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耐火材料行业知识

不定形耐火材料湿式喷涂料施工与干燥

不定形材料容易进行机械化施工,因此省力是很大的优势,尤其是喷补施工。为了减少回弹损失、降低施工成本及避免发烟时对环境污染,采用湿式喷涂机和湿式喷涂料。
湿式喷涂机采用泵压送料。为了减少湿式喷涂料与泵的摩擦力,我们对料的粒径与泵的耐用性进行了研究,当骨料最大粒径为Imm时,泵的寿命最长。加水量的最佳范围在20%~33%之间,则喷涂料的回弹损失最 小。喷涂后按加热制度烘烤。
B 喷涂材质与应用
喷涂料综合了易于施工、隔热性好可节约能耗的优点,并具有较好的性能:(1)耐侵蚀性好,在多炉连浇后,涂层保持完好。(2) 在使用过程中能形成致密层,阻止钢水和熔渣的渗透。(3) 耐热冲击性好,由室温快速加热至1100℃不炸裂不剥落。(4) 隔热性较好(1400℃热导率为0.65~0.75W/m • K)。
中间包涂料普遍采用磷酸或磷酸盐作结合剂,使用效果较好。也有在涂料中加入一定量的纤维,使热应力小于1MPa(10kg/cm2)以下,使用时不脱落、不炸裂、不凹胀。材质有镁铬质、镁质、镁钙质、高铝质、橄榄石质等,轻质涂料也在兴起,国内外都在致力发展涂料。
a日本
中间包衬采用镁质或镁铬质耐火涂抹料和喷涂料作保护层后,使砖衬寿命也显著提高,普遍达到50次。经过维修后,寿命为90~100次,最高达到200多炉,新日本钢铁公司八幡厂第三炼钢车间,中间包工作衬用镁质涂料,使用寿命达210次。
曰本品川耐火株式会社新开发“夹层式”中间包结构,即在喷涂工作层和浇注永久层之间,另加一层喷涂后备工作层,使中间包使用寿命大幅度提高,中间包结构、性能与使用效果
中间包轻质隔热耐火涂料,采用轻质氧化镁50%~60%以电熔镁砂、海水镁砂、烧结镁砂、白云石砂、尖晶石砂等其中的1种或2种以上为骨料,占40%~50%,进行配料、混合、添加结合剂和硬化剂、纤维等添加物充分混练,制取中间包内衬用轻质隔热耐火喷涂料。该专利制品用于连铸中间包内衬,隔热性能良好、抗渣性强、耐熔渣和铜水浸透性能优良,并与基底材料烧结反应轻微。
1990年,新日铁大分钢厂60t中间包使用隔热镁质喷涂料,该料作业性以及在渣线处使用的耐蚀性和用后的解体性均取得好效果。
近年来日本开发了隔热喷雾中间包工作衬,即在镁质原料中加入保持材质孔隙及利于排除水分的添加物,喷雾制成中间包壁,使用效果满意。
冷中间包隔热涂料。长期的使用实践表明,冷、热中间包各有其优缺点。冷中间包不需烤包、节能显著,每吨钢达125.41kj,但价格高,绝热板规格多,砌筑复杂,热中间包的优点是涂料价格便宜,施工方便,但需烤包。
多孔隔热喷涂料,兼具有冷、热中间包的优点,降低成本,同时避免预热,节约了能源◦ O·Hoyer开发的多孔隔热喷涂料:材质使用预反应的铬镁质烧结料,添加膨胀珍珠岩,使用复合结合剂,其化学组成(%)为:MgO 64,Cr2CO3 13.3,Al2O3 4.8,Fe203 9. 4,Ca0 2.3,SiO2 5. 20;气孔率达到45%~50%(致密涂料则为32%~38%)。
使用这种多孔隔热喷涂料与绝热板一样无需烤包。进行多炉连铸时,可在前一炉浇注的余热尚存的情况下喷涂,喷涂层应充分干燥,和绝热板一样实现冷态开浇。在开浇阶段,涂料的热工性能实际与碱性绝热板保持同等水平,随着温度逐渐升高而均匀,其耐侵蚀也与性能也与致密料类同。
b 德国
中间包永久衬和工作衬均使用树脂结合的镁质干喷涂料,该料与绝热板相比,中间包使用寿命几乎翻了一番,永久衬和工作衬的成本却节省25%。浇注结束后仍残留50%的喷涂料,而这些废料可重复再生利用,经济效益明显提高,且有益于环境保护。
碱性镁质涂料具有高纯度、低密度(1.50~1.60g·cm-3),其主要化学成分(%);MgO 88.3、CaO 2.O、Al2O3 1 2、Fe2O3 O.4、SiO2 7.5。该涂料使用效果较好。涂层厚度取决于连铸使用时间,对于一般使用和中等连铸使用的时间,厚度不小于25mm。这种涂料是借助一种特别的喷涂机械进行喷涂施工的,采用这种机械喷 涂,可在安全衬上喷徐上一定厚度的半隔热耐火涂料,它与喷枪喷射涂料的主要差别是:(1) 在施工前、干粉混合均匀并加适量水混合;(2) 混合好的物料用螺旋泵在固定压力下输送到施工现场,然后用压缩空气经喷枪的喷嘴实施喷涂。采用这种方法施工无回弹料。
C 中国
我国中间包采用镁质涂料取得了良好效果&采用添加起泡剂和加入细颗粒等措施开发 的低体积密度的镁质涂料,该涂料具有以下优点:(1)减少用量;(2)提高隔热性,降低热导率。(3)降低热损失,控制了钢水温降;(4)减轻施工休浇注料的热负荷,提高其耐用性;(5)施工体与涂料的界面温度降低,提高抗折性;(6)耐炸裂性好,可快速干燥。
宝钢二期工程连铸大型中间包(60t)用国产内衬涂料,涂层厚度为20~30mm,采用热态施工法,施工温度为50~100℃,并采用快速干燥预热,烘烤时间为90min,温度达1200℃左右a涂料具有好的耐蚀性、抗渣性,减少了钢液中非金属夹杂物。由于镁质材料加热易膨胀,在涂料中加入少量纤维以缓和热膨胀应力,有效地防止了涂料与衬砖分离,提高了涂料的结合强度。此外,还选用超细粉作结合剂,替代常用的磷酸盐及硅酸盐水泥,涂料流动性好,便于施工,加水充分搅拌混合,涂料形成具有强胶结作用的胶体,涂抹在热态包壁上与砖衬有良好的粘附作用,结合强度增加。涂料内的水分受热蒸发时,表面不会结壳,因而涂料在干燥和加热过程中不会产生爆裂、剥落等现象,并且易于清渣,解体性好,中间包涂料实现了国产化,替代日本黑崎KCT-M102涂料。
MgO-CaO质涂料,用于大型中间包的效果如下:
(1)MgO-CaO质涂料中,CaO含量较高且能吸附钢水中的夹杂物和有害元素;同时游离CaO在使用过程中与涂料中SiO2反应生成C2S。C2S在高温下为a型、温度降低时转变为中间稳定相a-C2S和低温型γ-C2S,伴随有12%的体积膨胀。故中间包使用完毕,在冷却过程中,涂层自身结构破坏,从而改善了解体性能。(2)从使用后涂料的X射线衍射分析可见,在变质层中的主晶相有MA相存在。说明涂料具有吸附Al2O3的作用。且在渐变层中还有Al2O3和涂料中CaO反应生成的CA出现,进一步说明涂料具有吸附Al2O3的作用,这对提高钢的洁净度起了重要作用。共冶炼纯净钢4炉,钢中总杂质含量小于80X10-6,达到了国际先进水乎。
我国的MgO-CaO质涂料以烧结镁砂MS-95为主原料,加入适量钙质材料和硅微粉及复合外加剂。该涂料涂抹性好,烘烤时不爆裂,抗熔渣及钢水浸蚀,解体性好。宝钢中间包工作条件:大包钢水经KTP-CAS炉外精炼新工艺处理,立弯式两流大型板坯连铸机;中间包公称容量60t,钢水溫度1540~1590℃。在中间包两上挡渣堰之间使用MgO-CaO试验涂料,浇钢后返回,观察涂层熔损、解体情况良好。
江苏锡兴钼铁联合公司采用奥地利奥镁公司的牌号为ANKERTON-MW70镁质喷涂料,其化学组成为Al2O3 I. 26,Si02 3.52,CaO 5.80、Fe2O3 5.42,MgO 8l.24。通过使用观察,该料的优点如下:(1) 涂料中间包衬翻包脱壳方便;(2) 喷涂中间包工作衬只需15min,而砌一个绝热板工作衬需2h,既节约时间又节省劳力。(3)喷涂层原厚度为30mm,经3炉连浇,历时约3h 15min后烧结层厚约IOmm,内部仍保持喷涂层原状,如有铜水还可继续连浇。 (4) 提高钢材利用率,若使用绝热板,第一炉头部因有皮下气泡需切除;而使用喷涂技术后,头部皮下气泡大为减少。(5) 改善了钢的质量。


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