[发明专利]一种中间包多功能衬及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种中间包多功能衬及其制备方法和在中间包中的应用。所述中间包多功能衬，以质量百分比计，原料组成包括：炭黑15％～50％，成膜物质1.5％～65％，水和/或有机溶剂7％～70％，助剂0.2％～15％；所述中间包多功能衬位于中间包的永久层和工作层之间。所述制备方法包括步骤：(1)将成膜物质分散、溶解在水和/或有机溶剂中，得到成膜物质溶液；(2)在搅拌下，将炭黑、助剂加入到成膜物质溶液中，充分搅拌得到多功能衬涂料；(3)采用手涂和/或喷涂的方式在中间包的永久层上进行多功能衬涂层施工，成膜、烘烤形成中间包多功能衬。

技术领域

本发明涉及钢铁冶金设备领域，具体涉及一种中间包多功能衬及其制备方法和应用。

背景技术

中间包在连铸过程中主要用作钢水的容器及分配器，但随着洁净钢工艺的发展，中间包冶金功能得到了重视并进行了深入的研究，多项中间包冶金技术得到了实机应用并迅速推广。比如中间包净化功能(坝墙挡渣、吹氩及过滤除杂、流场优化等)、调温功能(衬体保温、喷粉调温、连续测温、感应加热及等离子加热等)、精炼功能(碱性涂层、碱性覆盖剂、双层渣、喂钙线防堵、喂丝微调合金成分等)等。

通过改变或改良中间包衬体构造，以实现良好的保温效果(保温层)、净化功能(碱性涂层)是中间包冶金的重要手段。目前，中间包主要采用永久层、工作层两层结构或保温层、永久层、工作层三层结构两种衬体构造，以两层结构为主，只有些大型钢企才使用保温层。保温层，也称为绝热层，多由低导热高气孔类纤维、轻质料、绝热板、反射板等材料制成。永久层，为中间包衬的主要耐热、承重、抗侵蚀部位，可由硅酸铝质、高铝质、莫来石质、镁(橄榄石)质等多种材质的浇注料、烧成砖、预制块制成。工作层，也称为涂层，是与钢水直接接触的“工作”介质，为一次性消耗材料，一个浇次后要通过翻包操作同渣层、残钢等一起与永久层剥离，多为铝(硅)质、镁质或镁钙质碱性材料，采用手工涂抹、机械喷涂或干式料等方式施工。需要澄清的是，一些日本企业也把浇注层或砖衬实体层称为工作层，而把涂料层就叫作涂层，有时工作层下还有层粘土砖或轻质浇注料称为永久层。我国多把涂层视为工作层。

根据上述构造的中间包衬体，在使用中存在工作层与永久层粘连、烧结，难以翻包，并易损坏永久层，导致劳动效率低下、永久层寿命降低、生产成本增加等问题。

为了解决上述问题，专利CN202427934U在永久层和工作层之间设置隔热层，隔热层由硅质绝热板或硅质浇注料形成，厚度为20-60mm。显然，该隔热层较厚，会大幅度降低中间包容积不利于夹杂物上浮。不然，就必须相应降低永久层厚度或保温层、工作层厚度，而这都会影响包衬的使用寿命。同样的，专利CN204975308U也提出了防粘耐高温隔离层的概念，其特征在于隔离层为厚度2-3mm，颗粒度为1-3mm的废粘土砖层、废高铝砖层或石英砂颗粒层，并声称该层能够解决工作层与永久层之间的烧结粘连问题。但是，对于上述两专利，硅铝质隔热层尽管能起到一定的隔热效果，但其防粘作用就值得商榷了。由于同为无机耐火材料一族，硅铝质材料自身与永久层及工作层材料都存在较强的化学结合作用，无论永久层、工作层是什么材质，很难做到同时兼顾与永久层的良好结合及与工作层的良好解体分离效果。在经过1400℃以上的(隔离层在浇钢时的热平衡温度)高温处理后，尤其是在高连浇长时间的高温环境中，硅铝隔离层会与两边衬体发生不同程度的渗透、烧结反应，其结合强度可能会略低于工作层与永久层的结合强度，但仍不能完全解决翻包困难问题。