CN113213952A - 一种环境友好型中间包干式料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种环境友好型中间包干式料,包括:粒度为5~3mm的再生硅质骨料5~10%;3~1mm的5~10%;小于1mm的3~5%;粒度小于0.088mm的再生硅质粉料5~10%;粒度为5~3mm的石英砂10~15%;3~1mm的10~15%;小于1mm的5~10%;粒度小于0.088mm的石英砂粉10~15%;矾土粉15~20%;粉煤灰0~2%;硼玻璃5~8%;葡萄糖5~8%;六偏磷酸钠0.5~1%。本发明还提供了制备方法。本发明提供的干式料施工便捷、烘烤时间短、周转快、翻包性好;采用的结合剂环境友好;该干式料保温性能好,节能降耗;使用寿命长,成本低,能够带来较好的经济效益和社会效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种耐火材料,特别是用于中间包工作衬的环境友好型干式料,本发明还涉及环境友好型中间包干式料的制备方法。
背景技术
随着连铸技术的发展,中间包不再局限于储存和分配钢液,还具备了洁净钢液、合金化等精炼功能。作为连铸工艺的重要组成部分,无论是保障连铸顺行,还是保证钢液质量,中间包的作用都举足轻重。中间包的关键部位在于工作衬,工作衬直接与钢液接触,受到钢液、钢渣的冲刷及侵蚀,因此工作衬耐材必须具备优良的抗渣侵蚀和抗渗透性能,良好的保温性能和翻包性能,较好的高温强度,不污染钢液等。中间包用干式振动料是继绝热板、涂抹料之后的新一代中间包工作衬材料,不添加任何液体,采用振动成型的方法,使材料形成致密的整体,加热后靠结合剂使材料产生强度。干式料具有施工方便,烘烤时间短,节约能源等优点,因此在各大钢厂得到了广泛应用。
目前中间包大多采用镁质、镁钙质和镁橄榄石质干式料,研究表明,这些干式料的原料中含有吸附水和结晶水,高温下矿物相转变,脱除羟基也可生成水分。另外在经过1150℃高温处理后,这些材料未形成致密烧结,仍为多孔结构,冷态下易吸潮。如冷包使用或烘烤不充分,易导致钢液“增氢”,尤其是新砌筑的中间包工作衬,前3炉钢液“增氢”现象明显。钢液中氢含量较高,会使钢材产生白点、氢脆、裂纹等缺陷,使其强度、塑性、韧性下降,导致钢材在服役过程中突然断裂,危及使用安全,因此在生产钢轨等产品时对氢含量有严格要求。同时这些干式料主要采用镁砂或镁橄榄石作为原料,需要高温烧结,消耗大量能源,不利于环保。始于2017年的环保问题,使得镁砂原料紧缺,导致价格高涨。而且镁砂体积密度大,导热系数高,散热损失大,不利于中间包的保温。
干式料中的结合剂大多采用树脂、沥青类有机物,在烘烤和使用过程中会产生甲醛、游离酚等有害物质,对环境造成危害,而且树脂炭化后会污染钢液,造成“增碳、增氢”。另外树脂类结合剂中、高温强度低,价格较高,因此在一定程度上制约了其推广应用。而硅酸盐、磷酸盐、硫酸盐等无机类结合剂,存在难烧结问题,影响材料的使用寿命,且在烘烤和使用过程中会产生刺激性气体,危害操作人员的健康。
随着钢铁工业的发展,产生大量用后耐火材料,我国对用后耐火材料的利用率不高,大都被当作工业固废堆放或掩埋,占用大量土地资源,且对环境造成污染。粉煤灰是火力发电厂煤粉燃烧产生的固体废弃物,据统计我国粉煤灰的存量达到了25亿吨以上,对粉煤灰的处理一般采用堆放或掩埋的方式,对土地资源和环境带来了巨大压力。
发明内容
针对现有技术中镁质、镁钙质和镁橄榄石质干式料以及干式料中有机结合剂存在的问题,本发明提出了一种既能满足中间包工作衬使用要求,不污染钢液,使用寿命长,又能减少对环境污染的新型中间包用干式料及其制备方法。
本发明是这样实现的:
一种环境友好型中间包干式料,包括如下重量百分比的组分:
粒度为5~3mm的再生硅质骨料5~10%;
粒度为3~1mm的再生硅质骨料5~10%;
粒度小于1mm的再生硅质骨料3~5%;
粒度小于0.088mm的再生硅质粉料5~10%;
粒度为5~3mm的石英砂10~15%;
粒度为3~1mm的石英砂10~15%;
粒度小于1mm的石英砂5~10%;
粒度小于0.088mm的石英砂粉10~15%;
矾土粉15~20%;
粉煤灰0~2%;
硼玻璃5~8%;
葡萄糖5~8%;
六偏磷酸钠0.5~1%。
更进一步的方案是:
所述再生硅质骨料及再生硅质粉料是将回收的废弃硅砖进行分拣、除杂,去除其表面粘附的残钢、残渣以及变质部分,取原砖部分进行破碎和筛分,得到粒度为5~3mm、3~1mm和小于1mm的再生硅质骨料颗粒,再将部分颗粒继续研磨至粒度小于0.088mm,得到再生硅质粉料。其中,5~3mm具体指<5mm且≥3mm,3~1mm具体指<3mm且≥1mm。
更进一步的方案是:
所述再生硅质骨料及再生硅质粉料中,SiO2的质量百分比含量≥90%才为合格的原料。
更进一步的方案是:
所述石英砂中SiO2质量百分比含量≥98%。
本发明还提供了所述环境友好型中间包干式料的制备方法,具体是:
将再生硅质骨料、再生硅质粉料、石英砂、石英砂粉、矾土粉、粉煤灰、硼玻璃、葡萄糖、六偏磷酸钠按比例称量,倒入强制搅拌机中混合10~15分钟,搅拌均匀后即为成品。
本发明设计的一种环境友好型中间包干式料,采用再生硅质骨料、石英砂为主要原料,不含结晶水,材质致密,不易吸潮,能有效杜绝水分导致的钢液“增氢”。同时生产再生硅质骨料、石英砂不需要煅烧,节约了大量能源,价格便宜,降低了使用成本。而且再生硅质骨料、石英砂导热系数低,保温性能好,能够减少钢液温降,提高铸坯质量,提高中间包烘烤效率,节能降耗。
采用的结合剂体系不添加树脂等有机物,价格低廉,避免了产生有毒、有害物质,保护了环境和操作人员,葡萄糖分子量小,碳、氢易氧化排除,不会产生“增碳、增氢”,影响钢材质量。同时解决了无机结合剂难烧结的问题,中、高温结合强度大,可延长中间包的使用寿命。
大量采用了废弃耐火材料和粉煤灰,使得工业固体废弃物得到资源化处理,减少了对环境的影响,降低了生产成本,提高了产品的市场竞争力。
该干式料具有施工便捷、烘烤时间短、周转快、翻包性好等优点;不“增碳、增氢”,提高钢材产品质量;保温性能好,减少钢液温降,提高铸坯质量;提高中间包烘烤效率,节能降耗;不产生有毒、有害物质,环境友好;结合强度大,工作衬使用寿命高;而且使工业固废得到再生利用,使用成本低,能够给企业带来较好的经济效益和社会效益。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
一种环境友好型中间包干式料及其制备过程如下:
准备如下原料:
粒度为5~3mm的再生硅质骨料6%;
粒度为3~1mm的再生硅质骨料6%;
粒度小于1mm的再生硅质骨料3%;
粒度小于0.088mm的再生硅质粉料6%;
粒度为5~3mm的石英砂14%;
粒度为3~1mm的石英砂14%;
粒度小于1mm的石英砂7%;
粒度小于0.088mm的石英粉14%;
矾土粉17%;
粉煤灰1%;
硼玻璃5.5%;
葡萄糖6%;
六偏磷酸钠0.5%。
将其中的再生硅质骨料、再生硅质粉料、石英砂、石英粉、矾土粉、粉煤灰、硼玻璃、葡萄糖、六偏磷酸钠按比例称量,倒入强制搅拌机中混合10~15分钟,搅拌均匀后即为成品。
实施例2
一种环境友好型中间包干式料及其制备过程如下:
准备如下原料:
粒度为5~3mm的再生硅质骨料8%;
粒度为3~1mm的再生硅质骨料8%;
粒度小于1mm的再生硅质骨料4%;
粒度小于0.088mm的再生硅质粉料8%;
粒度为5~3mm的石英砂12%;
粒度为3~1mm的石英砂12%;
粒度小于1mm的石英砂6%;
粒度小于0.088mm的石英粉12%;
矾土粉15%;
粉煤灰1%;
硼玻璃6.5%;
葡萄糖7%;
六偏磷酸钠0.5%。
将其中的再生硅质骨料、再生硅质粉料、石英砂、石英粉、矾土粉、粉煤灰、硼玻璃、葡萄糖、六偏磷酸钠按比例称量,倒入强制搅拌机中混合10~15分钟,搅拌均匀后即为成品。
实施例3
一种环境友好型中间包干式料的制备过程如下:
准备如下原料:
粒度为5~3mm的再生硅质骨料10%;
粒度为3~1mm的再生硅质骨料10%;
粒度小于1mm的再生硅质骨料5%;
粒度小于0.088mm的再生硅质粉料10%;
粒度为5~3mm的石英砂10%;
粒度为3~1mm的石英砂10%;
粒度小于1mm的石英砂5%;
粒度小于0.088mm的石英粉10%;
矾土粉16%;
硼玻璃6.5%;
葡萄糖7%;
六偏磷酸钠0.5%。
将其中的再生硅质骨料、再生硅质粉料、石英砂、石英粉、矾土粉、硼玻璃、葡萄糖、六偏磷酸钠按比例称量,倒入强制搅拌机中混合10~15分钟,搅拌均匀后即为成品。
尽管这里参照本发明的解释性实施例对本发明进行了描述,上述实施例仅为本发明较佳的实施方式,本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,应该理解,本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式,这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。
Claims (5)
1.一种环境友好型中间包干式料,其特征在于包括如下重量百分比的组分:
粒度为5~3mm的再生硅质骨料5~10%;
粒度为3~1mm的再生硅质骨料5~10%;
粒度小于1mm的再生硅质骨料3~5%;
粒度小于0.088mm的再生硅质粉料5~10%;
粒度为5~3mm的石英砂10~15%;
粒度为3~1mm的石英砂10~15%;
粒度小于1mm的石英砂5~10%;
粒度小于0.088mm的石英砂粉10~15%;
矾土粉15~20%;
粉煤灰0~2%;
硼玻璃5~8%;
葡萄糖5~8%;
六偏磷酸钠0.5~1%。
2.根据权利要求1所述环境友好型中间包干式料,其特征在于:
所述再生硅质骨料及再生硅质粉料是将回收的废弃硅砖进行分拣、除杂,去除其表面粘附的残钢、残渣以及变质部分,取原砖部分进行破碎和筛分,得到粒度为5~3mm、3~1mm和1mm以下的再生硅质骨料颗粒,再将部分颗粒继续研磨至粒度小于0.088mm,得到再生硅质粉料。
3.根据权利要求2所述环境友好型中间包干式料,其特征在于:
所述再生硅质骨料及再生硅质粉料中,SiO2的质量百分比含量≥90%。
4.根据权利要求1所述环境友好型中间包干式料,其特征在于:
所述石英砂中SiO2质量百分比含量≥98%。
5.权利要求1至4任一权利要求所述环境友好型中间包干式料的制备方法,其特征在于:
将再生硅质骨料、再生硅质粉料、石英砂、石英砂粉、矾土粉、粉煤灰、硼玻璃、葡萄糖、六偏磷酸钠按比例称量,倒入强制搅拌机中混合10~15分钟,搅拌均匀后即得环境友好型中间包干式料。
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