CN100381233C - 一种用于浇注钢包壁的涂抹修补材料 - Google Patents

Abstract

一种用于浇注钢包壁的涂抹修补材料，包含占总重量50-70%的高铝原料，15-36%的刚玉细粉，5-10%的氧化镁细粉，3-5%的氧化镁微粉，2-4%的硅微粉，并外加0.15-0.20%的有机纤维和0.2-0.4%的减水剂；高铝原料的粒径不大于5mm，包含含量不小于85%的Al₂O₃，含量不小于2%的SiO₂；刚玉细粉和氧化镁细粉的微粒直径均不大于0.088mm；氧化镁微粉的微粒直径不大于10μm；硅微粉的微粒直径不大于1μm；减水剂是木质磺酸钠，或是木质磺酸钙，或是羧甲基纤维素。本发明适宜对钢包残衬进行局部修补及大面积修补；施工方便灵活，没有扬尘，材料无浪费；本发明采用微粉结合技术，避免引入杂质，有效提高修补料性能，提高钢包的使用寿命。

Description

一种用于浇注钢包壁的涂抹修补材料

技术领域

本发明涉及一种用于浇注钢包壁的涂抹修补材料。

背景技术

提高钢包的使用寿命，有利于提高钢厂的生产效率，同时能节能降耗、节省资源、减少环境污染，因此钢包耐材越来越向长寿化方向发展。在钢包耐材的长寿役龄中，不可避免会发生局部熔损或剥落严重的部位，必须对这些局部损坏严重的部位进行修补，钢包才能继续使用。

目前对整体钢包壁的修补方法主要有以下三种：

1、半干法喷补，也称干法喷补，其是目前最常采用的钢包残衬修补方法。刊登在《华东冶金学院学报》(1999，No.3，P276-278)上的文献“钢包干式喷补方法研究”对钢包壁的这种修补方法进行了介绍，该方法是将干的喷补料通过压缩空气送到喷枪的喷嘴处与水混合，然后再喷到钢包残衬上，对钢包壁的熔损部位实施修补。

该半干法喷补存在以下缺点：A、喷补时物料会反弹，粉尘量大，操作环境恶劣；B、喷补料的附着率一般低于90％，形成喷补料的浪费；C、喷补料的加水量一般在15％以上，使得喷补料经高温处理后结构疏松，强度低；D、喷补料以水泥或硅酸盐或磷酸盐作结合剂，以粘土作为增塑剂，使材料中引入较多的杂质，严重降低喷补料的高温热态性能，易被钢水冲刷卷走；E、需要使用大型复杂的设备对钢包壁进行修补，施工、清理不便。

2、湿式法喷补。刊登在《国外耐火材料》(1999，No.4，P.62-63)上的文献“钢包用不定形耐火材料的湿式喷补方法”对其进行了介绍，该方法将已加水拌和好的喷射料通过软管用高压泵输送到喷枪的喷嘴处与快凝剂溶液混合，使喷射料在到达包壁残衬的过程中变稠增塑，然后粘附到包壁熔损处实现对包壁的修补。

该湿式法喷补存在以下缺点：因管道中输送的是拌和好的料浆，则每次喷补后将会有残留的料浆粘附在料浆所经过之处，要及时用大量的水清洗干净。不仅施工麻烦，也造成一定程度的材料浪费，对于修补小面积的局部严重熔损部位，材料的浪费、清理维护所需的时间及劳动力浪费更显突出。而且湿式喷射所需的浆料输送系统、促凝剂输送定量系统结构复杂，投资巨大，一般较少采用。

3、整体套浇法。中国专利“01105469.7，整体钢包内衬修补工艺”及刊登在《国外耐火材料》(1997，No.10，P.14-18)上的文献“铝尖晶石浇注料整体钢包内衬的砌筑与修补”都介绍了该整体套浇法，该方法的修补过程是：当钢包壁工作衬熔损约2/3后，清理掉钢包壁及底部粘附的冷钢及渣，放入用于整体包壁成型的可振动胎模，然后在胎模与包壁残衬间的空隙中加入拌和好的包壁浇注料并振动胎模，使浇注料密实填充在胎模与包壁残衬间。浇注料经养护硬化后，脱掉胎模，形成新的包壁修补层。

该整体套浇法存在以下缺点：其只适宜修补整个包壁工作衬熔损比较均匀的钢包，而不适宜修补小面积局部熔损严重的部位，而且修补包壁时，应将包底清理干净，以使胎模能够摆正对中，增加了套浇修补的难度，同时需要使用大型复杂的设备对钢包壁进行修补，所以在实际的钢包修补操作中较少采用这种方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于浇注钢包壁的涂抹修补材料，既可用于修补钢包壁小面积的局部严重熔损部位，也可用于修补大面积熔损的钢包壁；其设备投资少、材料成本低、施工方便灵活、材料无浪费、使用性能好；在修补过程中，可避免扬尘，改善钢包残衬修补的施工环境；也可避免向修补料中引入过多形成低熔点物相的杂质，提高钢包修补料的使用寿命。

为达到上述目的，本发明提供一种用于浇注钢包壁的涂抹修补材料，其中包含占该涂抹修补材料总重量50-70％的高铝原料，15-36％的刚玉细粉，5-10％的氧化镁细粉，3-5％的氧化镁微粉，2-4％的硅微粉，并外加0.15-0.20％的有机纤维和0.2-0.4％的减水剂；

所述的高铝原料的粒径不大于5mm，包含含量不小于85％的Al₂O₃，含量不小于2％的SiO₂；

所述的刚玉细粉和氧化镁细粉的微粒直径均不大于0.088mm；

所述的氧化镁微粉的微粒直径不大于10μm；

所述的硅微粉的微粒直径不大于1μm；

所述的减水剂是木质磺酸钠，或是木质磺酸钙，或是CMC(羧甲基纤维素)。

本发明提供的用于浇注钢包壁的涂抹修补材料，具有以下优点：

1、由于转炉钢包工作衬的材质主要为铝镁质浇注料、铝尖晶石质浇注料以及高铝砖等高Al₂O₃含量的材料，故选择与钢包工作衬材质同种类的高Al₂O₃含量的高铝原料为修补材料中的主要原料，其易粘附在钢包残衬上，同时钢包残衬上的残渣及冷钢也同样易粘附在修补料上，有利于促进修补料及早与残衬牢固结合。另外，高铝原料中含有的一定量的SiO₂及其他少量杂质可促进修补材料较早形成中温强度，并降低修补材料的成本，加速修补材料与钢包残衬的烧结粘结。

2、本发明提供的用于浇注钢包壁的涂抹修补材料中，包含有适量的氧化镁微粉及硅微粉，依靠氧化镁微粉的高活性，使氧化镁微粉、硅微粉与拌和水反应，从而增加修补材料的塑性，且不会降低修补料的高温性能；同时，该氧化镁微粉及硅微粉还具有以下优点：A、修补料施工后，将在钢包衬的余热及随后的烘烤处理中干燥收缩，而在修补料中的水份被完全蒸发之前，氧化镁微粉水化产生的体积膨胀正好可以弥补这种干燥收缩；B、氧化镁微粉的活性较高，易与修补料中的Al₂O₃、SiO₂成份反应，使修补料在烘烤过程中即能形成强度并与钢包残衬粘结牢固；C、氧化镁微粉及氧化硅微粉可形成MgO-SiO₂-H₂O结合，以保证修补料有足够的常温结合强度，进一步防止修补料因干燥收缩或氧化镁水化膨胀而导致的材料开裂；D、氧化镁本身的熔点高，与修补料中的Al₂O₃反应后形成镁铝尖晶石，与SiO₂反应后形成镁橄榄石，其均为高熔点物，可增强修补料抗高温钢水及渣的熔损性。

3、本发明提供的用于浇注钢包壁的涂抹修补材料中，包含有适量的有机纤维，不仅可防止修补材料因氧化镁微粉水化膨胀导致开裂，而且还能增加修补材料的塑性，改善修补材料的施工性能。

由于有机纤维特定的熔点范围与氧化镁微粉强烈水化的温度范围相接近，均介于150-200℃之间；当有机纤维的熔点温度低于氧化镁微粉强烈水化的温度时，修补材料在其养护过程中依靠有机纤维的交叉连接来增强抗开裂性能；当有机纤维的熔点温度高于氧化镁微粉强烈水化温度时，有机纤维熔化分解，留出空洞及通道以利于修补料中的水份快速从空洞及通道中蒸发排出，削弱氧化镁微粉强烈的水化反应，而且这些空洞及通道为氧化镁微粉的水化膨胀反应留出了空间，使氧化镁微粉的水化膨胀得到缓冲。

4、本发明提供的用于浇注钢包壁的涂抹修补材料中，选用木质磺酸钠或木质磺酸钙或CMC作为减水剂，其可降低修补材料中的加水量，提高修补材料的高温使用性能；同时所选用的减水剂可增加修补材料的可塑性，避免因减水剂的加入而明显改变修补材料的流动性，导致修补材料在自身的重力作用下坍塌或流下。

5、本发明提供的用于浇注钢包壁的涂抹修补材料，采用涂抹方式对钢包残衬进行修补，同时适宜对钢包残衬进行局部修补及大面积修补，使用性能好，施工方便灵活，且修补时没有扬尘；可避免采用喷补设备或浇注设备等大型复杂的设备，省去了对喷补设备或浇注设备的清洗工序，减少了原材料的浪费；该修补材料采用微粉结合技术，避免了向修补材料中引入杂质，可有效提高修补材料的性能，提高钢包的使用寿命。

具体实施方式

修补料的各种原料须混合均匀后才能运到使用现场加水拌和使用，因各种原料的粒度、比重不同，对原料的混匀提出了一定的要求，需要使用可用于混合耐火材料或矿物原料的混料机，如直立式混料机或锥形螺旋混料机等。混料时，为了使细粉、有机纤维及减水剂细粉能够混合均匀，应先将称量好的刚玉细粉、氧化镁细粉、氧化镁微粉、硅微粉、有机纤维和减水剂放入混料机中，开动混料机混合10分钟左右，使上述细粉料、有机纤维及减水剂细粉混合均匀后，再加入含有粗颗粒的高铝原料继续运行混料机3分钟左右，使细粉原料及粗颗粒原料都混合均匀后，即制成本发明提供的用于浇注钢包壁的涂抹修补材料，用防潮包装袋密封包装后备用。

以下通过表1，对本发明的实施例和现有技术的对比例进行比较，以更好地说明本发明提供的用于浇注钢包壁的涂抹修补材料的良好的使用效果。表1中，A、B、C和D为本发明的4个实施例，E为现有的国产典型的碱性钢包喷补料，F为现有的进口日本的钢包喷补料。

表1、本发明实施例和现有技术对比例的组成成分和使用效果

从表1中可以得到，国产典型的碱性钢包喷补料E以粘土和硅酸钠作为结合剂，向喷补料中引入较高的杂质含量，使得材料在1500℃×3h烧后的线变化率达到-1.03％，材料在高温下产生过多的液相，降低了材料的热态使用性能；进口的日本钢包喷补料F中，较高的SiO₂含量说明该材料也是以硅酸盐或粘土作结合剂及增塑剂的，经1500℃×3h烧后，该材料也表现出过量收缩的特点，高温下产生过多的液相，降低了材料的使用性能；而本发明的实施例中由于含有适量的氧化镁微粉和硅微粉，故具有较好的施工性能和合适的施工粘结强度，在大型钢包壁上涂抹修补，料团柔软，易于粘附到竖直的钢包壁残衬上，每涂抹一次可延长包壁寿命50炉左右，显著降低了钢包耐材消耗。

Claims (6)

1.一种用于浇注钢包壁的涂抹修补材料，特征在于，包含占该涂抹修补材料总重量50-70％的高铝原料，15-36％的刚玉细粉，5-10％的氧化镁细粉，3-5％的氧化镁微粉，2-4％的硅微粉，并外加0.15-0.20％的有机纤维和0.2-0.4％的减水剂；

所述的高铝原料包含含量不小于85％的Al₂O₃，含量不小于2％的SiO₂。

2.如权利要求1所述的用于浇注钢包壁的涂抹修补材料，其特征在于，所述的高铝原料的粒径不大于5mm。

3.如权利要求1所述的用于浇注钢包壁的涂抹修补材料，其特征在于，所述的刚玉细粉和氧化镁细粉的微粒直径均不大于0.088mm。

4.如权利要求1所述的用于浇注钢包壁的涂抹修补材料，其特征在于，所述的氧化镁微粉的微粒直径不大于10μm。

5.如权利要求1所述的用于浇注钢包壁的涂抹修补材料，其特征在于，所述的硅微粉的微粒直径不大于1μm。

6.如权利要求1所述的用于浇注钢包壁的涂抹修补材料，其特征在于，所述的减水剂是木质磺酸钠，或是木质磺酸钙，或是羧甲基纤维素。