本發(fā)明屬于中間包耐火材料，特別涉及一種長壽命中間包包蓋澆注料。

背景技術(shù)：

1、鋼鐵工業(yè)是國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)之一，其中連鑄技術(shù)的發(fā)展極大地提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。在連鑄過程中，中間包作為鋼水精煉和分配的過渡容器，起著至關(guān)重要的作用。它不僅能夠調(diào)節(jié)鋼水的溫度和流動，去除雜質(zhì)，還能控制鋼水的純凈度和穩(wěn)定性，直接影響到最終產(chǎn)品的質(zhì)量和性能。因此，中間包的耐火材料，尤其是中間包包蓋的性能，成為保障連鑄機高效穩(wěn)定運行的關(guān)鍵因素之一。

2、中間包包蓋的主要功能是在連鑄過程中為中間包提供保溫，防止鋼水熱量過度散失，并且保護鋼水免受空氣中的氧氣侵蝕，避免產(chǎn)生二次氧化物。然而，由于中間包在操作過程中需承受極端的溫度條件(最高可達1600℃以上)，以及頻繁的熱冷循環(huán)，這對中間包包蓋的耐火材料提出了嚴峻的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)中間包包蓋澆注料存在以下問題：一是耐高溫性能不足，導(dǎo)致使用壽命短；二是抗熱震性差，在溫度急劇變化時容易開裂剝落；三是抗侵蝕能力弱，面對鋼水中的侵蝕介質(zhì)時，易發(fā)生化學反應(yīng)，影響鋼水質(zhì)量；四是施工性能不佳，難以滿足現(xiàn)場快速修補的需求，這對澆注料的耐高溫性和抗熱震性提出了極高要求。

3、目前，中間包包蓋澆注料主要采用高鋁質(zhì)、鎂質(zhì)或鎂鋁復(fù)合材料，通過添加結(jié)合劑、膨脹劑和防氧化劑等輔料制備而成。這些材料雖然能在一定程度上可以滿足使用需求，但普遍存在使用壽命不長、成本較高的問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有現(xiàn)有長壽命中間包包蓋澆注料耐高溫性能不足、抗熱震性差、抗侵蝕能力弱和施工性能不佳的問題，本發(fā)明提供一種長壽命中間包包蓋澆注料，克服傳統(tǒng)中間包包蓋澆注料的缺陷，能夠顯著提升中間包包蓋澆注料的施工性能、抗侵蝕能力和強度，有效延長長壽命中間包包蓋澆注料的使用壽命。

2、本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的方案是：一種長壽命中間包包蓋澆注料，所述長壽命中間包包蓋澆注料中各原料組份質(zhì)量百分比為：15-8mm的礬土為5～7％、8-5mm的礬土為12～14％、5-3mm的礬土為12～14％、3-1mm的礬土為22～24％、1-0mm的礬土為8～10％、200目的礬土為13～15％、莫來石為1～2％、藍晶石為3.5～4.5％、碳化硅為1.5～2.5％、硅鐵粉為0.2～0.3％、復(fù)合結(jié)合劑為3～4％、硅酸鈣為0.6～0.8％、硅酸鋁纖維為0.1～0.2％、廢舊電熔磚為0.5～0.7％、氧化鋁微粉為2.5～3％、三聚磷酸鈉為0.08～0.1％、硅灰為2.5～3％、有機纖維為0.02～0.03％、鋼纖維為1％、高鋁水泥為3～4％。

3、進一步地，所述長壽命中間包包蓋澆注料中15-8mm的礬土為6％、8-5mm的礬土為12.5％、5-3mm的礬土為13％、3-1mm的礬土為22.8％、1-0mm的礬土為9％、200目的礬土為13.9％、莫來石為1.5％、藍晶石為4％、碳化硅為1.9％、硅鐵粉為0.3％、復(fù)合結(jié)合劑為3.4％、硅酸鈣為0.75％、硅酸鋁纖維為0.14％、廢舊電熔磚為0.6％、氧化鋁微粉為2.8％、三聚磷酸鈉為0.09％、硅灰為2.8％、有機纖維為0.02％、鋼纖維為1％、高鋁水泥為3.5％。

4、進一步地，所述15-8mm的礬土中al2o3含量≥80％；8-5mm的礬土中al2o3含量≥80％；5-3mm的礬土中al2o3含量≥85％；3-1mm的礬土中al2o3含量≥85％；1-0mm的礬土中al2o3含量≥87％；200目的礬土中al2o3含量≥87％；莫來石為200目的燒結(jié)莫來石；藍晶石粒度為100目；硅酸鈣粒度為1250目，熔點≥1500℃；三聚磷酸鈉為工業(yè)級；硅灰中sio2含量≥95％；高鋁水泥中al2o3含量≥71％。

5、進一步地，所述復(fù)合結(jié)合劑中各原料組份質(zhì)量百分比為：聚乙烯醇為12％，硅溶膠為88％，硅溶膠的有效成分含量為30％。

6、進一步地，所述碳化硅中各原料組份質(zhì)量百分比為：粒度為80目的碳化硅為60％，粒度為400目的碳化硅為40％。

7、進一步地，所述氧化鋁微粉中各原料組份質(zhì)量百分比為：粒徑為1μm的氧化鋁為60％，粒徑為3μm的氧化鋁為40％。

8、進一步地，所述硅鐵粉粒度為200目，表面經(jīng)熱氧化處理。

9、進一步地，所述硅酸鋁纖維長度為3-20mm，直徑為1-6μm。

10、進一步地，所述廢舊電熔磚為用后azs電熔磚，粒度為600目。

11、進一步地，所述澆注料適用于5流及以上t型中間包。

12、本發(fā)明選用硅鐵粉，是利用熱氧化處理可以改變硅鐵粉表面的性質(zhì)，使其更適合作為本發(fā)明澆注料的添加劑，熱氧化處理對硅鐵粉帶來的積極效果如下：首先，硅鐵粉中的鐵和硅能在高溫氧化氣氛中形成由高熔點、化學穩(wěn)定性良好的fe2o3和sio2構(gòu)成的混合氧化層，能夠形成一個致密的阻擋層，有效保護內(nèi)部硅鐵免受進一步侵蝕，顯著提高澆注料對熔融金屬和爐渣的抗侵蝕能力，形成的混合氧化層還可以促進與澆注料中其他組分的化學相互作用，能夠有效增強與澆注料基質(zhì)之間的界面結(jié)合力；其次，硅鐵粉在高溫下可能會釋放出有害的揮發(fā)物，如硅烷，熱氧化處理可以消耗掉活性較強的硅，減少這類揮發(fā)物的產(chǎn)生，避免了對澆注料和周圍環(huán)境的污染；同時，熱氧化處理提高了硅鐵粉的熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性，使其在澆注料的高溫工作環(huán)境中不易分解或發(fā)生不利的化學反應(yīng)；此外，氧化層的形成還有助于控制澆注料在加熱和冷卻過程中的體積膨脹，降低裂紋和剝落的風險，從而延長澆注料的使用壽命；表面處理過的硅鐵粉具有更好的分散性和流動性，這有助于在攪拌澆注料時更均勻地分布，從而改善澆注料的整體性能。因此，熱氧化處理不僅改變了硅鐵粉的表面特性，還提升了中間包包蓋澆注料的抗氧化性、抗侵蝕性、熱穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)強度和施工性能，從而顯著延長澆注料的使用壽命。

13、本發(fā)明采用復(fù)合結(jié)合劑，復(fù)合結(jié)合劑由聚乙烯醇和硅溶膠組成，其原料組份質(zhì)量百分比為：聚乙烯醇為12％，硅溶膠為88％，可以顯著提升澆注料的性能，利用復(fù)合結(jié)合劑的協(xié)同效應(yīng)，可以產(chǎn)生如下的效果：首先，聚乙烯醇和硅溶膠結(jié)合使用，聚乙烯醇在低溫下提供粘結(jié)力和塑性，而硅溶膠在高溫下提供強度和穩(wěn)定性，可以使?jié)沧⒘贤瑫r具備良好的施工性能和優(yōu)異的高溫性能；其次，二者協(xié)同作用有助于控制澆注料在硬化過程中的收縮，減少開裂的風險，從而提高澆注料的完整性和使用壽命；最后，聚乙烯醇和硅溶膠結(jié)合使用，可以綜合提升澆注料的強度、抗侵蝕性、抗熱震性和施工性能，使?jié)沧⒘细m合在苛刻的高溫環(huán)境下使用，從而實現(xiàn)中間包包蓋澆注料具有更高的強度、更好的熱穩(wěn)定性和更長的使用壽命。

14、本發(fā)明選用1250目硅酸鈣，其作用主要體現(xiàn)在：首先，1250目的硅酸鈣細粉具有非常細小的粒度，可以填充澆注料中的微小孔隙，提高澆注料的致密度，減少氣孔率，從而改善材料的抗?jié)B透性和抗侵蝕性；其次，硅酸鈣的熱膨脹系數(shù)相對較低，有助于降低澆注料在熱循環(huán)過程中的熱應(yīng)力，減少因熱震引起的開裂和剝落，提高澆注料的熱穩(wěn)定性；此外，在高溫下，硅酸鈣可以與澆注料中的其他組分反應(yīng)，形成具有高熔點和低滲透性的玻璃相或結(jié)晶相，如莫來石，在澆注料表面形成一層保護層，抵御熔渣和鋼水的侵蝕；細粒度的硅酸鈣在高溫下可以促進燒結(jié)過程，有助于形成更加致密的微觀結(jié)構(gòu)，提高澆注料的機械強度和高溫性能；同時，硅酸鈣在高溫下可以降低澆注料的燒結(jié)溫度，促進液相的形成，有助于澆注料結(jié)構(gòu)的致密化，從而提高材料的高溫強度和耐磨性；細粒度的硅酸鈣可以改善澆注料的流動性，使其在施工時更加容易涂抹或澆注，同時也有利于澆注料在硬化過程中的水分釋放，減少氣孔的形成；最后，硅酸鈣作為一種環(huán)境友好材料，其生產(chǎn)和使用過程相對清潔，不會產(chǎn)生有害物質(zhì)，符合現(xiàn)代工業(yè)對環(huán)保材料的需求，選擇1250目的硅酸鈣是基于綜合性能與成本效益之間的平衡選擇。

15、本發(fā)明采用硅酸鋁纖維，其主要作用體現(xiàn)如下：首先，硅酸鋁纖維在澆注料中形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，能夠有效分散應(yīng)力，提高澆注料的抗拉強度和韌性，減少因外力作用引起的斷裂，纖維在澆注料中形成連續(xù)的網(wǎng)絡(luò)，能夠阻擋熔渣和鋼水的滲透，減少侵蝕介質(zhì)對澆注料基體的直接接觸，從而提高抗侵蝕性；其次，硅酸鋁纖維的加入可以減緩澆注料在溫度變化時的熱膨脹，纖維與基體材料之間存在微小間隙，可以吸收部分熱應(yīng)力，減少因熱震引起的開裂；硅酸鋁纖維在澆注料硬化過程中可以占據(jù)空間，防止氣孔的形成，提高澆注料的致密度，減少氣孔率，從而提高整體性能；同時，硅酸鋁纖維在高溫下具有良好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，可以保持其形態(tài)不變，繼續(xù)為澆注料提供增強作用，提高澆注料的高溫強度和耐磨性；硅酸鋁纖維為細長狀，可以改善澆注料的流動性，使其在施工時更容易鋪展和成型，提高施工效率；此外，硅酸鋁纖維具有較低的熱導(dǎo)率，可以降低澆注料的熱傳導(dǎo)，提高其保溫隔熱性能，減少熱量損失。綜上可知，硅酸鋁纖維能夠顯著提升澆注料的抗拉強度、抗熱震性、抗侵蝕性、結(jié)構(gòu)致密性、高溫性能和施工性能，通過纖維增強、熱膨脹緩沖、物理屏障、結(jié)構(gòu)致密化、保溫隔熱等多種機理，綜合提高澆注料的綜合性能，延長其使用壽命。

16、本發(fā)明加入用后azs電熔磚，可以提升澆注料的性能，其作用主要體現(xiàn)如下：首先，azs電熔磚含有高比例的al2o3和zro2，這些成分在高溫下對熔渣和鋼水有很強的抵抗能力；azs電熔磚的熱膨脹系數(shù)較低，可以改善澆注料的熱膨脹特性，減少因溫度變化引起的熱應(yīng)力，從而顯著提高澆注料的抗熱震性能；其次，azs電熔磚在高溫下能夠形成穩(wěn)定的晶體相，如剛玉、鋯英石等，這些晶體相可以顯著提高澆注料在高溫下的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和強度；同時，廢舊azs電熔磚的加入可以改善澆注料的顆粒級配，使?jié)沧⒘显谑┕r有更好的流動性，同時減少氣孔的形成，提高澆注料的致密度；此外，使用廢舊azs電熔磚可以實現(xiàn)資源的循環(huán)利用，降低澆注料的成本，同時減少廢棄物的處理問題，符合可持續(xù)發(fā)展的理念。綜上可知，廢舊電熔磚的加入可以顯著提升中間包包蓋澆注料的綜合性能，延長其使用壽命，同時促進了資源的循環(huán)利用，體現(xiàn)了環(huán)保和經(jīng)濟效益的雙重價值。

17、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

18、1、本發(fā)明選用硅鐵粉，提升了澆注料的抗氧化性、抗侵蝕性、熱穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)強度和施工性能，顯著延長了澆注料的使用壽命，具體效果包括形成保護性氧化層、改善界面結(jié)合、減少有害揮發(fā)物、控制體積膨脹、提高分散性和流動性；

19、2、本發(fā)明加入復(fù)合結(jié)合劑(聚乙烯醇和硅溶膠)，增強了澆注料的施工性能和高溫性能，減少了硬化過程中的收縮和開裂風險，提高了澆注料的強度、抗侵蝕性、抗熱震性，使其更適合在苛刻的高溫環(huán)境下使用；

20、3、本發(fā)明采用1250目硅酸鈣，提高了澆注料的致密度、抗?jié)B透性、抗侵蝕性、熱穩(wěn)定性、機械強度和高溫性能，同時改善了施工性能，且環(huán)境友好，平衡了綜合性能與成本效益；

21、4、本發(fā)明選用硅酸鋁纖維，顯著提升了澆注料的抗拉強度、抗熱震性、抗侵蝕性、結(jié)構(gòu)致密性、高溫性能和施工性能，通過多種機理綜合提高澆注料的綜合性能；

22、5、本發(fā)明引入廢舊azs電熔磚，提升了澆注料的抗熱震性能、高溫下的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和強度，改善了顆粒級配和流動性，促進了資源的循環(huán)利用，降低了成本，符合可持續(xù)發(fā)展理念。

23、綜上，本發(fā)明的中間包包蓋澆注料與傳統(tǒng)工藝相比，通過材料選擇與配比優(yōu)化，顯著提升了中間包包蓋澆注料的整體性能，包括抗氧化性、抗侵蝕性、熱穩(wěn)定性、抗熱震性、結(jié)構(gòu)強度和施工性能，更適合在高溫環(huán)境下使用，澆注料的抗折強度與耐壓強度也得到有效增強，延長了澆注料使用壽命，同時實現(xiàn)了環(huán)保和經(jīng)濟效益的雙重價值。