一种流动性好的镁质中间包干式振动料及其制备方法，该中间包干式振动料具有如下组份，按重量百分比为：镁砂89‑96%，有机结合剂2‑6%，碳酸钙粉1‑5%，甲基硅油 0.05‑0.5%。生产时将镁砂、碳酸钙粉和有机结合剂混合均匀后，再加入甲基硅油并将其充分包裹在颗粒和细粉表面，制备出本发明专利技术中间包干式振动料。本发明专利技术制得的干式振动料具有流动性好、寿命长、用后易翻包等优点，避免了干式料粒度偏析导致的不良影响。
Magnesium intermediate contracting vibration material with good fluidity and preparation method thereof
A good fluidity of magnesia dry vibrating material and its preparation method, the dry vibrating material has the following components by weight percentage: 89 to 96% magnesia, organic binder 2 6%, 1 5% calcium carbonate powder, methyl silicone oil 0.05 0.5%. When the magnesium carbonate, calcium carbonate powder and organic binder are mixed uniformly, the methyl silicone oil is added to the surface of the particles and the fine powder. The dry vibration material prepared by the invention has the advantages of good fluidity, long service life, easy package after use, etc., and avoids the bad influence caused by the particle size segregation of the dry material.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种不定形耐火材料，具体说是一种钢铁行业连铸系统用镁质中间包干式振动料。
技术介绍
中间包是钢铁行业连铸系统的关键器件，是钢包与结晶器之间用于钢水过渡的装置，其作用是稳定钢水温度，使钢水中夹杂物上浮，在短时缺钢水或更换钢包时，能保证连铸进行，其使用寿命对钢铁流程具有重要影响。中间包工作衬直接接触高温钢水，要求其具有优异的抗渣侵蚀和渗透性能、良好的抗冲刷性能和用后易于翻包。中间包工作衬原普遍采用绝热板和镁质涂抹料，使用寿命较短。随着中间包下水口快换等技术的开发，对中间包工作衬寿命的要求越来越高，目前多数钢厂采用碱性干式振动料。碱性干式振动料以镁砂、镁钙砂或镁橄榄石为主要原料，结合剂为酚醛树脂等有机结合剂或无机盐结合剂中的一种或多种复合，并加入膨润土、广西泥、氧化铝微粉、硅微粉等少量添加剂的一种不定形耐火材料。干式振动料以干态施工，将料加入到放置模胎的中间包中，通过模胎振动使其达到密实化，经合适温度烘烤后拆模备用。干式振动料和湿式振动料不同，湿式振动料添加有合适的分散剂，通过加入适量水使其具有优异的流动性能，干式振动料以干态施工，料的流动性相对较差。现场加料时重力使干式料颗粒产生流动，但随着粒度减小，颗粒之间的范德华力逐渐增大，细粉颗粒之间的粘附力增大，降低了整个干式料的流动性，颗粒和细粉的流动较难同步进行，导致干式料容易出现颗粒偏析。可见，如何提高干式振动料的流动性能，使其很好的填充到各个空间，并达到较高的密实程度，以及避免流动过程中的颗粒偏析使其结构均匀，是提高干式振动料使用寿命的关键。干式振动料生产厂家对该方面问题的关注相对较少。专利“一种环保自流式中间包干式料及其制备方法”（CN200910131217.5）提供了一种环保自流式中间包干式料，通过降低干式料原料的临界粒度和更加精细的颗粒配比，以达到自流成型。其优点在于简化了施工工序，减少了用料量，但其密度偏低仅有1.58g/cm3，组成相近临界粒度为5mm或3mm干式振动料的密度通常在2.00g/cm3以上。临界粒度的减小、密度的降低，对干式料的强度、抗冲刷性能不利，造成使用寿命的降低。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，提供一种具有较好的流动性能，易于填充到整个空间，所砌筑衬体结构均匀，避免了颗粒流动过程中出现的粒度偏析，具有优异的中、高温强度，用后易翻包，能够降低粘包等对中包永久衬损毁问题的流动性好的镁质中间包干式振动料及其制作方法。为实现本专利技术目的，提供了以下技术方案：一种流动性好的镁质中间包干式振动料，其特征在于包括以下组份：按重量百分比计，镁砂89-96wt%，有机结合剂2-6wt%，碳酸钙粉1-5wt%，助流剂0.05-0.5wt%。作为优选，助流剂为甲基硅油。作为优选，所添加碳酸钙粉和甲基硅油重量比例不低于3.5wt%。作为优选，以镁砂加入总量作为100%计算颗粒分级为：5-3mm占12-15%，3-1mm占22-25%，1-0.5mm占10-12%，0.5-0.088mm占22-24%，<0.064mm占25-32%。作为优选，有机结合剂为酚醛树脂粉和葡萄糖粉中的一种或组合。本专利技术参照Andreassen方程取粒度分布系数q值为0.26-0.32，采用了更加精细的颗粒配比，并结合实验室大量颗粒堆积实验，得到了本专利技术所述颗粒配比，既能达到或接近最紧密堆积，又在施工过程不发生粒度偏析，使得所制备干式料使用性能良好，产品质量稳定性高。为实现本专利技术另一目的，提供了一种流动性好的镁质中间包干式振动料制作方法，其特征在于包括以下步骤：先将镁砂、碳酸钙粉和有机结合剂加入搅拌机中，搅拌均匀，再添加甲基硅油搅拌，将甲基硅油充分包裹在颗粒和细粉表面，混合均匀后出料装袋，制得本专利技术干式振动料；所述甲基硅油的理化指标为：粘度（mm2/s）：100±8，折光度（25℃）：1.400-1.410，闪点（开口）：300，比重（25℃）：0.960-0.970。所述碳酸钙粉是粒度小于5μm的亲水性碳酸钙粉体，化学成份要求CaCO3≥95.0wt%。本专利技术的技术关键一：将甲基硅油作为助流剂和填充剂引入到干式振动料中，这是本专利技术中的关键创新点。以前未见有把液态的甲基硅油用作耐火材料助流剂和填充剂的报道。甲基硅油具有卓越的耐热性、电绝缘性、耐候性、疏水性、生理惰性和较小的表面张力，还具有低的黏温系数，较高的抗压缩性，甲基硅油在电子电器、建筑材料、电机制造、交通运输、石油化工、纺织等领域有很多应用，在冶金领域生产流态化石灰时，一般用甲基硅油做钝化剂。本专利技术初始时是想通过加入甲基硅油使干式振动能充填到感应加热型中间包的小角落里，进一步的研究发现甲基硅油的助流和填充效果明显优于氧化镁微粉或硅微粉。以前的干式振动料一般是加入氧化镁微粉或硅微粉。微粉在干式振动料中主要起到填充效果，使材料致密化，但微粉由于粒度很细，受表面张力作用，易于团聚，分散性较差，用于形状复杂的中间包时施工很困难。本专利技术采用甲基硅油进行了大量的实验室实验，并与硅微粉、镁微粉等进行了对比。经过反复计算和实验，其最佳加入量为0.05-0.5%，干式振动料中加入适量的甲基硅油后，干式料的充填性能大大增加，如果按通常的加入方法加入甲基硅油，物料将成流态化，干式料工作衬无法成型。经过实验，加入甲基硅油后，带模具不脱模均匀烘烤到400℃~430℃保温2.0~2.5小时即可成型。显微结构分析表明，常温时甲基硅油呈薄膜状包覆在颗粒的表面，高温后生成比硅微粉粒径微小得多的二氧化硅，进而起到硅微粉的结合作用，而且效果更优。因此，本专利技术中加入甲基硅油与干式振动料中通常添加的氧化镁微粉或硅微粉之间存在本质差别。常规技术在干式振动料中加入微粉只能起到颗料之间的填充作用，不能填充颗粒物料表面的粗糙面，更不能粘附在粉体物料颗粒的表面，其加入量通常在1%以上，而本专利技术中甲基硅油在助流作用的同时，高温下起到硅微粉的结合作用，其最佳加入量为0.05-0.5%。综上所述，甲基硅油具有硅微粉不具备的独特优点：1）硅微粉多为冶炼硅铁合金或金属硅时的副产品，其颗粒呈圆球形。甲基硅油为人工合成的液态有机物，搅拌后，可在耐火材料颗粒表面形成一层极薄、润滑性极好的液态膜。2）硅微粉中K2O、Na2O、CaO、MgO等有害杂质含量较高，这些杂质对镁质干式料的高温性能不利。而甲基硅油为纯有机物，无上述杂质。３）常规的干式振动料在高温季节经常发生变硬结块的问题，这是由于结合剂和微量CaO水化结果，采用甲基硅油后，在干式振动料的颗粒表面形成一层保护层，较好地减少或防止了高温季节变硬结块的问题。4）甲基硅油的优良润滑性使其包裹于颗粒表面，施工时，材料流动性好，填充性较常规干式料好，填充的更密实。高温作用后，甲基硅油转化成微小的氧化硅颗粒，再次起到填充效果。最终使干式振动料致密化，抗渗透能力明显增强。本专利技术技术关键二：本专利技术中加入的碳酸钙粉粒度较小，能够进一步填充镁砂细粉之间形成的孔隙，起到通常所加氧化铝微粉、硅微粉和粘土等微粉的作用，使干式料的堆积更加紧密，提高了干式料的抗渣性能。加热后，碳酸钙分解生成氧化钙有利于净化钢水。镁质材料中除主晶相方镁石外，其次生矿物中钙镁橄榄石最差，1498℃分解；镁硅钙石次之，熔点仅1550℃；镁本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种流动性好的镁质中间包干式振动料，其特征在于包括以下组份：按重量百分比计，镁砂89‑96wt%，有机结合剂2‑6 wt%，助流剂 0.05‑0.5 wt%，碳酸钙粉1‑5 wt%。
【技术特征摘要】
1.一种流动性好的镁质中间包干式振动料，其特征在于包括以下组份：按重量百分比计，镁砂89-96wt%，有机结合剂2-6wt%，助流剂0.05-0.5wt%，碳酸钙粉1-5wt%。2.根据权利要求1所述的一种流动性好的镁质中间包干式振动料，其特征在于助流剂为甲基硅油。3.根据权利要求2所述的一种流动性好的镁质中间包干式振动料，其特征在于所添加碳酸钙粉和甲基硅油重量比例不低于3.5wt%。4.根据权利要求1所述的一种流动性好的镁质中间包干式振动料，其特征在于以镁砂加入总量作为100%计算颗粒分级为：5-3mm占12-15%，3-1mm占22-25%...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴永来，谢健，李杰，杨政宏，黄峰，张兴华，徐华伟，
申请(专利权)人：江苏嘉耐高温材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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