干式振动料的工艺特点及施工方法

干式振动材料由耐火骨料、粉末、烧结剂和添加剂组成，不添加水或液体结合剂。只有通过振动通过颗粒和细粉之间的滑动，才能形成致密均匀的整体不定形耐火材料。
 

 

干式振动材料是不含任何液体的各种原材料的预混合材料，通过振动器振动成致密的施工体，不需要养护就可以直接使用的衬里材料。重要的技术是，在高温下发生自反应、自烧结的产物须是高温相物质，粒子级配和结合剂的合理选择也很重要。这种材料初是由引进炉引起的，很快国产化，一般用于中间包。

干式振动材料的工艺特点及施工方法。

 

干式振动材料的工艺原理

其工艺原理是:掺入各种结合剂、改性剂、烧结剂，保证物料在各种温度下发生化学反应，形成高温相产物和陶瓷结合，从而获得强度。干式振动材料应精心准备物料的颗粒级配，临界粒径5mm左右，粗、中、细骨料比例(20%~30%):(30%~40%):(30%~40%)，易流动无棱角材料。骨料与粉末的比例应为65:35左右。这样，颗粒在较小振动力的作用下快速移动填充间隙，达到较高的堆积密度。这种材料的特点是:干式施工；通过加热形成一定强度的工作层，可以防止金属熔体的侵入；非工作层未烧结可以减少膨胀收缩引起的应力，防止工作层裂纹的延伸和扩散，有利于拆卸和衬里；使用寿命高。

 

干式振动材料的分类

干式振动材料按材料品种和使用部位分类。根据材料品种，分为硅、刚玉、镁、镁、铝、镁、铝尖晶石、镁、镁、镁、Al2O3-SiC-C等干式振动材料；根据使用部位，分为中间包、电炉底部、炉坡、工频感应电炉熔沟、出铁沟等干式振动材料。

 

干式振动材料的结合剂

干式振动材料的结合剂主要包括酚醛树脂粉、沥青粉、聚磷酸盐粉、硅酸钠(钾)粉等。；烧结剂包括铁粉、硼酸(盐)、软粘土和膨润土；改性剂包括铬铁矿、尖晶石、α-Al2O3、刚玉和Cr2O3等。结合剂、烧结剂和改性剂有时单独使用，有时复合使用，主要取决于材料的品种和使用条件。

 

当感应电炉熔化铸铁和有色金属时，炉衬常用硅石或熔融应时干振动材料，用硼酐烧结剂，用量小于2%。尽管硼B2O3的熔点为450℃，与SiO2的低共熔温度仅为372℃，不适合作为其烧结剂，但应时玻璃为网状结构，粘度较大，B2O3也为网状结构形成物，熔合后可形成较高的粘结层。因此，它可以在中低温下烧结，在中高温下形成粘结层，也可以提高硅干振动材料的使用效果。

刚玉干振动料系以硼酸酐和软粘土为烧结剂，因为Al2O3和B2O3可以形成不一致的熔融化合物2Al2O3?B2O3和9Al2O3.2B2O3，前者在1035℃熔融分解，后者在1965℃熔点，低共熔点温度高达1920℃，即具有良好的耐火性能。它的用量在8%以下。与软粘土混合，在高温下可以产生莫来石，提高强度，其用量一般在3%左右。对于Al2O3-SiC-C干振动料，主要以软粘土作为烧结剂和抗氧化剂，以提高中高温度。镁干振动料一般掺入铁粉和软粘土作为烧结剂。将铬干振动料与镁干振动料混合后，变成镁铬干振动料，同时提高材料的性能。

 

干式振动材料施工。

干式振动材料的施工分为直接振动和间接振动，以中间包为例进行说明。直接振动法是采用平板振动器边铺边振动，一层一层的施工。包底施工完成后，支撑侧模板施工包壁。每层施工后，应松开表面层，添加新的干燥材料，防止分层现象。间接振动法是将振动器安装在模板上，通过模板将振动力传递给干燥材料，获得致密的施工体。振动器的安装位置和数量以达到衬里的致密性为准。首先，清洁衬里面，安装冲击板和座砖，用干式材料捣碎，然后将干式材料倒入包底，用铲子打平，保证包底厚度(留振动时的压缩量)；其次，安装胎模，胎模与周围衬里的距离一致，使其达到工作衬里工作衬里要求的厚度；第三，将干式材料倒入轮胎模具上，启动振动器振动4-6分钟，然后加料振动。

 

干式振动材料的性能

 

干式振动材料技术

中着对洁净钢和合金钢需求的不断增加，中间包工作衬在连铸生产过程中起到了耐高温、耐渣腐蚀、隔热保温的作用，同时也成为炼钢工艺中钢水二次精炼的终关键环节。中间包工作衬里由硅绝热板转变为镁、镁钙等不定形耐火材料，施工方式由砌筑转变为手工涂装、机械喷涂，随着水口技术的快速更换，开发了中间包干振动材料。

目前，中间干式振动材料的制备方法属于不定形耐火材料技术领域。相关专利也开始增加，对其方法的研究更加深入合理。中间干式振动材料的一些性能，如无刺激性气味、钢水不会增碳增氢、耐腐蚀、易拆卸等。

 

炉底采用镁钙铁干振动材料。

电弧炉是以电端部和炉料之间的电弧为热源炼钢的设备。

镁钙铁(MgO-CaO-Fe2O3)质干振动材料主要用于建造或修复电弧炉底部。它是由预合成镁钙铁砂和烧结或电熔镁砂按一定粒度组成的混合材料，一般不需要额外的助烧结剂。

镁钙铁砂的化学成分：80%~85%MgO,7%~9%CaO,6%~7%Fe2O3。主要成分为方镁石、铁酸二钙和少量含有Al2O3和SiO2杂质相(玻态相)。

铁酸二钙的熔点为1449℃，加上Al2O3、SiO2等杂质的影响，这种材料在1100~1200℃的温度下会出现液相。所以镁钙铁砂是一种低温烧结的材料。

解决方般镁钙铁砂应与高品位镁砂配合使用，借助高温原位反应，使MgO吸收大量Fe2O3，形成固溶体，使镁钙铁砂中的液相量逐渐减少，从而延长炉底的使用寿命。

 

对于准备干式振动料的镁钙铁砂，一般要求限制Al2O3和SiO2的含量，因为Al2O3和SiO2的含量太高，不仅大大降低了干式振动料液相的温度，而且烧结层太厚，使得高温使用性能变差。所以一般要求Al2O3<0.5%，SiO2<1.2%。

 

施工和使用注意事项:1)用MgO-CaO-Fe2O3干式振动材料搭建弧炉底部时，总厚度一般不小于450mm。施工时应分层振动，每层振动厚度约为100~150mm。振动时使用平底振动器，从边缘回到中心进行振动，直至达到规定的厚度。2)施工好的炉衬应覆盖废钢板或废钢，防止废钢加工时破坏炉底的平整度。3)冶炼炉不要吹氧助熔，用小电流逐渐熔化废钢，利用钢液的热量逐渐将干式振动材料上的工作层烧结到一定厚度。也可以在炉适当延长冶炼时间，使干式振动材料烧结达到一定厚度后，再转入正常冶炼操作。