CN101519311A - 转炉或电炉用镁碳质喷补料 - Google Patents

Abstract

本发明属于不定形耐火材料，具体地指一种半干法喷补中转炉或电炉用镁碳质喷补料。该喷补料的组份重量百分比为：烧结镁砂75～90％、粘土1～5％、碳5～10％、改质沥青1～5％、复合添加剂0～5％；其中，复合添加剂为超细石墨粉、电熔镁砂、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠和石灰粉中的一种或一种以上的组合。本发明的转炉或电炉用镁碳质喷补料的附着率在80％以上，较现有市售喷补料的75％左右，其烧结、附着性能得到了显著提高；该喷补料形成的喷补层的寿命由7～8炉提高到了十几炉，且存放的时间更长。

Description

转炉或电炉用镁碳质喷补料

技术领域

本发明属于不定形耐火材料，具体地指一种半干法喷补中转炉或电炉用镁碳质喷补料。

背景技术

随着我国钢铁工业的发展、近年来转炉的大型化及顶底复吹技术的应用，耐火材料的使用环境日趋恶化，这对转炉、电炉喷补料的性能及喷朴技术提出了更高的要求。通常的喷补方法有湿法、干法、半干法和火焰喷补法。各种方法都有其特点，都在不同程度上延长了转炉寿命。因此，研究各种喷补方法的优缺点及喷补料的成分，综合分析喷扑技术的发展，对提高炼钢炉寿命和钢产量都是十分有意义的。

上述喷补方法中，以半干法的使用最为广泛。半干法喷补始于60年代末，我国半干法喷补起步于70年代。半干法喷补是喷补料(干混料)在高压气体的输送下，在喷枪处与水混合后以可塑状高速射向转炉或者电炉内衬的一种热态喷补方法。喷补料附着在炽热的炉村后，首先通过结合剂与骨料等反应使喷补层迅速达到一定的强度，随着喷补层温度的进一步提高通过烧结而达到牢固的陶瓷结合。

半干法喷补料的临界粒度较大，因此有利于提高喷补层的抗蚀性。常用镁砂、镁白云石砂作为骨料，用三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、水玻璃及酚醛树脂等作为结合剂，用金属铝及硅粉作为抗氧化剂。

为提高喷补料附着率，通常添加粘土、膨润土、石灰等加入物，为保证喷补料能达到良好烧结，添加如蛇纹石、纯橄榄石、石灰、耐火粘土、氧化铁等烧结剂。

虽然喷补料的成分一直在改进，但是目前转炉、电炉用喷补料仍存在很多缺陷，主要表现在：1)附着性能差、回弹率高；2)烧结性能差；3)烧结剂一般为三聚磷酸钠和六偏磷酸钠，但是六偏磷酸钠的吸水性强，导致喷补料因受潮而不易存放。

发明目的

本发明的目的就是要克服上述现有喷补料所存在的不足，提供一种具有良好附着性能、烧结性能和防潮性能，且成本低廉的转炉或电炉用镁碳质喷补料。

为实现上述目的，本发明所提出的转炉或电炉用镁碳质喷补料的组份重量百分比为：烧结镁砂75～90％、粘土1～5％、碳5～10％、改质沥青1～5％、复合添加剂0～5％。其中，复合添加剂为超细石墨粉、电熔镁砂、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠和石灰粉中的一种或一种以上的组合。

上述烧结镁砂中MgO的重量含量≥92％；上述碳为焦炭、石油锻后焦、煤矸石、电煅精煤中的两种或两种以上的组合；上述改质沥青为低温改质沥青、中温改质沥青、高温改质沥青中的一种或一种以上的组合，以保证产品的优良性能。

上述烧结镁砂的粒度满足G₁≤3mm，优选的粒度级配为1mm<G₁≤3mm的占40～50％、0.088mm≤G₁≤1mm的占14～27％、G₁<0.088mm的占33～37％。上述粘土的粒度满足G₂<0.088mm。上述碳的粒度满足0.088mm≤G₃≤3mm，优选的粒度级配为1mm<G₃≤3mm的占13～67％、0.088mm≤G₃≤1mm的占33～87％。上述改质沥青的粒度满足0.088mm≤G₄≤2mm。上述复合添加剂的粒度满足G₅<0.088mm。该粒度级配能够使原料获得低气孔率，有利于产品使用时的烧结和附着，以获得高寿命的喷补层。

本发明中各种组份的作用机理及有益效果如下：

本发明的烧结镁砂含量为75～90％，粒度级配为1mm<G₁≤3mm的占40～50％、0.088mm≤G₁≤1mm的占14～27％、G₁<0.088mm的占33～37％，且烧结镁砂的MgO重量含量≥92％。采用烧结镁砂和碳为主要原料，是由于转炉、电炉的内衬砖主要为镁碳砖，以便使原料配套，还能够提高产品的抗侵蚀性能。

本发明的粘土含量为1～5％，粒度满足G₂<0.088mm；碳含量为5～10％，粒度级配为1mm<G₃≤3mm的占13～67％、0.088mm≤G₃1mm的占33～87％；改质沥青的含量为1～5％，粒度满足0.088mm≤G₄2mm。少量的粘土作为烧结剂，能够提高产品的烧结性和附着率。碳以焦炭、石油锻后焦、煤矸石、电煅精煤中的两种或两种以上的组合加入，改质沥青以低温改质沥青、中温改质沥青、高温改质沥青中的一种或者一种以上加入，在使用时，碳和改质沥青发生燃烧，使温度迅速升高，从而产品快速达到烧结，提高了产品的附着性能。

本发明中由超细石墨粉、电熔镁砂、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠和石灰粉中的一种或一种以上的组合组成的复合添加剂的含量为0～5％，粒度满足G₅<0.088mm。这些微量的物质能够在高温使用时减少低熔点物质的生成，从而提高产品的高温使用性能和使用寿命。石灰粉作为防潮剂，还能提高产品的保存时间。

试验表明，本发明的转炉或电炉用镁碳质喷补料的附着率在80％以上，较现有市售喷补料的75％左右，其烧结、附着性能得到了显著提高；该喷补料形成的喷补层的寿命由7～8炉提高到了十几炉，且存放的时间更长。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明的转炉或电炉用镁碳质喷补料作进一步的详细描述：

实施例1：

原料：烧结镁砂90公斤、碳(煤矸石和电煅精煤分别占10％、90％)6公斤、改质中温沥青2公斤、粘土2公斤。上述烧结镁砂的MgO重量含量为92％。烧结镁砂的粒度满足G₁≤3mm，且粒度在0.088mm≤G₁≤1mm、0.088mm≤G₁≤1mm、G₁<0.088mm三个级配的含量占烧结镁砂的重量百分比分别为40％、27％、33％。碳的粒度满足0.088mm≤G₃3mm，且粒度在1mm<G₃≤3mm和0.088mm≤G₃≤1mm两个级配的含量占碳的重量百分比分别为67％、33％。改质中温沥青的粒度满足0.088mm≤G₄2mm。粘土的粒度满足G₂<0.088mm。

制备工艺：将上述原料按配方称量，加入搅拌器内搅拌均匀，搅拌时先加镁砂骨料(粒度满足G₁≥0.088mm的烧结镁砂)和碳(煤矸石和电煅精煤)、改制中温沥青、粘土搅拌1～2分钟，然后加入镁砂细粉(粒度满足G₁<0.088mm的烧结镁砂)再搅拌5～8分钟，即得转炉或电炉用镁碳质喷补料，并装袋包装。使用时外加水的重量占喷补料的10％。

实施例2：

原料：烧结镁砂75公斤、碳(石油锻后焦和焦炭各占50％)10公斤、改质沥青(改质中温沥青和改质低温沥青分别占80％、20％)5公斤、粘土5公斤，复合添加剂(超细石墨粉、电熔镁砂、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、石灰粉各占20％)5公斤。上述烧结镁砂的MgO重量含量为94％。烧结镁砂的粒度满足G₁≤3mm，且粒度在0.088mm≤G₁≤1mm、0.088mm≤G₁≤1mm、G₁<0.088mm三个级配的含量占烧结镁砂的重量百分比分别为50％、14％、36％。碳的粒度满足0.088mm≤G₃≤3mm，且粒度在1mm<G₃≤3mm和0.088mm≤G₃≤1mm两个级配的含量占碳的重量百分比分别为13％、87％。改质沥青的粒度满足0.088mm≤G₄≤2mm。粘土的粒度满足G₂<0.088mm。复合添加剂的粒度满足G₅<0.088mm。

制备工艺：将上述原料按配方称量，加入搅拌器内搅拌均匀，搅拌时先加镁砂骨料和碳(石油锻后焦和焦炭)、改制沥青(改质中温沥青和改质低温沥青)、粘土搅拌1～2分钟，然后加入镁砂细粉再搅拌5～8分钟，即得转炉或电炉用镁碳质喷补料，并装袋包装。使用时外加水的重量占喷补料16％。

实施例3：

原料：烧结镁砂84公斤、碳(焦炭、煤矸石、电煅精煤分别占30％、30％、40％)9公斤、改质沥青(改质高温沥青和改质低温沥青各半)3公斤、粘土1公斤、复合添加剂(超细石墨粉、电熔镁砂、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、石灰粉各占20％)3公斤。上述烧结镁砂的MgO重量含量为93％。烧结镁砂的粒度满足G₁≤3mm，且粒度在0.088mm≤G₁≤1mm、0.088mm≤G₁≤1mm、G₁<0.088mm三个级配的含量占烧结镁砂的重量百分比分别为42％、21％、37％。碳的粒度满足0.088mm≤G₃≤3mm，且粒度在1mm<G₃≤3mm和0.088mm≤G₃≤1mm两个级配的含量占碳的重量百分比分别为42％、58％。改质沥青的粒度满足0.088mm≤G₄≤2mm。粘土的粒度满足G₂<0.088mm。复合添加剂的粒度满足G₅<0.088mm。

制备工艺：将上述原料按配方称量，加入搅拌器内搅拌均匀，搅拌时先加镁砂骨料和碳(焦炭、煤矸石和电煅精煤)、改制沥青(改质高温沥青和改质低温沥青)、粘土搅拌1～2分钟，然后加入镁砂细粉再搅拌5～8分钟，即得转炉或电炉用镁碳质喷补料，并装袋包装。使用时外加水的重量占喷补料的30％。

实施例4：

原料：烧结镁砂83公斤、碳(石油锻后焦和煤矸石分别占80％、20％)9公斤、改质低温沥青1公斤、粘土3公斤、复合添加剂(超细石墨粉、电熔镁砂、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、石灰粉各占20％)4公斤。上述烧结镁砂MgO重量含量为96％。烧结镁砂的粒度满足G₁≤3mm，且粒度在0.088mm≤G₁≤1mm、0.088mm≤G₁≤1mm、G₁<0.088mm三个级配的含量占烧结镁砂的重量百分比分别为42％、21％、37％。碳的粒度满足0.088mm≤G₃≤3mm，且粒度在1mm<G₃≤3mm和0.088mm≤G₃≤1mm两个级配的含量占碳的重量百分比分别为38％、62％。改质低温沥青的粒度满足0.088mm≤G₄≤2mm。粘土的粒度满足G₂<0.088mm，复合添加剂的粒度满足G₅<0.088mm。

制备工艺：将上述原料按配方称量，加入搅拌器内搅拌均匀，搅拌时先加镁砂骨料和碳(石油锻后焦和煤矸石)、改制低温沥青、粘土搅拌1～2分钟，然后加入镁砂细粉再搅拌5～8分钟，即得转炉或电炉用镁碳质喷补料，并装袋包装。使用时外加水的重量占喷补料的19％。

在30吨转炉耳部部位，采用上述实施例中的喷补料和普通市售喷补料进行了工业性对比试验，试验中涉及的参数及试验结果如表1所示。

表1

 

实施例	加水量(％)	市售喷补料的附着率(％)	本产品的附着率(％)	喷补料的寿命提高(炉)
					1	10	75	80	3
2	16	75	86	5
					3	30	75	85	4
4	19	75	88	7

由表1中上述实施例的试验结果可以得出，本发明的喷补料烧结性能好，附着率从75％提高到80％以上，喷补料形成的喷补层的实际使用次数从使用普通喷补料时的7～8炉提高到十几炉。

Claims (10)

1.一种转炉或电炉用镁碳质喷补料，其特征在于：该喷补料的组份重量百分比为：烧结镁砂75～90％、粘土1～5％、碳5～10％、改质沥青1～5％、复合添加剂0～5％；其中，复合添加剂为超细石墨粉、电熔镁砂、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠和石灰粉中的一种或一种以上的组合。

2.根据权利要求1所述的转炉或电炉用镁碳质喷补料，其特征在于：所述烧结镁砂中MgO的重量含量≥92％。

3.根据权利要求1或2所述的转炉或电炉用镁碳质喷补料，其特征在于：所述烧结镁砂的粒度满足G₁≤3mm。

4.根据权利要求3所述的转炉或电炉用镁碳质喷补料，其特征在于：所述粒度满足G₁≤3mm的烧结镁砂中，按重量百分比，粒度范围在1mm<G₁≤3mm的占40～50％，粒度范围在0.088mm≤G₁≤1mm的占14～27％，粒度范围在G₁<0.088mm的占33～37％。

5.根据权利要求1或2所述的转炉或电炉用镁碳质喷补料，其特征在于：所述粘土的粒度满足G₂<0.088mm。

6.根据权利要求1或2所述的转炉或电炉用镁碳质喷补料，其特征在于：所述碳为焦炭、石油锻后焦、煤矸石、电煅精煤中的两种或两种以上的组合。

7.根据权利要求1或2所述的转炉或电炉用镁碳质喷补料，其特征在于：所述碳的粒度满足0.088mm≤G₃≤3mm。

8.根据权利要求7所述的转炉或电炉用镁碳质喷补料，其特征在于：所述粒度满足0.088mm≤G₃≤3mm的碳中，按重量百分比，粒度范围在1mm<G₃≤3mm的占13～67％，粒度范围在0.088mm≤G₃≤1mm的占33～87％。

9.根据权利要求1或2所述的转炉或电炉用镁碳质喷补料，其特征在于：所述改质沥青为低温改质沥青、中温改质沥青、高温改质沥青中的一种或一种以上的组合，且低温改质沥青、中温改质沥青、高温改质沥青的粒度满足0.088mm≤G₄≤2mm。

10.根据权利要求1或2所述的转炉或电炉用镁碳质喷补料，其特征在于：所述复合添加剂的粒度满足G₅<0.088mm。