一種中間包內襯耐火材料及其製造工藝的製作方法

2023-05-31 11:43:36

本發明涉及鋼鐵冶煉技術領域，尤其涉及一種中間包內襯耐火材料。

背景技術：

中間包是短流程煉鋼中用到的一個耐火材料容器，首先接受從鋼包澆下來的鋼水，然後再由中間包水口分配到各個結晶器中去。中間包是煉鋼生產流程的中間環節，而且是由間歇操作轉向連續操作的銜接點。中間包作為冶金反應器是提高鋼產量和質量的重要一環。

隨著轉爐出鋼溫度提高，各種鋼包精煉技術的應用，以及中包連澆爐數和連澆時間的不斷提高，中包內襯受到的壓力不斷增大，工作環境變得更加惡劣。考慮到中包的作用(減壓、穩流、去夾雜、貯存和分流鋼水)，必須對中包內襯進行優化設計，合理選擇耐火材料。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術的不足，提供一種中間包內襯耐火材料及其製造工藝。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：

依據本發明的一個方面，提供了一種中間包內襯耐火材料，包括工作層、澆注層、保溫層和隔熱保溫塗料層，所述隔熱保溫塗料層塗覆在中間包的內壁上，所述保溫層敷設在所述隔熱保溫塗料層表面，所述澆注層澆注在所述保溫層上，且所述澆注層經過高溫烘烤凝結在所述保溫層表面，所述工作層塗覆在所述澆注層上，且所述工作層經過高溫烘烤凝結在所述澆注層表面。

依據本發明的另一個方面，提供了一種中間包內襯耐火材料製造工藝，包括如下步驟：

步驟1：將中間包的內壁進行潔淨處理，在潔淨後的所述中間包的內壁塗覆一層隔熱保溫塗料層，並晾乾；

步驟2：在所述隔熱保溫塗料層表面敷設一層保溫層，再在所述保溫層表面澆注一層澆注層，並對所述澆注層進行第一次烘烤處理；

步驟3：在經過第一次烘乾處理的所述澆注層表面塗覆一層工作層，並對所述工作層進行第二次烘烤處理。

本發明的有益效果是：本發明的一種中間包內襯耐火材料及其製造工藝，具有較高的強度和較強的耐腐蝕性，整體性較好，具有較好的耐熱性和保溫性，起到隔熱效果，減小熱量散發，更加節能環保，大大延長了中間包的使用壽命，提高了生產的安全性。

附圖說明

圖1為本發明的一種中間包內襯耐火材料結構示意圖；

圖2為本發明的一種中間包內襯耐火材料製造工藝流程圖；

圖3為本發明的第一次烘烤處理的溫度變化曲線示意圖；

圖4為本發明的第二次烘烤處理的溫度變化曲線示意圖；

圖5為本發明的第三次烘烤處理的溫度變化曲線示意圖。

附圖中，各標號所代表的部件列表如下：

1、工作層，2、澆注層，3、保溫層，4、隔熱保溫塗料層，5、中間包，6、修補層。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明的原理和特徵進行描述，所舉實例只用於解釋本發明，並非用於限定本發明的範圍。

實施例一、一種中間包內襯耐火材料，下面將結合附圖1對本實施例的一種中間包內襯耐火材料進行詳細介紹。

如圖1所示，一種中間包內襯耐火材料，包括工作層1、澆注層2、保溫層3和隔熱保溫塗料層4，所述隔熱保溫塗料層4塗覆在中間包5的內壁上，所述保溫層3敷設在所述隔熱保溫塗料層4上，所述澆注層2澆注在所述保溫層3上，且所述澆注層2經過高溫烘烤凝結在所述保溫層3表面，所述工作層1塗覆在所述澆注層2，且所述工作層1並經過高溫烘烤凝結在所述澆注層2表面。

本實施例中，所述工作層1的主要成分為納米空心微珠和二氧化鈦，且所述工作層1的厚度為22-25mm。通過設置所述工作層1可以承受中間包內注入的高溫鋼水，並且中空陶瓷粉末和氧化釔在較高溫度下可以保持穩定的性能，不會被氧化。

本實施例中，所述澆注層2的主要成分為矽石和安山巖，且所述澆注層2厚度為50-55mm，所述保溫層3的其厚度為17-23mm。通過所述澆注層2可以增強整個耐火層的強度，整體性好，避免在生產中由於中間包的外殼由於高溫而軟化，影響其整體成形，提高生產的安全性。

本實施例中，所述隔熱保溫塗料層4的主要成分為中空陶瓷粉末和氧化釔，且所述隔熱保溫塗料層4的厚度為10-15mm。通過所述隔熱保溫塗料層4一方面，可以使得所述保溫層3可以與中間包的外殼內壁之間較好的結合，使得保溫層3起到較好的保溫效果，另一方面可以通過所述隔熱保溫塗料層4自身實現隔熱的效果，進一步地有效防止熱量的散發。

優選地，所述澆注層2與所述工作層1之間還設有修補層6，所述修補層6的主要成分為氧化鎂和氧化鋁，且其厚度為5-10mm。通過所述修補層6可以使得所述澆注層2表面更加平整，方便在所述澆注層2表面塗覆所述工作層1，使得所述工作層1與所述澆注層2更好的結合，也可提高所述工作層1的整體一致性，使其在高溫下可以較好的保持性能穩定。

實施例二、一種中間包內襯耐火材料，下面將結合附圖2對本實施例的 一種中間包內襯耐火材料進行詳細介紹。

如圖1所示，一種中間包內襯耐火材料製造工藝，包括如下步驟：

步驟1：將中間包5的內壁進行潔淨處理，在潔淨後的所述中間包5的內壁塗覆一層隔熱保溫塗料層4，並晾乾；

步驟2：在所述隔熱保溫塗料層4表面敷設一層保溫層3，再在所述保溫層3表面澆注一層澆注層2，並對所述澆注層2進行第一次烘烤處理；

步驟3：在經過第一次烘乾處理的所述澆注層2表面塗覆一層工作層1，並對所述工作層1進行第二次烘烤處理。

本實施例中，所述步驟1中，所述隔熱保溫塗料層4的主要成分為中空陶瓷粉末和氧化釔，且中空陶瓷粉末的重量百分數大於等於60％，氧化釔的重量百分數大於等於15％。通過控制所述隔熱保溫塗料層4的厚度，一方面可以避免所述隔熱保溫塗料層4過厚而佔用中間包內部過大的空間，影響中間包的容量，另一方面避免由於所述隔熱保溫塗料層4過薄使得所述保溫層3不能很好的與中間包內壁結合。另外，由於所述隔熱保溫塗料層4還可以增強外殼的強度。

本實施例中，所述步驟2中，所述保溫層3採用矽酸鋁纖維氈，其密度範圍為0.09-0.12g/m3，所述澆注層2的主要成分為矽石和安山巖，且矽石的重量百分數大於等於60％，安山巖的重量百分數大於等於25％，且所述澆注層2的體積密度大於等於2.45g/m3。對所述澆注層2的第一次烘烤處理採用如圖3所示的加熱過程。通過上述方式可以使得所述澆注層2外整個耐火層提供較好的強度支撐，所述保溫層3可以有效減小中間包內壁與外部的熱交換，儘可能減小能像損失，通過如圖1所示的加熱過程可以使得所述澆注層2較好的凝固，同時與所述保溫層3和工作層1更好的結合。

如圖3所示，先將烘烤溫度均勻升至100攝氏度，然後進行第一階段的恆溫烘烤，持續20小時，再將烘烤溫度均勻升至400攝氏度，進行第二階 段的恆溫烘烤，持續16小時，再將烘烤溫度均勻升至700攝氏度，然後進行第三階段的恆溫烘烤，持續8小時，最後將烘烤溫度均勻升至1200攝氏度，進行第四階段的恆溫烘烤，持續4小時，完成後冷卻，結束第一次烘烤。

本實施例中，所述步驟3中，所述工作層1的主要成分為納米空心微珠和二氧化鈦，納米空心微珠的重量百分數大於等於78％，二氧化鈦的重量百分數大於等於10％，所述工作層1的體積密度大於等於1.8g/m3。對所述工作層的第二次烘烤如圖4所示。通過控制所述工作層1的厚度，可以在保證所述工作層1的工作壽命的前提下，儘可能的減小所述工作層1佔用中間包的內部空間，避免所述工作層1過薄更容易破損，同時避免所述工作層1過厚影響中間包的內部空間。

如圖4所示，先將烘烤溫度均勻升至150攝氏度，然後進行第一階段的恆溫烘烤，持續3小時，再將烘烤溫度均勻升至400攝氏度，進行第二階段的恆溫烘烤，持續3小時，最後將烘烤溫度均勻升至700攝氏度，然後進行第三階段的恆溫烘烤，持續2小時，完成後冷卻，結束第二次烘烤。

優選地，在所述步驟3之前，還進行如下步驟處理：

在所述澆注層2表面塗覆一層修補層6，並對所述修補層6進行第三次烘烤處理，再在所述修補層6表面塗覆一層所述工作層1；其中，所述修補層6主要成分為氧化鎂和氧化鋁，其中氧化鎂的重量百分數大於等於25％，氧化鋁的重量百分數大於等於45％，且所述修補層6的體積密度大於等於2.2g/m3。對所述修補層的第三次烘烤如圖5所示。通過所述修補層6可以使得所述澆注層2表面更加平整，方便在所述澆注層2表面塗覆所述工作層1，使得所述工作層1與所述澆注層2更好的結合，也可提高所述工作層1的整體一致性，使其在高溫下可以較好的保持性能穩定。

如圖5所示，先將烘烤溫度均勻升至150攝氏度，然後進行第一階段的恆溫烘烤，持續5小時，再將烘烤溫度均勻升至400攝氏度，進行第二階段 的恆溫烘烤，持續4小時，最後將烘烤溫度均勻升至700攝氏度，然後進行第三階段的恆溫烘烤，持續2小時，完成後冷卻，結束第三次烘烤。

本發明的一種中間包內襯耐火材料及其製造工藝，具有較高的強度和較強的耐腐蝕性，整體性較好，具有較好的耐熱性和保溫性，起到隔熱效果，減小熱量散發，更加節能環保，大大延長了中間包的使用壽命，提高了生產的安全性。

以上所述僅為本發明的較佳實施例，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。