超轻质镁质中间包涂料的研制与使用

田守信1） 姚金甫1） 严永亮2）
1)宝山钢铁股份公司技术中。上海201900
2)宝山钢铁股份公司炼钢厂

摘 要 研究了涂料密度、纤维种类、结合剂及增­塑剂等因素对涂料导热性能和施工性能的影响。­结果表明：1)向涂料里添加耐火纤维，适当减少磷­酸盐结合剂加入量及降低涂料的体积密度+能显著­降低涂料的热导率;2)选用合适的复合增塑剂和结­合剂，能显著改善涂料的施工性能，做到既可以手­工涂抹也可以机器喷涂，既可以低温施工，也可以­高温施工;3)研制的超轻质涂料的热导率≤0.3­W·(m·K)-1，体积密度≤1.14 g·cm-3，使用寿­命达到10h以上，对中间包保温和稳定连铸起到­良好的作用。­

关键词 中间包涂料，镁质耐火材料，轻质材料，热­导率，施工性能­

在钢水供应十分充足的建筑钢等品种的生产­中，特别是在水口能在线快速更换的条件下，希望中­间包的使用寿命越长越好。通过使用高性能的镁质­预制件、镁质涂料及镁铝铬质涂料等，可使中间包工­作层的使用寿命达到50h以上。但是用高抗侵蚀性­的工作层材料时，其热导率也往往很高。因此，中间­包的保温是一个重要的问题。另外，伴随着中间包­冶金技术的发展，优质钢和特殊钢的比例增加，受浇­铸钢的品种变化和浇铸同一种钢的产量的限制，导­致对中间包的使用寿命的要求不高，而满足浇铸钢­的质量为第一要求。在这种情况下，希望中间包耐­火材料衬能净化钢水和具有良好的保温效果。针对­以上情况.研制了超轻质中间包涂料。

       1原料­

　　所用原料有：MgO含量(质量分数，下同)≥­92%、灼减≤0.3%、粒度为1～0mm的烧结镁砂，­MgO含量≥94%、灼减≤0.5%、粒度≤0.088­mm的中档烧结镁砂，工业一级品三聚磷酸钠，粒度<­0. 045 mm的钠基膨润土，广西泥，废旧报纸粉碎而­成的纸纤维(长度以4～7mm为好，干燥不吸潮)，­玻璃纤维及硅酸铝质耐火纤维。

2结果与分析

­2.1涂料体积密度对其热导率的影响

　　­配料时，在保持基本原料配比不变的情况下，­通过改变颗粒组成和发泡剂的添加量，来改变镁质­涂料的密度。将混合料制成114mm×114mm×65­mm的坯样，经110℃24h干燥后，测其体积密度，­并用热线法测定500℃时的热导率，结果见表1。可见.随着涂料体积密度的降低，热导率下降。因­此，降低工作层涂料密度，能显著提高中阿包的保­温性能。

2.2纤维对热导率的影响­

　在保持基本原料配比不变的情况下，改变纤维­的类型，通过振动和捣实等方法，保证涂料干后的­体积密度基本相同。将混合料做成114mm×114­mm×65­mm坯样，经1l0℃24h干燥后，用热线­法测定试样500℃的热导率，结果见表2。由表­2可知，耐火纤维能显著降低涂料的热导率，而玻璃纤维却增加了热导率。因此，为了提高涂料的保温性能，应加入适量的硅酸铝质耐火纤维。

2.3三聚磷酸钠对涂料热导率的影响­

　　在保持基本原料配比不变的情况下，分别加入­b和2b的三聚磷酸钠结合剂做成涂料，并对它们­的热导率(500℃)和干后密度进行测量，结果见表­3。由表3可知，三聚磷酸钠的添加量增加，涂料的­热导率增加。这可能是因为在温度较高时，生成的­液相量随三聚磷酸钠的增加而增多所造成的。­

2.4增塑剂对涂料性能的影响

　　­在保持基本原料配比不变的情况下，对膨润土­和广西泥的添加量进行调节，它们对涂料性能的影­响见表4。由表4可知，与膨润土相比，加入广西泥­可降低涂料的热导率，而膨润土加入量增加，导致­干燥密度下降和热导率的下降。值得注意的是，膨­润土的可塑性比广西泥好。膨润土使涂料具有更­好的粘结性能。­

    对于研制料，无论是手工涂抹还是机器喷涂，­它的附着率都能达到100%，这给施工带来了很大­的灵活性和方便。

        ­4 使用及改进

　　­研制的超轻质中间包涂料在宝钢电炉厂T形­中间包(35t)上进行使用试验(机器喷涂)。第一­次喷涂时，因该中间包温度较高(在150℃以上)，­当机器喷涂完第一遍后，在涂料层和永久衬之间形­成了蒸汽膜，这样就有少部分涂料从中问包包壁上­滑落下来;接着喷涂第二遍时，因永久衬温度的降­低，涂料的滑落现象基本消除。当喷涂第二个中间­包时，选择中间包壁的温度在100℃下施工，这样，­就没有涂料的滑落现象，附着率达到了100%。中­间包墙壁的喷涂厚度约为30mm，包底的喷涂厚度­约为40mm。在养护、干燥和烘烤过程中，没有出­现裂纹和发生倒塌的现象，能满足钢厂对使用寿命­的要求，同时用后也很好翻包，得到了钢厂的肯定。

为了进一步改善涂料的高温附着率，做了下列­改进：(1)选用粘结性能良好的两种无机复合增塑­剂;(2)在用磷酸盐结合剂的同时，也使用了在100­℃以上有较好粘结性的有机结合剂;(3)调整涂料­的颗粒组成以提高其透气性，从而减少蒸汽膜对涂­料的鼓胀力。经过这样的调整，使涂料的适应性大­大增强，基本上保证了在各种温度下都能有良好的­施工性能。经过试用和批量使用，结果显示该涂料­在各种温度下都具有良好的施工性能，在养护、干­燥和烘烤的过程中，涂料层没有出现裂纹，也没有­发生脱落等不良现象。使用后观察，涂料层仍然残­余相当的厚度并且具有良好的抗渣渗透性能。良好的保温性和抗渣渗透性，使永久层和工作层间的­温度较低，没有粘结发生，再加上涂料本身的强度­较低，因此，使用后翻包时，工作层容易自动脱下。

        ­5 结论

　　­(1)选用硅酸铝耐火纤维，适当减少三聚磷酸­钠的加入量和降低涂料的体积密度，都能显著降低­涂料的热导率。

　　(2)选用复合增塑剂和结合剂，能显著改善中­间包涂料的施工性能，使涂料既可以手工涂抹也可­以机器喷涂，既可以常温施工，也可以在较高温度­下施工。

　　­(3)研制的超轻质镁质涂料，使连铸超过­11 h，满足了电炉连铸的要求，对中间包保温和稳­定连铸起到了重要作用，同时也减少了涂料用量，­降低了成本。­
参考文献

1.李雪冬.王米娜.范青松.傅秋华 连铸中间包涂料热负荷反应[期刊论文]-耐火材料 2011(5)

2.张兴业 我国连铸中间包内衬耐火材料的发展及应用[期刊论文]-山东冶金 2009(5)

3.欧阳德刚.周明石.胡清明 镁质修补料研究及其在中频感应炉上的应用[期刊论文]-工业炉2004(2)

4.欧阳德刚.胡清明.刘和彪.周明石.王海青 镁质浇注料的研究及其在中频感应炉上的应用[期刊论文]-工业加热2004(4)