CN101550016A

CN101550016A - 一种镁铬碳质涂抹料及其制备方法

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Publication number: CN101550016A
Application number: CNA200910014853XA
Authority: CN
Inventors: 武光君; 鹿洪利; 王学新; 王金洪
Original assignee: Laiwu Iron and Steel Group Co Ltd
Current assignee: Laiwu Iron and Steel Group Co Ltd
Priority date: 2009-04-28
Filing date: 2009-04-28
Publication date: 2009-10-07
Anticipated expiration: 2029-04-28
Also published as: CN101550016B

Abstract

本发明属于非金属材料耐火材料技术领域，涉及一种镁铬碳质涂抹料及其制备方法，以废旧镁碳砖为原料，研制开发的镁铬碳质涂抹料。废旧镁碳砖的配加量达到65％以上，提高了废旧镁碳砖的再循环利用量，降低了镁铬碳质涂抹料的生产成本。可用于连铸中间包工作衬涂抹料和用作RH真空炉下部槽工作衬的修补料。所述成分制造的镁铬碳质涂抹料能承受24小时以上的高温钢水(1550～1650℃)的侵蚀、冲刷，有良好的耐侵蚀性、抗冲刷性和抗氧化性。

Description

一种镁铬碳质涂抹料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种镁铬碳质涂抹料及其制备方法，属于非金属材料耐火材料技术领域。

背景技术

以废旧镁碳砖为原料，研制开发的镁铬碳质涂抹料，用于连铸机中间包工作衬，是废旧镁碳砖循环再利用的重要技术之一。但采用传统的工艺配方制备的镁碳质涂抹料，在生产实践中存在的主要缺陷是：(1)涂抹料抗侵蚀性能差，中间包包衬使用寿命低，如在小方坯、矩形坯等中小型连铸中间包上，最高使用寿命一般在20小时左右；而在板坯、近终型异型坯等大型连铸中间包上，使用寿命一般在16小时左右；(2)传统的废旧镁碳砖再利用技术中的废旧镁碳砖配加量较少，一般在10~30％。随着转炉、连铸高效技术的发展，利用现有的工艺技术制备的镁碳质涂抹料，不能满足生产工艺要求。

CN1060302一种连铸中间包用镁铬质耐火涂料。由55.5-81％(重量)的镁砂，17-25％(重量)的铬铁矿，0.5-5％(重量)的聚合磷酸钠，0.2-3％(重量)的有机酸，1-10％(重量)的耐火粘土，0.3-1.5％(重量)的硼酸盐组成。具有高粘结性和时效固化时间长等优点。施工时可实现干衬涂抹，涂料调成膏状静置4-6小时不固化，干态涂料仓储保存6个月不结块。上述技术的缺陷是，涂抹性能差，固化时间长，延长了连铸中间包工作衬的生产准备时间，不能满足快节奏的高效化连铸生产的需求。

CN1772681公开了一种废镁碳砖的再生利用方法，包括下述加工步骤：a.检选：将回收的废镁碳砖进行分级检选，清除其中的残渣、泥土和其他杂质，并将其中的铝镁碳、铬铝碳化硅等砖挑出；b.均化、破碎：将检选出的废镁碳砖混合均匀，然后将其粉碎为8-20mm之间的颗粒，得到免烧颗粒料；c.除碳：取少量第二步所得颗粒料放入燃烧池内点燃，到火旺时再逐步加入颗粒料，边烧边加，直至池满为止，保持燃烧池内的温度在1350℃-1450℃、燃烧时间为8小时-12小时；d.二次破碎、筛分：将除碳后的颗粒料自然冷却后，再次进行破碎至8mm以下的颗粒，混合均匀后即得到钢包用耐火材料的基本原料。上述技术的缺陷是，对废镁碳砖进行了除碳处理，失去了镁碳质耐火材料原有的抗渣性和抗热震稳定性等优良性能，又增加了处理成本。

发明内容

为解决现有利用废旧镁碳砖为原料生产镁碳质涂抹料的工艺技术缺陷，本发明提供一种以废旧镁碳砖为主原料的镁铬碳质涂抹料的生产工艺配方，用于大型连铸中间包工作衬上，使用寿命达到24小时以上，还可用作RH真空炉下部槽工作衬的修补料，延长RH真空炉下部槽工作衬使用寿命，达到300炉次以上。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种镁铬碳质涂抹料，按重量百分比由下述材料组成：

5～3mm粒度的废旧镁碳砖：18～25％

＜3～1mm粒度的废旧镁碳砖：18～25％；

＜1mm粒度的废旧镁碳砖：30～35％；

小于0.075mm粒度的电熔镁砂细粉：15～22％；

小于0.075mm粒度的铝镁尖晶石：2.5～3.5％；

小于0.047mm粒度的Cr₂O₃微粉：2.5～3.5％；

软质黏土：1.5～2.5％；

小于0.083mm粒度的碳化硅：2～3％；

SiO₂超微粉：1.5～2.5％；

小于0.083mm粒度的的金属硅：1～2％；

小于0.165mm粒度的金属铝：0.01～0.02％；

木质素磺酸钙：0.5～1.0％；

三聚磷酸钠：0.5～0.8％；

防爆纤维：0.05～0.08％。

所述废旧镁碳砖的是钢包工作衬等拆除的废旧镁碳砖。镁碳砖是以氧化镁和碳为主要成分的耐火材料。含氧化镁60％～90％，碳10％～40％。具有优良的抗渣侵蚀性、熔渣渗透性、热震稳定性和导热性。显气孔率为3％～10％。采用高纯镁砂粉粒、碳素材料(包括石墨)和焦油沥青或树脂等为原料，经配料、热混、成型后，再经300℃左右或1000℃以上焙烧而成。主要用于炼钢氧化转炉的炉衬、出钢口，高功率电炉炉墙热点部位，以及炉外精炼炉内衬、盛钢桶渣线部位等。

所述电熔镁砂为MgO含量百分比为97％(重量比)的一级电熔镁砂。所述铝镁尖晶石为MgO含量百分比为41.6％(重量比)、AI₂O₃含量百分比为56.5％(重量比)的烧结尖晶石。所述碳化硅，俗称金刚砂，SiC含量百分比≥94％(重量比)。所述SiO₂超微粉，俗称硅灰，是生产金属硅或硅铁合金的副产品；硅灰中SiO₂含量≥92％(重量比)，粒度全部小于5μm，且粒度小于2μm的占80～85％。

所述防爆纤维由聚丙烯纤维经改性制成，其具有分散性好、无烧结、无并丝、残留少、使用效果佳等特点，是各种不定型耐火材料上佳的防爆裂添加剂，特别是高强快干不定型耐火材料。长度L＝6mm，相量直径D＝0.048mm，熔点165～175℃。

优选的，一种镁铬碳质涂抹料，按重量百分比由下述材料组成：

5～3mm粒度的废旧镁碳砖20％，＜3～1mm粒度的废旧镁碳砖20％，＜1～0mm废旧镁碳砖30％，小于0.075mm粒度的电熔镁砂细粉16％，小于0.075mm粒度的铝镁尖晶石3.0％，小于0.047mm粒度的Cr₂O₃微粉2.5％，软质黏土2.0％，小于0.083mm粒度的碳化硅2.5％，SiO₂超微粉2.0％，小于0.083mm粒度的的金属硅1.35％，小于0.165mm粒度的金属铝0.01％，木质素磺酸钙0.09％，三聚磷酸钠0.5％，防爆纤维0.05％，均为重量百分比。

在试验中，我们意外地发现，废旧镁碳砖的临界粒度(临界粒度即最大粒度，传统的中间包涂抹料工艺配方中临界粒度是3mm，而本配方中临界粒度是5mm)以及各种粒度的比例对镁铬碳质涂抹料的耐侵蚀性和抗冲刷性都有很大影响，经过大量的试验，我们找到了最大临界粒度及各种粒度的废旧镁碳砖的最佳比例，以及其他成分的最佳配比，以本发明所述成分制造的镁铬碳质涂抹料能承受24小时以上的高温钢水(1550～1650℃)的侵蚀、冲刷，有良好的耐侵蚀性、抗冲刷性和抗氧化性。废旧镁碳砖配加量达到70％。

本发明还提供所述的镁铬碳质涂抹料的的制备方法，将所述的物料按所述的配比称量后，加入混料机内搅匀，干搅2～3分钟后，加入占物料总重12～15％的水，搅拌4～6分钟，搅拌均匀后，即可使用。

优选的，所述的废旧镁碳砖的制备方法，包括下列步骤：

1)清理：将废旧镁碳砖表面残留的残钢、钢渣连同变质层一同清理掉，然后用压缩空气吹扫清理废旧镁碳砖表面沾有的杂质；

2)把清理好的废旧镁碳砖通过皮带输送到颚式破机进行粗破，粗破后的颗粒通过皮带再输送到对辊机进行细破，在输送带的末端加上磁辊，对废旧镁碳砖废砖颗粒进行初次磁选；

3)对辊机细破、初次磁选后的废旧镁碳砖，再通过输送带输送到振动筛进行筛分，同样在输送带的末端加上磁辊，对废旧镁碳砖进行第二次磁选；

4)振动筛把废砖颗粒按粒度分级；0～1mm、1～3mm、3～5mm的颗粒分别进入配料仓；

5)大于5mm的颗粒回到颚破机的下料口，重复上述步骤2)、3)、4)进行重新破碎、磁选、筛分。

废旧镁碳砖表面沾有的杂质主要是粉尘等。

优选的，步骤1)中的清理，使用一头为锤子、一头为锥子的专用工具。

本发明还提供所述的镁铬碳质涂抹料应用，用于连铸中间包工作衬涂抹料。

本发明还提供所述的镁铬碳质涂抹料应用，用作RH真空炉下部槽工作衬的修补料。

本发明适用于各类连铸中间包工作衬，优于以电熔镁砂为主原料配制而成的镁质涂抹料，优于其他配加废旧镁碳砖制备的镁碳质涂抹料，使用寿命在24小时以上，由此降低了连铸中间包的耐材消耗和中间包注余。本发明还可用作RH真空炉下部槽工作衬的修补料，优化修砌工艺，延长RH真空炉下部槽工作衬使用寿命，达到300炉次以上。

本发明所述的镁铬碳质涂抹料，具有以下优点：

1)采用的废旧镁碳砖的临界粒度为5mm，提高了抗侵蚀、冲刷性能，能承受24小时以上的高温钢水(1550～1650℃)的侵蚀、冲刷，有良好的耐侵蚀性、抗冲刷性和抗氧化性；

2)废旧镁碳砖的配加量达到65％上，提高了废旧镁碳砖的再循环利用量，降低了镁铬碳质涂抹料的生产成本；

3)采用碳化硅、金属硅、金属铝复合抗氧化剂，解决了废旧镁碳砖颗粒表面疏松，镁碳质涂抹料抗剥落性、抗氧化性能差的缺陷，抗侵蚀、冲刷性能优于以电熔镁砂为主原料配制而成的镁质涂抹料，用于大型连铸中间包工作衬，比以电熔镁砂为主原料配制而成的镁质涂抹料使用寿命，提高8小时以上；

4)本发明制作的镁铬碳质涂抹料，还可用作RH真空炉下部槽工作衬的修补料，优化修砌工艺，延长RH真空炉下部槽工作衬使用寿命，达到300炉次以上。

5)本发明属废旧耐火材料的循环再利用技术，具有显著的经济和社会效益。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但不限于此。

实施例1：

一种镁铬碳质涂抹料，按重量百分比由下述材料组成：

5～3mm粒度的废旧镁碳砖20％，＜3～1mm粒度的废旧镁碳砖20％，＜1～0mm废旧镁碳砖30％，小于0.075mm粒度的电熔镁砂细粉16％，小于0.075mm粒度的铝镁尖晶石3.0％，小于0.047mm粒度的Cr₂O₃微粉2.5％，软质黏土2.0％，小于0.083mm粒度的碳化硅2.5％，SiO₂超微粉2.0％，小于0.083mm粒度的的金属硅1.35％，小于0.165mm粒度的金属铝0.01％，木质素磺酸钙0.09％，三聚磷酸钠0.5％，防爆纤维0.05％，均为重量百分比。废旧镁碳砖配加量达到70％。

所述废旧镁碳砖为拆除的炼钢厂LF精炼钢包工作衬渣线用牌号为MT-14A的废镁碳砖，其制备方法和步骤是：

1)使用一头为锤子、一头为锥子的专用工具，清理废旧镁碳砖表面残留的残钢、钢渣等，同时把变质层一同清理掉，然后用压缩空气吹扫清理表面沾有的粉尘等。

2)把清理好的废旧镁碳砖通过皮带输送到颚式破机进行粗破，粗破后的颗粒通过皮带再输送到对辊机进行细破，在输送带的末端加上磁辊，对废旧镁碳砖废砖颗粒进行初次磁选。

3)对辊机细破、初次磁选后的废旧镁碳砖，再通过输送带输送到振动筛进行筛分，同样在输送带的末端加上磁辊，对废旧镁碳砖进行第二次磁选。

4)振动筛把废砖颗粒分成所需的颗粒(0～1mm，1～3mm，3～5mm)，分别进入配料仓，大于5mm的颗粒回到颚破机的下料口，按照上述步骤2)、3)、4)进行重新破碎、磁选、筛分。

将上述物料按所述的配比称量后，加入混料机内搅匀，干搅2分钟后，加入物料总重12％的水，搅拌4分钟，搅拌均匀后，即可使用。

本发明在莱芜钢铁集团银山型钢有限公司炼钢厂2#、3#板坯连铸机中间包工作衬和130tRH真空炉下部槽工作衬上成功试用。

2004年7月，在2#板坯连铸机中间包工作衬上，采用以电熔镁砂为主原料配制而成的镁质涂抹料，使用寿命最高为16小时；采用临界粒度为3mm及各种粒度的废旧镁碳砖及其他成分制备而成的镁铬碳质涂抹料，做高使用寿命达到20小时；采用本发明制备的镁铬碳质涂抹料，使用寿命达到24小时以上，最高达到28小时45分，由此降低了连铸中间包的耐材消耗和中间包注余。

2008年6月，用作130tRH真空炉下部槽工作衬的修补料，优化了修砌工艺，延了长RH真空炉下部槽工作衬使用寿命，由由161炉次提高到300炉次以上，由此降低了RH真空炉下部槽工作衬的耐材消耗。

本发明适用于各类连铸中间包工作衬，优于以电熔镁砂为主原料配制而成的镁质涂抹料，优于其他配加废旧镁碳砖制备的镁碳质涂抹料。在同等工艺条件下，使用寿命在24小时以上，由此降低了连铸中间包的耐材消耗和中间包注余。本发明还可用作RH真空炉下部槽工作衬的修补料，优化修砌工艺，延长RH真空炉下部槽工作衬使用寿命，达到300炉次以上。

实施例2：

一种镁铬碳质涂抹料，按重量百分比由下述材料组成：

5～3mm粒度的废旧镁碳砖19％，＜3～1mm粒度的废旧镁碳砖21％，＜1～0mm废旧镁碳砖32％，小于0.075mm粒度的电熔镁砂细粉16％，小于0.075mm粒度的铝镁尖晶石2.5％，小于0.047mm粒度的Cr₂O₃微粉2.5％，软质黏土1.5％，小于0.083mm粒度的碳化硅2.0％，SiO₂超微粉1.5％，小于0.083mm粒度的的金属硅1.35％，小于0.165mm粒度的金属铝0.02％，木质素磺酸钙0.08％，三聚磷酸钠0.5％，防爆纤维0.05％，均为重量百分比。废旧镁碳砖配加量达到72％。

其他同实施例1。

Claims

1.一种镁铬碳质涂抹料，按重量百分比由下述材料组成：

5～3mm粒度的废旧镁碳砖：18～25％

＜3～1mm粒度的废旧镁碳砖：18～25％；

＜1mm粒度的废旧镁碳砖：30～35％；

小于0.075mm粒度的电熔镁砂细粉：15～22％；

小于0.075mm粒度的铝镁尖晶石：2.5～3.5％；

小于0.047mm粒度的Cr₂O₃微粉：2.5～3.5％；

软质黏土：1.5～2.5％；

小于0.083mm粒度的碳化硅：2～3％；

SiO₂超微粉：1.5～2.5％；

小于0.083mm粒度的的金属硅：1～2％；

小于0.165mm粒度的金属铝：0.01～0.02％；

木质素磺酸钙：0.5～1.0％；

三聚磷酸钠：0.5～0.8％；

防爆纤维：0.05～0.08％。

2.如权利要求1所述的镁铬碳质涂抹料，其特征是，所述废旧镁碳砖的是钢包工作衬等拆除的废旧镁碳砖；所述电熔镁砂为MgO含量百分比97％的一级电熔镁砂。

3.如权利要求1所述的镁铬碳质涂抹料，其特征是，所述铝镁尖晶石为MgO含量百分比为41.6％、AI₂O₃含量百分比为56.5％的烧结尖晶石。

4.如权利要求1所述的镁铬碳质涂抹料，其特征是，所述镁铬碳质涂抹料，按重量百分比由下述材料组成：

5.如权利要求1所述的镁铬碳质涂抹料的的制备方法，将所述的物料按所述的配比称量后，加入混料机内搅匀，干搅2～3分钟后，加入占物料总重12～15％的水，搅拌4～6分钟，搅拌均匀后，即可使用。

6.如权利要求5所述的镁铬碳质涂抹料的的制备方法，所述的废旧镁碳砖的制备方法包括下列步骤：

7.如权利要求6所述的镁铬碳质涂抹料的的制备方法，其特征是，步骤1)中的清理，使用一头为锤子、一头为锥子的专用工具。

8.如权利要求1所述的镁铬碳质涂抹料应用，用于连铸中间包工作衬涂抹料。

9.如权利要求1所述的镁铬碳质涂抹料应用，用作RH真空炉下部槽工作衬的修补料。