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連鑄用新型鎂基復合材料

發布時間:2018-12-27

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 知識產權歸屬狀態:
   

項目內容:

【成果完成人】 陳樹江 董會彬 田琳 張曉樵 李國華 金釗 張義先 尹斌

【第一完成單位】 遼寧科技大學

【關鍵詞】 連鑄 鎂基復合材料 尖晶石 使用

【中圖分類號】 TQ175;TB331

【學科分類號】530.34;430.55

【成果簡介】 1、立項背景: 隨著連鑄的高效化和潔凈鋼、合金鋼需求的日益增長,中包已成為煉鋼工藝中對鋼水二次精煉的最終關鍵環節,現在國內外廣泛使用的連鑄中包干性襯材質仍然主要局限于鎂質、鎂橄欖石質和鎂鈣質,并以鎂質為主。傳統的鎂質耐火材料在使用時形成的液相能夠在方鎂石晶粒間滲透,并且導致結構剝落,而目前結合劑幾乎都是酚醛樹脂或瀝青粉等有機物質,普遍存在的問題是:烘烤和使用過程中結合劑首先氧化,為熔渣滲透提供通道,使材料抵抗熔渣滲透侵蝕能力差。本工作研究開發出新一代環保復合型中包干性襯的基礎上,以有色冶煉廢棄鋁灰(Al2O3約70% Al約6%)代替尖晶石(或高鋁礬土)和碳化硅(或金屬鋁粉)為填加劑,采用鎂砂、橄欖石、方解石或石灰石為主要原料,開發出連鑄用新型鎂基復合材料。經過在包鋼、太鋼和北滿特鋼使用,均取得了良好的效果。 2、主要研究內容: (1)用鋁灰(Al2O3約60~70% Al約5~20%)中的Al代替干式料中的碳化硅(或金屬鋁粉)對性能的影響; (2)用鋁灰中的Al2O3代替干式料中的尖晶石(或高鋁礬土)對性能的影響 (3)連鑄中包干性襯生產技術的關鍵; (4)連鑄中包干性襯材料原料的控制; (5)連鑄中包干性襯材料的性能測試分析; (6)連鑄中包干性襯材料的質量控制。 生產工藝: 首先將鎂砂加工成3~1mm、1~0㎜,并抽出部分1~0㎜磨成~0.074㎜細粉。將橄欖石(或方解石或石灰石)加工成3~1mm、1~0㎜。然后按照配比與鋁灰和結合劑攪拌混合均勻。最后成品裝袋。 3、創新點: (1)利用鋁灰(Al2O3約60~70% Al約5~20%)中的Al代替干式料中的碳化硅(或金屬鋁粉),保護酚醛樹脂或瀝青粉等有機物質結合劑,起抗氧化劑作用,使材料抗氧化能力增強,烘包后強度高,大大減少烘后垮包的可能; (2)利用鋁灰中的Al2O3代替尖晶石(或高鋁礬土),使其與基質中的MgO反應生成尖晶石MgO·Al2O3,使中包工作層用干式料、手涂料和機噴料等一系列堿性不定形耐火材料具有優越的抵抗熔渣滲透侵蝕的能力。 4、實施效果: 本產品主要應用于黑色冶金連鑄中間包工作層。在材質選擇方面,考慮解決熔渣滲透侵蝕問題,在普通材料(中檔鎂砂)中加入復合尖晶石類材料,在高溫狀態下使材料發生低熔相轉為高熔相的晶相變化,從而達到提高材料抵抗熔渣滲透侵蝕的能力。而加入復合尖晶石材料成本高,以有色冶煉廢棄鋁灰(Al2O3約70% Al約6%)代替尖晶石(或高鋁礬土)和碳化硅(或金屬鋁粉)為填加劑,采用鎂砂、橄欖石、方解石或石灰石為主要原料生產連鑄中間包工作層用新型鎂基復合材料。 鋁灰的使用有效提高干性襯等堿性不定形耐火材料的綜合性能、降低原料成本,提高產品性價比。其次按照環保的原則,解決了有色冶煉廢棄物排放占用土地污染環境問題。解決烘包時產生刺激性氣味,污染環境,危害人們身體健康的問題。產品理化指標方面也滿足預期值且優于國標。從鋼廠使用來說,達到烘包時間短,硬化快易脫模的效果,解決冷卻后不爆裂,有足夠的強度,鋼水含碳的問題,解決與永久襯附著好,不剝落的問題,提高抵抗各類覆蓋劑滲透侵蝕能力,使殘襯易脫落。因此,本連鑄用新型鎂基復合材料項目產品是節能環保型復合型中包干性襯,符合國家節能環保的經濟發展思想。 5、應用推廣情況: (1)太原鋼鐵(集團)有限公司在薄板坯連鑄中包2005年至今,該干性襯耐侵蝕、抗渣性能好、對增碳情況沒有影響,滿足該廠使用條件。 (2)北滿特殊鋼鐵有限公司煉鋼廠中包2005年至今,該干性襯降低能耗,降低成本,提高鋼的質量及環保等方面起到了積極的作用。 (3)內蒙古包鋼鋼聯股份有限公司薄板坯連鑄連軋鋼廠2005年至今,滿足了該廠2流薄板坯連澆800分鐘的連鑄需求。施工簡便,對施工人員無毒害作用;另外,該干性襯硬化快、烘烤時間短,節約了能源。

【成果類別】 應用技術

【成果水平】 國內領先

【研究起止時間】 2015-01~2015-12

【評價形式】 驗收

【成果入庫時間】 2017

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