镁质绝热板及其制造方法

郭玉英

1992年2月26日

1991年7月29日

1991年7月29日

鞍山钢铁公司, 鞍山钢铁公司耐火材料公司

C04B35/80GK1058949SQ9110522

镁质 绝热 制造

(文中的百分数皆为重量百分数)1、一种由镁质耐火原料、无机纤维、有机纤维、添加剂、无机结合剂组成的镁质绝热板，其特征在于加入含Al2O3、SiO2成分的轻质料及矾土水泥为添加剂，无机结合剂采用磷酸盐水溶液；各组份的配比为镁质耐火原料 70～95%，无机纤维 1～10%，有机纤维 1～5%，含Al2O3、SiO2的轻质料 2～15%，矾土水泥(外加)1～3%，磷酸盐水溶液(外加)3～5%2.根据权利要求1所述的镁质绝热板，其特征在于镁质耐火原料中MgO含量在90%以上，粒度小于1mm，其中小于0.045mm者占50～70%3.根据权利要求1所述的镁质绝热板，其特征在于含Al2O3、SiO2成分的轻质料采用膨胀珍珠岩、漂珠等，以漂珠为佳4.根据权利要求1所述的镁质绝热板，其特征在于磷酸盐水溶液的浓度为23～30%5.根据权利要求1、或2、或3、或4所述的镁质绝热板，其特征在于最佳组份和配比为烧结镁砂粉(MgO含量为94%，粒度小于1mm，其中小于0.045mm者占60%) 90%玻璃纤维(纤维长7mm) 2%草屑 2%漂珠 6%矾土水泥(外加) 1%磷酸盐水溶液(浓度25%，外加) 10%6.一种制造权利要求1所述的镁质绝热板的方法，包括原料配制、配料、混练、成型、干燥等工艺过程，其特征在于1)配料时，先将轻质料与磷酸盐水溶液混合1～2分钟，再加入其他料混练15～20分钟;2)泥料在模型中振动成型，振动时间为1～2分钟，振幅为0.3～0.6mm;3)成型后的板坯先自然干燥24小时，再于干燥窑中间歇干燥，分别在50～60℃和110～120℃下干燥24小时

本发明涉及一种以氧化镁为基料的耐火材料及其制造方法适用于冶金设备衬里，尤其是连铸用大容积预热中间包衬的绝热材料随着连铸工艺的迅速发展，连铸用耐火材料也在不断改进和提高为了适应中间包容量扩大及由冷包发展为预热包的需要，中间包衬用耐火材料也从原来的砖、可塑料、捣打料、涂料等逐步发展到目前应用较多的绝热板由于镁质绝热板更有利于连铸钢种的扩大和提高钢的质量，因此，越来越受到普遍重视在现有技术中，连铸用镁质绝热板由于采用无机结合剂制作，从而克服了以往用有机结合剂制作绝热板造成在使用过程中挥发出的难闻气味，污染环境;结合力小，耐蚀性差;粉化严重以及高温强度低等缺陷例如，日本特公昭58-58310介绍的“耐火隔热板”就是采用无机结合剂硫酸水溶液制作的镁质绝热板但是，本发明人在对用于大容量预热中间包绝热板的研究过程中发现，现有技术尽管消除了上述缺陷，然而尚存在以下问题一是在预热过程中，板的强度随着温度的升高而急剧下降，导致绝热板出现弯曲乃至断裂现象;二是盛钢时，钢水压力使板压缩，致使板的气孔率降低，隔热效果显著下降，弯曲的板甚至产生裂纹、坍塌，影响中间包寿命和周转;三是硫酸腐蚀性大，配制水溶液较危险，不利于安全生产;四是为保证板的强度，在制作大尺寸绝热板时需在板内埋设金属件，不仅生产工艺复杂而且使板的成本增加鉴于上述，本发明的目的在于提供一种强度高、隔热效果好、耐浸蚀性能高且成本低的镁质耐火绝热板，以满足连铸用大容积、预热中间包衬的需要为此，本发明耐火绝热板采用镁质耐火原料做填充料，粒度小于1mm，其中小于0.045mm者占50～70%;除加入无机、有机纤维外，还加入一定量的含有Al2O3、SiO2成分的轻质料，以降低板的容重和导热系数，提高绝热性能和热震稳定性;采用磷酸盐水溶液作结合剂;外加矾土水泥等添加剂，以提高绝热板在各种使用温度下的强度各成分具体配比(重量百分数)及效用如下所述本发明绝热板选用的镁质耐火原料为MgO含量在90%以上的一级烧结镁石，中档镁石，电熔镁石其加入量为70～95%为宜小于70%时，会使板的强度降低，影响使用寿命无机纤维采用玻璃纤维，耐火纤维等，其主要作用是使制品形成网络骨架结构其中以长10mm以下的玻璃纤维用于大型绝热板中，效果尤为明显，使板具有良好的可挠性加入量以1～10%为宜若加入量小于1%，则板的体积密度和导热系数增大，降低绝热效果;而当加入量大于10%时，制品的高温线收缩增大，气孔率提高影响板的耐钢水、熔渣浸蚀性能为了控制板的容量和气孔率，保证挠性和防止产生龟裂，可加入1～5%的纸浆、木屑、稻草屑等有机纤维但加入量超过5%会使板产生组织疏松，从而强度降低所加入的含Al2O3、SiO2成分的轻质料有膨胀珍珠岩、漂珠等，其加入量为2～15%由于此轻质料表面积大，与磷酸盐水溶液亲附力强，因此，不仅有利于降低板的容重和导热系数，且可提高热震稳定性，有效增加板的强度其中，尤以漂珠的效果最为明显另外，还外加1～3%的矾土水泥等添加剂，以加快板坯成型后的硬化速度，改善绝热板在中、高温状态下的强度，从而满足大生产工艺要求和各种条件下的使用性能需要采用浓度为23～30%的磷酸盐水溶液作为结合剂，其加入量为3～15%(外加)低于3%，混合时不能充分包裹轻质料，难以保证板的强度;而高于15%时，绝热板在干燥过程中易产生裂纹、扭曲现象，影响成品率本发明耐火绝热板的生产工艺过程同制作耐火砖基本相同但需要指出的是在将各组份按上述重量百分比进行配料混合时，其混料顺序必须先将轻质料与磷酸盐水溶液混合1～2分钟，待其混合均匀后，再加入其他料充分混合15～20分钟混练好的泥料浇注于根据所需产品尺寸制作的模型(如钢制模型)中，进行振动成型，振动时间为2分钟，振幅0.3～0.6mm成型后自然干燥24小时，再入干燥窑进行间歇式干燥，在50～60℃和110～120℃温度下分别干燥24小时即可本发时绝热板优先推荐的各种原料组份及配比是烧结镁砂粉(MgO含量为94％，粒度小于1mm,其中小于O.O45mm者占60％)，矾土水泥1％(外加)，玻璃纤维(纤维长7mm)2％，草屑2％，漂珠6％，浓度为25％的磷酸盐水溶液10%(外加)将制好的尺寸为1270×500×30mm的本发明镁质绝热板用于预热到1100℃、容积为55t的连铸中间包衬里，并经大生产应用验证，该板在预热过程中无污染环境的气体产生；导热系数稳定无明显变化；隔热效果良好，其中间包温度变化仅为2～3℃；解体时无粉尘；高、中、低强度均满足使用要求，经测试，在110℃、1100℃、1500℃时板的抗析强度分别为5.5,3.3和5.1MPa连续使用6炉后，蚀损只有5mm,其耐蚀性能超过了同类产品另外，由于本发明绝热板所选用的原料价格低廉，资源丰富且生产工艺简单，使用效果良好，因而是一种经济实用的连铸中间包用绝热材料