一种中间包多功能衬及其制备方法和应用技术

本发明专利技术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。烘烤形成中间包多功能衬。

【技术实现步骤摘要】
一种中间包多功能衬及其制备方法和应用


[0001]本专利技术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。

技术介绍

[0002]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。
[0003]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。
[0004]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。
[0005]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
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3mm，颗粒度为1
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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。
[0006]另外，对于湿法涂层，无论手工涂抹或机械喷涂方式施工，为了达到合适的和易
性、粘附性，均要引入一定量的水份作为结合剂的溶剂，而涂层施工时中间包永久层往往处于一定温度下，比如对于周转包多规定只有在永久层表面温度低于100℃时方可进行涂层施工，由于该表面温度多为强制冷却所得而其时永久层衬体内部温度要更高些，涂层施工过程中永久层会吸收大量的水分，温度越高所需的饱和水分就越多，从而一定程度上提高了涂层的需水量，继而也造成大量的水分被吸入永久层衬体中。这些水分在涂层养生及烘烤阶段中不能充分排出时，会有部分水分在中间包浇钢时经由包壳导气孔以蒸汽或液滴形式释放，严重时包底滴水滴入结晶器会酿成事故。尤其对于养生不足的涂层，在烘烤阶段大量的水分会被火焰压力逼入中间包衬体而不能及时排出，更容易导致浇注时中间包滴水。

技术实现思路

[0007]本专利技术提供了一种中间包多功能衬，为采用炭黑为主要原料的有机涂膜，由炭黑在分散剂、固化剂等助剂作用下均匀分散于有机成膜物质的水溶液或有机溶剂分散介质中热固化形成，用于解决现有技术中工作层与永久层烧结粘连的技术问题，同时具有隔热保温、减少涂层用水量及防止中间包滴水的功能。
[0008]一种中间包多功能衬，以质量百分比计，原料组成包括：
[0009][0010]所述中间包多功能衬位于中间包的永久层和工作层之间，为永久层与工作层的夹层。
[0011]所述成膜物质主要由树脂或油脂组成，还可以包括部分不挥发的活性稀释剂。水性涂料用成膜物质如聚乙烯醇、聚乙二醇、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚乙烯基吡咯烷酮等聚合类水溶性高分子材料均可。
[0012]作为优选，所述的中间包多功能衬，所述成膜物质包括聚乙烯醇、聚乙二醇、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚乙烯基吡咯烷酮、苯丙乳液中的至少一种。
[0013]所述炭黑为多功能衬涂料的填料，为涂层的主要固含物，优选地，本专利技术中单独使用，不引入其他无机填料，以避免降低涂层的防粘、保温效果。
[0014]所述炭黑可为涂料、油墨、密封胶工业用高分散性粉状炭黑，多为分散性和抗絮凝性较好的高结构色素炭黑。为避免分散扬尘问题，也可以使用炭黑母粒或浆状物。
[0015]在一优选例中，所述的中间包多功能衬，所述助剂包括分散剂。所述分散剂为炭黑的辅助分散材料，为可选组分。
[0016]优选地，所述分散剂包括适用于分散碳素材料的解凝剂、润湿剂、悬浮稳定剂等可对炭黑颗粒进行表面改性以增强其分散性的有机试剂中的至少一种。
[0017]在一优选例中，所述的中间包多功能衬，所述助剂包括固化剂和增塑剂。所述固化剂为有机成膜物质的固化增强材料，以防止成膜后再次水溶。如甘油、聚乙二醇复配增塑剂对聚乙烯醇共混膜的固化增强。
[0018]对于聚乙烯醇成膜剂，优选地，所述固化剂和增塑剂为甘油、聚乙二醇。
[0019]在一优选例中，所述的中间包多功能衬，所述助剂包括消泡剂、防腐剂、成膜助剂中的至少一种。加入微量消泡剂、防腐剂等功能助剂以改善浆液制作性能和储存性能。
[0020]优选地，所述消泡剂包括磷酸三丁酯。
[0021]在一优选例中，所述的中间包多功能衬，所述中间包多功能衬的厚度为0.5～2mm。
[0022]在一优选例中，所述的中间包多功能衬，所述炭黑的颗粒尺寸为纳米级，热导率为0.023～0.035W/(m
·
k)。
[0023]本专利技术选用炭黑为衬体的主要构成物质，主要利用了炭黑的如下性质：
[0024]1、不易与其他无机材料和熔融金属反应，而且难以润湿。对永久层及工作层耐材能起到很好的隔离作用而不发生粘结。
[0025]2、炭黑良好的绝热性。炭黑的多孔性使其热导率很小，几乎与静止的空气相同，数值在0.023～0.035W/(m
·
k)范围。因而作为夹层材料，炭黑对中间包衬体具有较好的绝热保温作用。
[0026]3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种中间包多功能衬，其特征在于，以质量百分比计，原料组成包括：所述中间包多功能衬位于中间包的永久层和工作层之间。2.根据权利要求1所述的中间包多功能衬，其特征在于，所述成膜物质包括聚乙烯醇、聚乙二醇、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚乙烯基吡咯烷酮、苯丙乳液中的至少一种。3.根据权利要求1所述的中间包多功能衬，其特征在于，所述助剂包括分散剂；所述分散剂包括适用于分散碳素材料的解凝剂、润湿剂、悬浮稳定剂中的至少一种。4.根据权利要求1所述的中间包多功能衬，其特征在于，所述助剂包括固化剂和增塑剂；所述固化剂和增塑剂为甘油、聚乙二醇。5.根据权利要求1所述的中间包多功能衬，其特征在于，所述助剂包括消泡剂、防腐剂、成膜助剂中的至少一种；所述消泡剂包括磷酸三丁酯。6.根据权利要求1所述的中间包多功能衬，其特征在于，所述中间包多功能衬的...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨时标，云海，王玉龙，刘光平，成琰，尹明强，
申请(专利权)人：浙江自立高温科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：