[发明专利]阻热、耐火模压衬垫，尤指阻热、耐火模压衬板及其制备方法和用途

说明书

本发明涉及一种未经焙烧的耐火模压衬垫(1)，尤指模压衬板，用来对金属熔体和/或从金属熔体固化成的金属铸锭进行热隔离。其包括已固化的粘结剂构成的粘结剂基质(2)和含有固结在粘结剂基质(2)内包含生物性硅酸，尤指谷壳灰的骨料(3)，其中，粘结剂基质(2)由硅胶构成。本发明同时提供其制备方法和用途。

技术领域

本发明涉及一种阻热、耐火模压衬垫，尤指阻热、耐火模压衬板，优选将金属熔体，尤指钢水与大气环境或冶金炉，尤指钢铁厂炼钢生产中的，进行热绝缘；以及其制备方法和用途。

背景技术

冶金行业通常需要使用一种遮盖材料，对处在开放式冶金炉内的金属熔体，尤指钢水，暴露于外的表面，进行遮盖处理。这种遮挡材料同时也形成一层阻热层。它一方面屏蔽大气环境中的各种气体，以免金属熔体出现意外的化学反应；另一方面也起到与大气环境之间保持隔离及阻热的作用，从而确保获得良好的表面质量。

通常遮盖材料采用由耐火材料，尤指谷壳灰所制成的松散颗粒填料。很多产稻国均可以生产大量的谷壳灰。谷壳灰是谷壳(或斯佩尔特小麦)燃烧时产生的副产品，燃尽后即形成谷壳灰，从化学上来说它非常纯净，94-96％的成分是由非晶态SiO₂组成。谷壳灰因此也被称为生物性硅酸。它熔点很高，大约为1650℃。制造过程中挥发性成分燃烧殆尽，而只剩下独特的、多微孔结构的SiO₂。由于这种结构，谷壳灰具有极低的导热性，同时还有很低的堆积密度，因此可提供绝佳的阻热性能。不过，由于它的细度很高，会形成有害健康的扬尘，比如易使眼睛受伤，细尘粉尘还可以进入到人体内，尤其当应用于金属熔体表面时这种伤害会更为严重。因此必须安装比如说吸尘设备，但这样一来会由于谷壳灰被抽吸走而导致物料损失。

由于上述原因，目前广为人知的是采用颗粒状成品作为遮盖材料，而非细粉状的谷壳灰。这些颗粒成品是由经过颗粒化处理的耐火材料所组成，并且利用粘结剂使之固定住。这种已知的颗粒成品，例如来自DE102013000527A1、DE19728368C1和DE19731653C2。

DE102013000527A1的颗粒包含主要的并优选的是重量百分比可占到90％的硅藻土。作为粘结剂，可以采用例如，膨润土、水玻璃或纤维素。同时颗粒中也可包含聚乙烯吡咯烷酮作为粘结剂。经过一段时间后这种颗粒会发生熔化。

DE19728368C1的颗粒成品包含：1％-10％重量比的谷壳灰制成的颗粒、有机的可形成凝胶的粘结剂，和20％-100％重量比的水。

DE19731653C2公开的小珠/小球状粒料包括混合表面活性物质的谷壳灰和粘结剂。这里的表面活性物质可以是海藻酸钠、羧甲基纤维素的钠盐、六偏磷酸钠或这些物质所组成的混合物；粘结剂则可以是聚乙烯醇、糖蜜、六偏磷酸钠、波特兰水泥、硅酸钠和沉淀碳酸钙以及这些物质所组成的混合物。小珠/小球状粒料经过混合和压制后进行烘干处理，然后在800-1400℃的温度下进行烧结。

骨料虽然相比细粉状的谷壳灰来说有着明显改进的抑制扬尘性能，但这样也带来较高的堆积密度，同时由此导致较差的隔离性能。另外，受制造条件影响，与细粉状的谷壳灰所制造的松散填料相比也明显过于昂贵。

需要进行遮盖的冶金炉，尤其是金属熔体分配器，优选连续浇铸分配器(浇注盘)、钢水包或用于上升式或下降式浇铸锭的锭模。浇铸锭时，液态金属被浇入到静止的模具(锭模)内并在其中固化。这种浇入既可从上方(下降式浇铸锭)也可从下方(上升式浇铸锭)通过一套输送系统来进行。经过固化后锭模脱锭，也就是提出固化的金属并且铸锭进行下一步的加工。

当钢水在锭模内固化时，铸锭的头部可能形成收缩空腔(砂眼)。具有相对较低熔点的成分将在较高熔点成分结晶前浮到上方。由此，同时也由于上升气泡带来的流动影响，可导致如硫、磷、碳这样的元素聚集在铸锭的头部。这样即形成所谓的铸锭偏析。膨胀隆起的矿渣将导致铸锭头部塌陷。因此，必须在进行下一步加工前将铸锭顶部区域进行移除处理。