目﹤粒径≤1mm的组分20～40份，以及粒径≤200目的组分20～30份。

优选地，所述干式料层或所述涂抹料层中，3mm﹤粒径≤5mm的组分13～17份，1mm﹤粒径≤3mm的组分28～32份，200目﹤粒径≤1mm的组分25～29份，以及粒径≤200目的组分22～26份；

或者1mm﹤粒径≤3mm的组分28～32份，200目﹤粒径≤1mm的组分25～29份，以及粒径≤200目的组分22～26份。

优选地，所述干式料层包括以下成分：骨料、基质、结合剂以及添加剂；

其中，所述骨料包括：3mm﹤粒径≤5mm的组分5～20份，1mm﹤粒径≤3mm的组分20～40份；

所述基质包括：粒径≤200目的组分20～30份；

所述结合剂4～6份，包括有机结合剂和无机结合剂；

其中，有机结合剂包括热塑性酚醛树脂和或多羟基糖；

无机结合剂包括硫酸盐或偏硅酸盐或磷酸盐；

所述添加剂1.5～2.5份，包括粘土、膨润土、氧化铝微粉、硅微粉、玻璃粉、硼砂、抗氧化剂；

所述涂抹料层包括以下成分：骨料、基质、结合剂以及添加剂；

其中，所述骨料包括：3mm﹤粒径≤5mm的组分5～20份，1mm﹤粒径≤3mm的组分20～40份；

所述基质包括：粒径≤200目的组分20～30份

所述结合剂2～3份，包括有机结合剂和无机结合剂；

其中，有机结合剂包括热塑性酚醛树脂和或多羟基糖；

无机结合剂包括硫酸盐或偏硅酸盐或磷酸盐；

所述添加剂5～6份，包括粘土、膨润土、氧化铝微粉、硅微粉、玻璃粉、硼砂、抗氧化剂。

应当说明的是，上述干式料层和上述涂抹料层中的骨料、基质、结合剂以及添加剂的组分含量的范围相同，但是并不代表上述干式料层和上述涂抹料层中各个组分的含量相同。

优选地，所述干式料层包括以下成分：骨料、基质、结合剂以及添加剂；

其中，所述骨料包括：3mm﹤粒径≤5mm的组分13～17份，1mm﹤粒径≤3mm的组分28～32份；

所述基质包括：粒径≤200目的组分22～26份

所述结合剂4.5～5.5份，包括有机结合剂和无机结合剂；

其中，有机结合剂包括热塑性酚醛树脂和或多羟基糖；

无机结合剂包括硫酸盐或偏硅酸盐或磷酸盐；

所述添加剂1.8～2.2份，包括粘土、膨润土、氧化铝微粉、硅微粉、玻璃粉、硼砂、抗氧化剂。

优选地，所述涂抹料层包括以下成分：骨料、基质、结合剂以及添加剂；

其中，所述骨料包括：3mm﹤粒径≤5mm的组分13～17份，1mm﹤粒径≤3mm的组分28～32份；

所述基质包括：粒径≤200目的组分22～26份；

所述结合剂2.2～2.7份，包括有机结合剂和无机结合剂；

其中，有机结合剂包括热塑性酚醛树脂和或多羟基糖；

无机结合剂包括硫酸盐或偏硅酸盐或磷酸盐；

所述添加剂5.3～5.7份，包括粘土、膨润土、氧化铝微粉、硅微粉、玻璃粉、硼砂、抗氧化剂。

第二方面，为解决上述技术问题，本发明的技术方案提供了一种上述复合工作衬的制作方法，所述方法包括：

在所述永久层的内侧铺设干式料层，以及在所述干式料层内侧铺设涂抹料层。

优选地，所述在所述永久层的内侧铺设干式料层，包括：

向所述永久层的包底倒入干式料，刮平并压实；

将包胎放置到中间包内，并向包胎和永久层之间倒入干式料；

对干式料层进行打结、灌料、震动、烘烤、冷却，然后起包胎。

第三方面，为解决上述技术问题，本发明的技术方案提供了一种中间包，所述中间包包括：永久层以及上述复合工作衬；

所述复合工作衬铺设在所述永久层内侧；

其中，所述干式料层铺设在所述永久层内侧，所述涂抹料层铺设在所述干式料层的内侧。

(三)有益效果

本发明提供的一种中间包复合工作衬，所述中间包复合工作衬的内层为干式料层，所述复合工作衬的外层为涂抹料层；所述干式料层和涂抹料层紧密连接，复合成一体式结构。通过将干式料层和涂抹料层结合为复合工作衬，结合干式料层和涂抹料层的优点，复合工作衬有施工方便、不易烧结、易翻包以及减少增碳等优点。

附图说明

图1是本发明实施方式提供的一种中间包复合工作衬的结构示意图；

图2是本发明实施方式提供的一种中间包复合工作衬制作方法的示意图；

图中，100：永久层；200：复合工作衬；201：干式料层；202：涂抹料层。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

第一方面，本发明实施方式提供了一种中间包复合工作衬，如图1所示，

为避免重复，先对本发明中的中间包复合工作衬的结构进行说明，在具体实施例中不再赘述：

所述复合工作衬200的内层为干式料层201，所述复合工作衬200的外层为涂抹料层202；

所述干式料层201和涂抹料层202紧密连接，复合成一体式结构。

优选地，所述干式料层201的厚度为所述复合工作衬200厚度的1/3至4/5。

中间包是钢水连铸工艺中一个不可缺少的耐火材料容器，主要起稳定钢水流量、去夹杂、分流和保证钢水连续浇铸不断流的作用，在钢水表面覆一层中间包渣，工作衬上对应于中间包渣的位置为渣线，中间包渣会对工作衬进行侵蚀损毁，渣线部位为侵蚀最严重的位置，在实际应用中，中间包渣对干式料的侵蚀比较严重，可以在中间包渣线部位对应的位置处不涂抹干式料层，即内外两层均为涂抹料，这样更加耐侵蚀。

本发明提供的一种中间包复合工作衬，通过将干式料层和涂抹料层结合为中间包复合工作衬，结合干式料层和涂抹料层的优点，中间包复合工作衬有施工方便、不易烧结、易翻包以及减少增碳等优点。

为避免重复，先对本具体实施方式所用原料统一描述如下，具体实施例中不在赘述：

骨料由以下成分组成：电熔镁砂或/和烧结镁砂、生橄榄砂或/和熟橄榄砂、石英砂以及再生料；

其中，电熔镁砂或烧结镁砂，MgO的含量为75％～97％，SiO₂的含量为1％～15％，体积密度≥2.9g/cm³；

生橄榄砂或熟橄榄砂，MgO的含量为35％～60％，SiO₂的含量为40％～60％，体积密度≥2.9g/cm³；

石英砂为硅石、河砂、海砂，SiO₂的含量为90％～99％，体积密度≥2.6g/cm³；

再生料包括再生铝镁碳砖颗粒、再生镁碳砖颗粒、再生镁钙砖颗粒、再生镁铬砖颗粒；

基质包括以下成分：电熔镁砂或/和烧结镁砂、生橄榄砂或/和熟橄榄砂、石英砂以及再生料；

其中，电熔镁砂或烧结镁砂中，MgO的含量为75％～97％，SiO₂的含量为1％～15％，体积密度≥2.9g/cm³；

生橄榄砂或熟橄榄砂中，MgO的含量为35％～60％，SiO₂的含量为40％～60％，体积密度≥2.8g/cm³；

石英砂为硅石、河砂、海砂，SiO₂的含量为90％～99％，体积密度≥2.6g/cm³；

再生料包括再生铝镁碳砖颗粒、再生镁碳砖颗粒、再生镁钙砖颗粒、再生镁铬砖颗粒；

结合体系为有机结合剂，包括热塑性酚醛树脂和或多羟基糖，和/或无机结合剂，包括硫酸盐或偏硅酸盐或磷酸盐，或者为有机结合剂与无机结合剂的复合结合剂，其添加比例为2％-7％；

添加剂包括粘土、膨润土、氧化铝微粉、硅微粉、玻璃粉、硼砂、抗氧化剂，添加比例为0.5％-5％。

实施例1

本实施例提供的中间包复合工作衬由干式料层和涂抹料层构成；

首先，干式料层由以下成分组成：

(1)所述骨料由以下成分组成：

(2)所述基质由以下成分组成：

(3)所述结合剂由如下成分组成：

(4)所述添加剂由如下成分组成：

添加剂粘土膨润土氧化铝微粉硅微粉玻璃粉硼砂抗氧化剂份数2212210.5

其次，涂抹料层也由骨料、基质、结合剂以及添加剂组成，在实际应用中，涂抹料层中的成分可以和本实施方式提供的干式料层的成分相同，二者的不同点在于：干式料层中结合剂为5份，添加剂为2份，而涂抹料层中，结合剂为2.5份，添加剂为5.5份，因而干式料层和涂抹料层会有不同的性质。

实施例2

本实施例提供的复合工作衬由干式料层和涂抹料层构成；

首先，干式料层由以下成分组成：

(1)所述骨料由以下成分组成：

(2)所述基质由以下成分组成：

(3)所述结合剂由如下成分组成：

(4)所述添加剂由如下成分组成：

添加剂粘土膨润土氧化铝微粉硅微粉玻璃粉硼砂抗氧化剂份数2212210.5

其次，涂抹料层也由骨料、基质、结合剂以及添加剂组成，在实际应用中，涂抹料层中的成分可以和本实施方式提供的干式料层的成分相同，二者的不同点在于：干式料层中结合剂为4份，添加剂为1.5份，而涂抹料层中，结合剂为3份，添加剂为6份，因而干式料层和涂抹料层会有不同的性质。

实施例3

本实施例提供的复合工作衬由干式料层和涂抹料层构成；

首先，干式料层由以下成分组成：

(1)所述骨料由以下成分组成：

(2)所述基质由以下成分组成：

(3)所述结合剂由如下成分组成：

(4)所述添加剂由如下成分组成：

添加剂粘土膨润土氧化铝微粉硅微粉玻璃粉硼砂抗氧化剂份数2212210.5

其次，涂抹料层也由骨料、基质、结合剂以及添加剂组成，在实际应用中，涂抹料层中的成分可以和本实施方式提供的干式料层的成分相同，二者的不同点在于：干式料层中结合剂为6份，添加剂为2.5份，而涂抹料层中，结合剂为2份，添加剂为5份，因而干式料层和涂抹料层会有不同的性质。

上述实施例所得复合工作衬的性能参数如下表：

应当说明的是，上述实施例1、2和3均采用四粒径段举例，当使用三粒径段时，可以去除3mm﹤粒径≤5mm的组分即可，例如，实施例1中干式料层和涂抹料层中，所述骨料由以下成分组成：

其它组分不变。

此外，还应当说明，上述实施例1、2和3中干式料层和涂抹料层均由骨料、基质、结合剂以及添加剂组成，在实际应用中，干式料层和涂抹料层中各组分的份数也可以取不同的数值。

第二方面，本实施方式还提供了一种基于上述中间包复合工作衬的制作方法，如图2所示该方法包括：

在所述永久层的内侧铺设干式料层，以及在所述干式料层内侧铺设涂抹料层；

具体包括：

步骤S101：向所述永久层的包底倒入干式料，刮平并压实；

步骤S102：将包胎放置到中间包内，并向包胎和永久层之间倒入干式料；

步骤S103：对干式料层进行打结、灌料、震动、烘烤、冷却，然后起包胎；

步骤S104：在所述干式料层内侧铺设涂抹料层。

在具体实施时，上述干式料层的厚度为复合工作衬总厚度的1/3至4/5，例如干式料层的厚度可以为总厚度的取1/3、1/2、4/5等。

在实际应用中，上述步骤S101之前还包括：根据试验数据确定包底料打结厚度。复合内层干式料工作层的厚度确定：包壁厚度由包底干式料厚度调整，包底工作层厚度的确定由包胎试验放置的实验数据确定。

在实际应用中，上述步骤S103中，震动的时间优选为5～10分钟，上线前烘烤时间优选为60分钟左右。

在具体实施时，上述步骤S104中铺设涂抹料层包括混料、涂抹、养护等步骤。

使用本实施方式提供的中间包的实施方法，使用上述复合工作衬，施工方便、不易烧结、易翻包以及减少增碳，先在永久层内侧铺设干式料层，然后再铺设涂抹料层，并且铺设的干式料层不和钢水接触，避免了中间包内的钢渣对干式料层的侵蚀。

第三方面，本发明实施方式还提供了一种中间包，同样参照图1，所述中间包包括：永久层100以及上述复合工作衬200；

所述复合工作衬200铺设在所述永久层100内侧；

其中，所述干式料层201铺设在所述永久层100内侧，所述涂抹料层202铺设在所述干式料201层的内侧。

本实施方式提供的中间包，采用上述复合工作衬，施工方便、不易烧结、易翻包以及减少增碳，并且，在铺设干式料时不接触渣线，避免了渣线对干式料的侵蚀。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。