CN100580359C - 经改进的转炉快烧结热自流修补料、制作工艺及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及经改进的转炉快烧结热自流修补材料，制作工艺及应用。其特征在于所述的修补重量百分比组成为下面两组中任一种：(1)MgO 75-85；Al2O31.0-2.0；总碳 4.0-12.0；Fe2O30.5-1.5；CaO 1.0-2.5；余量为SiO2；(2)MgO 60-70； Al2O30.5-2.0； 总碳 4.0-12.0；Fe2O30.3-1.0；CaO 10.0-20.0；余量为SiO2。其制作工艺为首先首先按提供的配比称重并加入高温结合剂、高温助溶剂、防爆剂和抗氧化剂，再经高效混合机均匀搅拌，再经皮带输送至压密机压坯，最后经成球机压球制成。本发明提供的热自流修补材料寿命达30-50炉，烧结时间降低至10-25分钟，具有热流动性好、结合强度高，抗侵蚀抗渗透性强，中低温烧结好的特点在宝钢300吨转炉中取得良好效果。
Description
技术领域
本发明涉及经改进的转炉快烧结热自流修补料、制作工艺及应用，属于炼钢溅渣护炉和耐火材料技术领域。
背景技术
溅渣护炉技术已在转炉上全面推广，使炉衬寿命大幅度提高，取得显著的经济效益。但是，转炉前大面承受着铁水和废钢兑入的双重冲击；后大面承受着出钢时钢水流动冲刷；还有炉底及出钢口附近等，因使用条件苛刻，极易超前损毁，为此普遍使用沥青结合的转炉热自流修补料，多数是采用各种级配的镁砂加沥青等碳素材料以及助燃剂、助烧结剂配制而成，根据一次投补用料的多少、烧结和使用环境的状况，烧结时间基本在45～60分钟左右，一般修补一次使用寿命为10～30炉次。
但随着社会的发展，生产效率必须提高，尤其最近几年世界经济的快速发展，促使钢材需求迅猛增长，减少炼钢停炉次数和每次停炉修补时间势在必行，因此转炉快烧结热自流修补料产品的研制开发应运而生。
综上所述，转炉快烧结热自流修补料产品的研制和应用已成为进一步开发转炉炼钢，改善工作环境，减少停炉维护次数，缩短每次停炉修补维护时间，提高炼钢效率，进而降低炼钢成本的关键技术之一。
发明内容
本发明目的在于提供一种经改进的转炉快烧结热自流修补料、制作工艺及应用。
本发明提供的转炉快烧结热自流修补料产品，分为镁质和镁钙质两种方案。以高纯电熔镁砂和高纯烧结镁砂为主原料为配方(1)，其中高纯电熔镁砂和高纯烧结镁砂也可用镁钙砂部分代替是配方(2)，(见表1，余量为SiO2)。因为有的钢厂对耐火材料的氧化钙含量有要求，可以部分吸收杂质，净化钢水，但镁钙砂易水化，不易储存和运输。
本发明提供的转炉快烧结热自流修补料产品的特点是根据不同使用条件和要求，引入有机和无机复合高温结合剂，有利于在出钢后转炉炉体温度迅速下降的情况下，转炉快烧结热自流修补料本身也能很好地烧结，且达到一定强度。添加高效助流剂有助于快速流动铺展，到达坑洼裂缝处进行修补。防爆剂和抗氧化剂防止料子突遇高温爆裂飞溅和氧化。本发明提供的经改进的转炉快烧结热自流修补料的组成(重量)百分数是
表1.本发明提供的二组配方组成
| 组分 | MgO | Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 总碳(T.C) | Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | CaO |
| 配方1 | 75～85 | 10～2.0 | 4.0～12.0 | 0.5～1.5 | 1.0～2.5 |
| 配方2 | 60～70 | 0.5～2.0 | 4.0～12.0 | 0.3～1.0 | 10.0～20.0 |
本发明使用的原料为高纯电熔镁砂和高纯烧结镁砂(配方1)，如其中高纯电熔镁砂和高纯烧结镁砂也可用镁钙砂部分代替组成2，高温结合剂、高温助流剂、防爆剂和抗氧化剂配制而成。上述组成，其中高纯电熔镁砂MgO≥96.0％或高纯电熔镁砂MgO≥97.0％；高纯烧结镁砂MgO≥95.0％或高纯烧结镁砂MgO≥97.5％；高温结合剂是中温改性沥青和热塑性树脂复合而成；高温助流剂是一种高分子化合物；防爆剂是有机纤维；抗氧化剂是金属铝粉和金属硅粉。
本发明提供的转炉快烧结热自流修补料的制造工艺分为四步：首先按提供的配比称重并加入结合剂、助溶剂、防爆剂和抗氧化剂，再经高效混合机均匀搅拌，再经皮带输送至压密机压坯，最后经成球机压球制成。
转炉快烧结热自流修补料中的结合剂是中温改性沥青和热塑性树脂复合而成，其中中温改性沥青3～15％，复合热塑性树脂5～20％(均为市售的商品)，中低温度迅速软化流动，铺展烧结。高温助流剂1～5％(市售常用产品)，受热软化增加产品流动性，并且有助于保持这种流动性而不至于因高温而迅速固化。防爆剂一般采用有机纤维或金属细粉，加入量0.5～2％，迅速燃烧形成微气孔，充分排气防止爆裂飞溅。抗氧化剂采用金属铝和金属硅复合加入，加入量2～5％，以防止碳的氧化，因为碳氧化后就无法形成高强度的碳链结合，会大大降低结合强度。主原料的配比为(配方1)：高纯电熔镁砂15-0mm 40％～60％；高纯烧结镁砂15-0mm 20％～40％。(配方2)：镁钙砂15-0mm 50％～70％；高纯电熔镁砂和高纯烧结镁砂15-0mm 10％～30％。以上各种物质加入量都是重量百分比，且以组成(1)或(2)为基准外加的；压制成φ35×35×30橄榄状形，压力为80-100MPa。
综上所述，本发明提供的经改进的转炉快烧结热自流修补料，具有以下优点：
(1)烧结时间大大缩短：烧结时间减少25～35分钟，由平均45～60分钟降低到平均10～25分钟，大大提高转炉使用效率。
(2)工艺先进：采用压制成球工艺，产品不易结块；到钢厂现场补炉时利用球体自身滚动，提高产品铺展性，改善烧结效果。
(3)使用寿命延长：根据各钢厂的冶炼条件，寿命通常可达30～50炉，甚至50～100炉，而传统的修补料只有10～20炉，最多30炉；使用寿命大大提高，减少停炉修补次数，具有良好的经济效益和社会效益。
(4)结合系统先进：转炉快烧结热自流修补料采用中温改性沥青和热塑性树脂作为结合剂，添加高效助流剂、防爆剂和抗氧化剂配制而成。该产品特点是热流动性好、结合强度高、抗侵蚀抗渗透性强、中低温烧结好。
具体实施方式
下面通过具体实施例，进一步阐明本发明突出的特点和显著的进步，但本发明决非仅局限于所述的实施例。
转炉快烧结热自流修补料不同配方的化学成分比例为(表2，wt％)
根据转炉容积的大小和修补前炉体被侵蚀的情况确定加入转炉快烧结热自流修补料的量，宝钢300吨转炉一般情况修补一次由废钢槽直接投料2～3吨。为了比较本发明提供的转炉快烧结热自流修补料与传统的转炉修补料性能差异，我们在宝钢同一300吨转炉上使用传统转炉修补炉料和本发明提供的转炉快烧结热自流修补料，分别补炉50次作对比：本发明提供的转炉快烧结热自流修补料平均寿命55炉，平均烧结时间22分钟；传统沥青结合的转炉热自流修补料，平均寿命仅22炉，平均烧结时间48分钟。
本发明和本实施方式中使用的主原料的化学组成(wt％)，如下表所示。
| 成分 | MgO | Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | CaO | SiO<sub>2</sub> |
| 高纯电熔镁砂 | ≥97.0 | ≤1.5 | ≤1.5 | ≤1.5 |
| 高纯电熔镁砂 | ≥96.0 | ≤1.5 | ≤1.6 | ≤1.5 |
| 高纯烧结镁砂 | ≥95.0 | ≤1.5 | ≤1.6 | ≤2.2 |
| 高纯烧结镁砂 | ≥97.5 | ≤1.5 | ≤1.4 | ≤2.0 |
| 镁钙砂 | 60.0～70.0 | - | 20.0～30.0 | - |
Claims (10)
1.经改进的转炉快烧结热自流修补材料，其特征在于所述的修补材料重量百分比组成为下面两组中任意一种：
(1)MgO 75-85 Al2O31.0-2.0 总碳4.0-12.0 Fe2O30.5-1.5 CaO1.0-2.5余量为SiO2；
(2)MgO 60-70 Al2O30.5-2.0 总碳4.0-12.0 Fe2O30.3-1.0 CaO10.0-20.0余量为SiO2。
2.按权利要求1所述的经改进的转炉快烧结热自流修补材料，其特征在于所述的修补料重量百分比组成分别为：
3.按权利要求1所述的经改进的转炉快烧结热自流修补材料，其特征在于所述的修补材料重量百分比组成分别为：
4.制作如权利要求1所述的经改进的转炉快烧结热自流修补材料的方法，其特征在于制作工艺分为四步：首先按提供的配比称重并加入高温结合剂、高温助流剂、防爆剂和抗氧化剂，经高效混合机均匀搅拌，再经皮带输送至压密机压坯，最后经成球机压球制成；
所述的高温结合剂是由中温改性沥青和热塑性树脂复合而成，其中中温改性沥青3～15％，热塑性树脂5～20％；
所述的高温助流剂1～5％；
所述的防爆剂为有机纤维或金属细粉，加入量0.5～2％；
所述的抗氧化剂采用金属铝和金属硅复合加入，加入量2～5％；
以上加入量均以组成(1)或(2)为基准；且均为重量百分组成；
所述的压制球形尺寸为Φ35×35×30橄榄状形，压力为80-100MPa。
5.按权利要求4所述的经改进的转炉快烧结热自流修补材料的制作方法，其特征在于组成(1)中MgO为高纯电熔镁砂和高纯烧结镁砂；组成(2)中MgO高纯电熔镁砂、高纯烧结镁砂和镁钙砂。
6.如权利要求4所述的经改进的转炉快烧结热自流修补材料制作方法，其特征在于组成(1)中高纯电熔镁砂15-0mm 40-60％，高纯烧结镁砂15-0mm 20-40％，以上均为重量百分数。
7.如权利要求5所述的经改进的转炉快烧结热自流修补材料制作方法，其特征在于组成(2)中镁钙砂15-0mm 50-70％，高纯电熔镁砂或高纯烧结镁砂15-0mm 10-30％，以上均为重量百分数。
8.按权利要求4、5或6所述的经改进的转炉快烧结热自流修补材料制作方法，其特征在于所述高纯电熔镁砂化学组成为MgO≥97.0、Al2O3≤1.5、CaO≤1.5、SiO2≤1.5或MgO≥96.0、Al2O3≤1.5、CaO≤1.6、SiO2≤1.5；所述的高纯烧结镁砂化学组成为MgO≥95.0、Al2O3≤1.5、CaO≤1.6、SiO2≤2.0或MgO≥97.5、Al2O3≤1.5、Al2O3≤1.4、SiO2≤2.0，以上均为重量百分数。
9.按权利要求5或7所述的经改进的转炉快烧结热自流修补材料制作方法，其特征在于所述的镁钙砂化学组成为MgO60-70％、CaO20-30％，以上均为重量百分数。
10.按权利要求1所述的经改进的转炉快烧结热自流修补材料，其特征在于使用转炉修补，寿命达30-50炉，烧结时间10-25分钟。
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