一种基于气化剥离剂的中间包工作层自分离方法与流程

本发明涉及钢铁连铸生产，特别是涉及一种基于气化剥离剂的中间包工作层自分离方法。

背景技术：

1、在钢铁连铸生产中，中间包是连接钢包与结晶器之间的关键容器，其内衬通常由永久层和工作层组成。工作层一般采用镁质耐火材料砌筑，直接承受高温钢水的冲刷和侵蚀，使用寿命有限，需定期更换。目前，中间包工作层的拆卸主要依赖以下三种方式：

2、（1）机械破碎法（主流工艺）：使用液压锤、风镐等设备对工作层进行暴力破碎。该方法存在以下缺陷：冲击振动导致永久层钢结构变形，损伤率超过15%；破碎过程中产生高浓度粉尘（pm10＞200mg/m³），严重危害工人健康；残留衬体需二次清理，单次拆卸耗时长达6～8小时。

3、（2）热膨胀顶推法：利用烘烤中间包时永久层与工作层之间的热膨胀差实现界面分离（参见cn108555228a）。该方法需要定制耐热液压缸，单套设备成本超过50万元；高温作业易引发耐火材料爆裂，事故率约为12%；且对粘结强度大于3mpa的界面基本失效。

4、（3）化学溶剂腐蚀法：通过注入酸性溶液溶解工作层与永久层之间的界面（参见jp特开2018-029874）。该方法产生ph＜2.5的废液，处理成本高昂；酸性溶液腐蚀永久层锚固件，缩短中间包整体寿命；且剥离效率低，需浸泡超过10小时。

5、综上，现有拆卸技术普遍存在设备投入大、作业时间长、环境污染严重、永久层损伤率高等问题，难以满足当前钢铁行业对高效、环保、低成本生产的要求。特别是2025年起中国强制执行《耐火材料拆除粉尘排放标准》（≤10mg/m³），传统机械破碎法面临淘汰压力。

6、因此，亟需一种无需大型设备改造、无需人工干预、无粉尘和化学污染的中间包工作层拆卸方法。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种基于气化剥离剂的中间包工作层自分离方法。

2、为了解决以上技术问题，本发明的技术方案如下：

3、本发明提供了一种基于气化剥离剂的中间包工作层自分离方法，包括：

4、在中间包永久层的表面喷涂阻燃隔离剂并进行固化处理，形成阻燃隔离层；

5、在阻燃隔离层的表面涂覆气化剥离剂并进行干燥处理，形成气化剥离层；其中，气化剥离剂在预设冷触发温度区间下气化分解并产生膨胀气体；

6、在气化剥离层的表面砌筑中间包工作层；

7、当中间包工作层温度下降至预设冷触发温度区间时，气化剥离剂气化分解产生膨胀气体，通过膨胀气体累积的界面应力使中间包工作层与阻燃隔离层分离。

8、本发明的有益效果是：

9、（1）本发明通过在阻燃隔离层与工作层之间设置气化剥离层，利用nh4hco3微胶囊在60℃左右破裂分解释放气体的特性，使气化剥离层在预设冷触发温度区间内逐步膨胀，在气化剥离层与中间包工作层之间累积界面应力。当界面应力超过工作层与气化剥离层之间的结合强度时，工作层自动与阻燃隔离层分离脱落。整个过程无需液压锤、风镐等机械设备施加外力，避免了传统机械破碎法中冲击振动对永久层钢结构造成的变形损伤，将永久层损伤率降至趋近于零。

10、（2）本发明利用nh4hco3微胶囊作为剥离动力源，其分解产物为二氧化碳与氨气，工艺中不引入强酸溶液，也无需破坏脆性耐火结构。该技术方案从源头上切断了传统机械破碎产生的高浓度粉尘以及酸洗工艺产生的废液污染，使其完全满足≤10mg/m³的严苛粉尘排放环境合规标准，极大改善了现场工人的职业健康操作环境。

11、（3）本发明在永久层与气化剥离层之间设置阻燃隔离层，该隔离层由硅酸铝纤维、磷酸二氢铝溶液和纳米二氧化硅复合而成，具有优异的耐高温性能和结构稳定性。在中间包正常工作期间，阻燃隔离层能够阻隔高温向永久层传导，防止永久层钢结构过热变形；在工作层剥离过程中，阻燃隔离层作为永久层的保护屏障，避免气化膨胀气体对永久层表面造成冲刷或侵蚀。剥离完成后，阻燃隔离层保持完整，可直接在其表面重新涂覆气化剥离剂并砌筑新的工作层，实现中间包的循环使用，显著延长中间包整体寿命。

1.一种基于气化剥离剂的中间包工作层自分离方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于气化剥离剂的中间包工作层自分离方法，其特征在于，按重量百分比计，所述阻燃隔离剂由55%的硅酸铝纤维、30%的磷酸二氢铝溶液以及15%的纳米二氧化硅组成。

3.根据权利要求1所述的基于气化剥离剂的中间包工作层自分离方法，其特征在于，按重量百分比计，所述气化剥离剂由50%的nh4hco3微胶囊、30%的eva树脂以及20%的纳米坡缕石粘土组成。

4.根据权利要求3所述的基于气化剥离剂的中间包工作层自分离方法，其特征在于，所述nh4hco3微胶囊的粒径为100±50μm，所述eva树脂的熔融指数为25g/10min，所述纳米坡缕石粘土的比表面积为260m²/g。

5.根据权利要求1所述的基于气化剥离剂的中间包工作层自分离方法，其特征在于，所述在中间包永久层的表面喷涂阻燃隔离剂并进行固化处理，形成阻燃隔离层之前，还包括：

6.根据权利要求1所述的基于气化剥离剂的中间包工作层自分离方法，其特征在于，所述在所述阻燃隔离层的表面涂覆气化剥离剂，包括：

7.根据权利要求1所述的基于气化剥离剂的中间包工作层自分离方法，其特征在于，所述中间包工作层由镁质耐火料砌筑而成，且所述镁质耐火料中添加有缓释型有机纤维。

8.根据权利要求3所述的基于气化剥离剂的中间包工作层自分离方法，其特征在于，所述预设冷触发温度区间为80℃至25℃；