本发明属于耐火材料领域，具体涉及一种复合中间包干式料及其制备方法。
背景技术：
自从连铸中间包诞生以来，中间包就发挥着不可代替的作用，而干式料是保护其正常安全运行的基础。干式料具有施工方便、升温速度快、长寿和容易脱包等优点。目前，随着钢铁行业形势的发展，中间包使用寿命不断提升，耐火材料企业只能使用更好的原材料和增加工作层的厚度，成本不断的提升，使用寿命却没有明显提升。中间包干式料的主要原材料为镁砂，但是随着我国镁资源的减少，镁质原材料价格不断上升，耐火材料企业生产成本压力越来越严峻，而钢厂对中间包使用要求越来越高、考核越来越重，不断压缩耐火材料企业的生存空间，因此寻求中间包干式料的性价比是耐火材料企业面临的共同问题，在干式料中引入复合添加剂、改变生产工艺是行业关注的焦点。
技术实现要素：
本发明的目的在于解决现有技术中存在的问题，提供一种成本低、寿命长的复合中间包干式料，并同时提供其制备方法。
为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：
本发明一方面提供了一种复合中间包干式料，其由包括如下重量百分比含量的原料制成：
原料a：镁橄榄石颗粒45-50%，镁砂细粉20-25%，硅微粉1-2%，树脂粉3-5%；
原料b：碳素材料,所述碳素材料的加入量为原料a的0.2-0.5%，所述碳素材料为石墨和炭黑的组合物。
作为本发明的一些实施方案，所述石墨和炭黑的比例为1:0.5-1.5。
作为本发明的一些实施方案，所述橄榄石颗粒的化学组成为：mgo+sio2＞87wt%，al2o3＜2.0%，cao＜1.0%，fe2o3＜10%；粒径分布如下：5-3mm：3-1mm为4:5。
作为本发明的一些实施方案，所述镁砂细粉为mgo＞95wt%的烧结镁砂和/或电熔镁砂，粒度＜1mm。
作为本发明的一些实施方案，所述硅微粉中sio2含量＞92wt%，粒度＜0.1μm。
作为本发明的一些实施方案，所述石墨中c含量＞94wt%，粒度＜0.074mm。
作为本发明的一些实施方案，所述炭黑中c含量＞90wt%，粒度＜0.074mm。
作为本发明的一些实施方案，所述镁橄榄石微粉的化学组成为：mgo+sio2＞97%，fe2o3＜1.0%；粒径＜5mm。
本发明另一方面提供了一种上述复合中间包干式料的制备方法，其包括如下步骤：
（1）将镁砂细粉、树脂粉、硅微粉在搅拌机内预混合，混合均匀后得到预混合粉；
（2）将骨料加入搅拌机混合均匀，先加入石墨搅拌均匀后，再加入炭黑充分搅拌，使骨料表面均匀的包裹一层碳素材料，得到预处理骨料；
（3）在步骤（2）得到的预处理骨料中加入步骤（1）的带的预混合粉，混合均匀，从而获得干式料。
作为本发明的一些实施方案，所述步骤（1）中预混合时间为15-20min。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
本发明选择贮量丰富、价格低廉的碱性耐火材料镁橄榄石为主要原料，镁橄榄石抗碱性渣能力强，不水化，并且不污染钢水。在基质中配入适量的镁砂细粉，有效保证产品在高温下的强度；在基质中加入适量的石墨和炭黑，提高了产品的致密性，为了确保基质中反应形成以镁橄榄石为主的结合相，添加少量超细镁砂微粉作为晶种。
本发明所提供的复合中间包干式料，大大降低了生产成本，有效提高了产品的使用寿命，并且能够满足不污染钢水等要求。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合具体实施例对发明进行清楚、完整的描述。
实施例1
原料重量配比：
原料a：镁橄榄石5～3mm：20%；3～1mm：25%；95中档镁砂1～0mm：30%；粒度小于1mm的95中档镁砂细粉：20%；树脂粉：4%；92硅微粉：1%。
原料b：相当于原料a重量的0.2%的-194石墨；当于原料a重量的0.3%的炭黑n220。
其中，镁橄榄石颗粒的化学组成为mgo+sio2＞87wt%，al2o3＜2.0%，cao＜1.0%，fe2o3＜10%；所述石墨细粉中c＞94wt%，粒度＜0.074mm；所述炭黑中c＞90wt%，粒度＜0.074mm；所述镁砂细粉的化学组成为mgo+sio2＞95%，fe2o3＜1.0%，粒度＜1mm。
制备方法：
（1）将镁砂细粉、树脂粉、硅微粉在搅拌机内预混合15-20分钟，混合均匀后得到预混合粉；
（2）先将骨料加入搅拌机混合均匀，然后加入适量的石墨搅拌均匀，再加入炭黑充分搅拌，使骨料表面均匀的包裹一层碳；
（3）在混合均匀的骨料中加入预混合粉，混合均匀从而获得干式料。
按照上述生产的干式料，经过振动施工和200℃烘烤后，体积密度2.38g/cm³，显气孔率20.54%，常温抗折耐压为25.8mpa，在某钢厂使用寿命达到30小时以上，残余厚度30mm左右，能满足钢厂的使用需求。
实施例2
原料重量配比：
原料a：镁橄榄石5～3mm：20%；3～1mm：25%；95中档镁砂1～0mm：30%；粒度小于1mm的95中档镁砂细粉：20%；树脂粉：4%；92硅微粉：1%。
原料b：相当于原料a重量的0.3%的-194石墨；当于原料a重量的0.2%的炭黑n220。
其中，镁橄榄石颗粒的化学组成为mgo+sio2＞87wt%，al2o3＜2.0%，cao＜1.0%，fe2o3＜10%；所述石墨细粉中c＞94wt%，粒度＜0.074mm；所述炭黑中c＞90wt%，粒度＜0.074mm；所述镁砂细粉的化学组成为mgo+sio2＞95%，fe2o3＜1.0%，粒度＜1mm。
制备方法：
（1）将镁砂细粉、树脂粉、硅微粉在搅拌机内预混合15-20分钟，混合均匀后得到预混合粉；
（2）先将骨料加入搅拌机混合均匀，然后加入适量的石墨搅拌均匀，再加入炭黑充分搅拌，使骨料表面均匀的包裹一层碳；
（3）在混合均匀的骨料中加入预混合粉，混合均匀从而获得干式料。
按照上述生产的干式料，经过振动施工和200℃烘烤后，体积密度2.34g/cm³，显气孔率20.63%，常温抗折耐压为25.2mpa，在实施例1的钢厂中间包使用寿命能达到28小时以上，残余厚度25mm。
实施例3
原料重量配比：
原料a：镁橄榄石5～3mm：20%；3～1mm：25%；95中档镁砂1～0mm：30%；粒度小于1mm的95中档镁砂细粉：20%；树脂粉：4%；92硅微粉：1%。
原料b：相当于原料a重量的0.4%的-196石墨；当于原料a重量的0.1%的炭黑n220。
其中，镁橄榄石颗粒的化学组成为mgo+sio2＞87wt%，al2o3＜2.0%，cao＜1.0%，fe2o3＜10%；所述石墨中c＞95wt%，粒度＜0.074mm；所述炭黑中c＞90wt%，粒度＜0.074mm；所述镁砂细粉的化学组成为mgo+sio2＞97%，fe2o3＜1.0%，粒度＜1mm。
制备方法：
（1）将镁砂细粉、树脂粉、硅微粉在搅拌机内预混合15-20分钟，混合均匀后得到预混合粉；
（2）先将骨料加入搅拌机混合均匀，然后加入适量的石墨搅拌均匀，再加入炭黑充分搅拌，使骨料表面均匀的包裹一层碳；
（3）在混合均匀的骨料中加入预混合粉，混合均匀从而获得干式料。
按照上述生产的干式料，经过振动施工和200℃烘烤后，体积密度2.32g/cm³，显气孔率20.68%，常温抗折耐压为24.5mpa，在实施例1的钢厂中间包使用寿命25小时，残余厚度20mm。
实施例4
原料重量配比：
原料a：镁橄榄石5～3mm：20%；3～1mm：25%；95中档镁砂1～0mm：30%；粒度小于0.088mm的95中档镁砂细粉：20%；树脂粉：4%；92硅微粉：1%。
原料b：相当于原料a重量的0.1%的-194石墨；当于原料a重量的0.4%的炭黑n220。
其中，镁橄榄石颗粒的化学组成为mgo+sio2＞87wt%，al2o3＜2.0%，cao＜1.0%，fe2o3＜10%；所述石墨细粉中c＞94wt%，粒度＜0.074mm；所述炭黑中c＞90wt%，粒度＜0.074mm；所述镁砂细粉的化学组成为mgo+sio2＞97%，fe2o3＜1.0%，粒度＜1mm。
制备方法：
（1）将镁砂细粉、树脂粉、硅微粉在搅拌机内预混合15-20分钟，混合均匀后得到预混合粉；
（2）先将骨料加入搅拌机混合均匀，然后加入适量的石墨搅拌均匀，再加入炭黑充分搅拌，使骨料表面均匀的包裹一层碳；
（3）在混合均匀的骨料中加入预混合粉，混合均匀从而获得干式料。
按照上述生产的干式料，经过振动施工和200℃烘烤后，体积密度2.32g/cm³，显气孔率20.71%，常温抗折耐压为24.8mpa，在实施例1的钢厂中间包中使用寿命25小时，残余厚度20mm。
实施例5
原料重量配比：
原料a：镁橄榄石5～3mm：20%；3～1mm：25%；95中档镁砂1～0mm：30%；粒度小于1mm的95中档镁砂：20%；树脂粉：4%；92硅微粉：1%。
原料b：相当于原料a重量的0.1%的-194石墨；当于原料a重量的0.1%的炭黑n220。
其中，镁橄榄石颗粒的化学组成为mgo+sio2＞87wt%，al2o3＜2.0%，cao＜1.0%，fe2o3＜10%；所述石墨细粉中c＞94wt%，粒度＜0.074mm；所述炭黑中c＞80wt%，粒度＜0.074mm；所述镁砂细粉的化学组成为mgo+sio2＞97%，fe2o3＜1.0%，粒度＜1mm。
制备方法：
（1）将镁砂细粉、树脂粉、硅微粉在搅拌机内预混合15-20分钟，混合均匀后得到预混合粉；
（2）先将骨料加入搅拌机混合均匀，然后加入适量的石墨搅拌均匀，再加入炭黑充分搅拌，使骨料表面均匀的包裹一层碳；
（3）在混合均匀的骨料中加入预混合粉，混合均匀从而获得干式料。
按照上述生产的干式料，经过振动施工和200℃烘烤后，体积密度2.31g/cm³，显气孔率20.61%，常温抗折耐压为25.1mpa，在实施例1的钢厂中间包中使用寿命28小时，残余厚度为30mm。
对比例1
原料重量配比：
原料a：镁橄榄石5～3mm：20%；3～1mm：25%；95中档镁砂1～0mm：30%；粒度小于1mm的95中档镁砂：25%；树脂粉：4%；92硅微粉：1%。
原料b：相当于原料a重量的0.3%的炭黑n220。
其中，镁橄榄石颗粒的化学组成为mgo+sio2＞87wt%，al2o3＜2.0%，cao＜1.0%，fe2o3＜10%；所述石墨细粉中c＞94wt%，粒度＜0.074mm；所述炭黑中c＞90wt%，粒度＜0.074mm；所述镁砂细粉的化学组成为mgo+sio2＞97%，fe2o3＜1.0%，粒度＜1mm。
制备方法：
（1）将镁砂细粉、树脂粉、硅微粉在搅拌机内预混合15-20分钟，混合均匀后得到预混合粉；
（2）先将骨料加入搅拌机混合均匀，然后加入适量的石墨搅拌均匀，再加入炭黑充分搅拌，使骨料表面均匀的包裹一层碳；
（3）在混合均匀的骨料中加入预混合粉，混合均匀从而获得干式料。
按照上述生产的干式料，经过振动施工和200℃烘烤后，体积密度2.31g/cm³，显气孔率20.88%，常温抗折耐压为23.5mpa，在实施例1的钢厂中间包使用寿命25小时，残余厚度15mm。
对比例2
原料重量配比：
原料a：镁橄榄石5～3mm：20%；3～1mm：25%；95中档镁砂1～0mm：30%；粒度小于1mm的95中档镁砂细粉：25%；树脂粉：4%；92硅微粉：1%。
原料b：相当于原料a重量的0.2%的-194石墨；当于原料a重量的0.3%的炭黑n220。
其中，镁橄榄石颗粒的化学组成为mgo+sio2＞87wt%，al2o3＜2.0%，cao＜1.0%，fe2o3＜10%；所述石墨细粉中c＞94wt%，粒度＜0.074mm；所述炭黑中c＞90wt%，粒度＜0.074mm；所述镁砂细粉的化学组成为mgo+sio2＞95%，fe2o3＜1.0%，粒度＜1mm。
制备方法：
（1）将镁砂细粉、树脂粉、硅微粉在搅拌机内预混合15-20分钟，混合均匀后得到预混合粉；
（2）先将骨料加入搅拌机混合均匀，然后加入适量的炭黑搅拌均匀，再加入石墨充分搅拌；
（3）在混合均匀的骨料中加入预混合粉，混合均匀从而获得干式料。
按照上述生产的干式料，可以明显的发现骨料的表面不能包裹一层均匀的碳，而且部分颗粒表面保持料的原来的颜色。经过振动施工和200℃烘烤后，体积密度2.28g/cm³，显气孔率21.42%，常温抗折耐压为21.31mpa，在实施例1的钢厂中间包使用寿命22小时，已侵蚀到永久层，即没有残余厚度。
对比例3
原料重量配比：
原料a：镁橄榄石5～3mm：20%；3～1mm：25%；95中档镁砂1～0mm：30%；粒度小于1mm的95中档镁砂：20%；树脂粉：4%；92硅微粉：1%。
原料b：相当于原料a重量的0.2%的-194石墨；当于原料a重量的0.3%的炭黑n220。
其中，镁橄榄石颗粒的化学组成为mgo+sio2＞87wt%，al2o3＜2.0%，cao＜1.0%，fe2o3＜10%；所述石墨细粉中c＞94wt%，粒度＜0.074mm；所述炭黑中c＞80wt%，粒度＜0.074mm；所述镁砂细粉的化学组成为mgo+sio2＞97%，fe2o3＜1.0%，粒度＜1mm。
制备方法：
（1）将镁砂细粉、树脂粉、硅微粉、炭黑、石墨在搅拌机内预混合15-20分钟，混合均匀后得到预混合粉；
（3）在骨料中加入预混合粉，混合均匀从而获得干式料。
按照上述生产的干式料，可以明显的发现骨料的表面没有一点碳素材料，颗粒表面保留材质原本颜色。经过振动施工和200℃烘烤后，体积密度2.25g/cm³，显气孔率21.35%，常温抗折耐压为21.18mpa，在实施例1的钢厂中间包使用寿命20小时，已侵蚀到永久层侵蚀10mm左右，即没有残余厚度，有一定的安全隐患。