CN101580398A - 钢包沿浇注料及钢包沿制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种钢包沿浇注料及利用该浇注料制备钢包沿的方法。该浇注料含粒度1～8mm钢包衬废料60～82％、0.044～1mm高铝矾土10～20％、二氧化硅超细粉(≤0.02μm)2～10％、0.044～0.088mm氧化镁细粉5～10％、多聚磷酸钠0.01～1％。以上述浇注料制备钢包沿包括钢包衬废料拣选、破碎、混匀加水搅拌、浇注、养护烘烤等步骤。本发明回收利用废旧钢包浇注料，既能显著降低耐火材料生产成本及炼钢成本，提高经济效益，而且还具有环保节能的社会意义；以该浇注料制备成的钢包沿不仅具有良好的高温体积稳定性，而且具有足够的常、中、高温强度，耐渣蚀冲刷能力强，可以满足钢包正常运转的需要。

Description

钢包沿浇注料及钢包沿制备方法

技术领域

本发明涉及耐火材料领域，尤其涉及一种钢包沿浇注料及利用该浇注料制备钢包沿的方法。

背景技术

随着连铸和炉外精炼技术的发展，部分精炼过程从炼钢炉转移到钢包中进行。钢包不仅是储存钢液的高温容器，还要在真空中进行钢液精炼，成为具有特色的冶金设备。为提高钢包寿命，降低耐材消耗，钢包用耐材已从定形向不定形耐材为主演变，并向全不定形化发展。从经济、省力、环境等方面考虑，浇注施工成为钢包施工的有效方法，浇注施工的种种优点也促进了钢包用浇注料的发展。我国20世纪80年代初开发了水玻璃结合的铝镁浇注料，而后开发了第二代无水玻璃的铝镁浇注料，但仍不能满足钢水温度上升及连铸钢包包衬的要求，之后又开展了尖晶石质浇注料的开发，如矾土尖晶石浇注料、镁铝尖晶石质浇注料、铝尖晶石浇注料等。多年的应用实践表明，钢包最经济的使用方法是根据各部位不同的使用要求，合理进行材料的匹配，使钢包各部位的寿命同步，减少修补次数。目前钢包材料寿命的“瓶颈”一般是上下渣线、包底冲击区以及透气砖、座砖等功能材料。钢包在使用过程中，钢包罐沿部位一般不接触钢水(渣)，但有时因出钢量发生波动，出钢量多时钢水又直接接触罐沿部位。因此要求该部位的耐火材料具有良好的中、高温强度，并具有一定的抵抗钢水、熔渣侵蚀的能力。

目前，我国耐火材料的年消耗量在900万t以上，用后废弃的耐火材料在400万t以上。这些被作为垃圾废弃的耐火材料不但数量巨大，而且极难处理，只有少量得到再利用，大部分无法处理的废料堆积厂内外，对这些废料的典型处理方式是掩埋或降级使用。不但企业需要买地堆积或掩埋这些日益增多的废料，增加生产成本，而且造成了可用资源的极大浪费和环境污染，也给环境保护增加了巨大压力。目前对耐火材料废料的再利用研究主要是将其作为辅助原料降级使用，以很小的比例掺入到耐火制品、水泥、陶瓷或玻璃等产品里，而且是以降低产品质量为代价的，因此对耐火材料废料经济有效的再利用研究是一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种以废弃的钢包内衬料为主要原料而制成的钢包沿浇注料，以此料浇注的钢包沿具有良好的中、高温强度，并具有一定的抵抗钢水、熔渣侵蚀的能力。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种用钢包沿浇注料，所述浇注料含有如下原料成分：

原料                粒度分布        重量百分比

钢包衬废料          1～8mm          60～82％

高铝矾土            0.044～1mm      10～20％

二氧化硅超细粉      ≤0.02μm       2～10％

氧化镁细粉          0.044～0.088mm  5～10％

多聚磷酸钠                          0.01～1％

所述浇注料含有如下原料成分：

原料                粒度分布        重量百分比

钢包衬废料          1～8mm          60～82％

高铝矾土            0.044～0.2mm    4～8％

高铝矾土            0.2～1mm        6～12％

二氧化硅超细粉      ≤0.02μm       2～10％

氧化镁细粉          0.044～0.088mm  5～10％

多聚磷酸钠                          0.01～1％

所述浇注料含有如下原料成分：

原料                粒度分布        重量百分比

钢包衬废料          1～8mm          60～70％

高铝矾土            0.044～0.2mm    6～8％

高铝矾土            0.2～1mm        9～12％

二氧化硅超细粉      ≤0.02μm       6～10％

氧化镁细粉          0.044～0.088mm  7～10％

多聚磷酸钠                          0.1～1％

所述浇注料含有如下原料成分：

原料粒度分布重量百分比

钢包衬废料          1～8mm          70～82％

高铝矾土            0.044～0.2mm    4～6％

高铝矾土            0.2～1mm        6～9％

二氧化硅超细粉      ≤0.02μm       2～7％

氧化镁细粉          0.044～0.088mm  5～7％

多聚磷酸钠                          0.01～1％

所述钢包衬废料为铝镁质浇注料。

上述铝镁质浇注料是由下述原料制成：以重量百分比计，粒度0.088～8mm的高铝矾土65～90％，高纯ρ-氧化铝微粉1～10％，二氧化硅超细粉1～10％，六偏磷酸钠或/和三偏磷酸钠0.01～0.3％，1～0.044mm氧化镁细粉3～15％。

所述多聚磷酸钠为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠中的至少一种。

一种利用上述钢包沿浇注料制备钢包沿的方法，包括以下步骤：

1)对回收钢包衬废料进行人工拣选，剔除粘附的钢渣和变质部分；

2)用人工或鄂式破碎机把拣选后的料块破碎成粒度1～8mm的颗粒料；

3)按权利要求1所述的配比例将钢包衬废料、高铝矾土、二氧化硅超细粉、氧化镁细粉、多聚磷酸钠混合后置入强制式搅拌机进行混练，先干混2～5分钟，再按总原料重量的5～8％加水搅拌混匀(在保证浇注料和易性的条件下，尽量减少用水量；当加水量过大时，加热后水分挥发逸出，留下的空隙增多，结构疏松，导致浇注料施工体强度下降，耐磨性变差)；

4)将搅拌好的浇注料注入钢包沿模具中，边加料边振动，使浇注料均匀填充整个模具，加完料后再振动至无大量气泡排出时为止；

5)常温静置4～8小时以后脱模，烘烤24～48小时后即成。

本发明具有积极有益的效果：

1.节能环保效益回收利用用后钢包浇注料不但减少了部分工业废弃物的对环境的污染，有利于环境的保护，实现了能源资源的二次利用，还可降低了高铝矾土矿物的消耗量，节约矿物资源；

2.经济效益用后钢包浇注料是廉价的再生资源，循环利用此类资源可显著降低耐火材料生产成本及炼钢成本，能显著提高企业的经济效益，应用本发明，可把一个钢包产生的钢包衬废料的80％回收用于该钢包的砌筑。

3.以本发明浇注料浇注成的钢包沿，不仅具有良好的高温体积稳定性，而且具有足够的常、中、高温强度，耐渣蚀冲刷能力强，可以满足钢包正常运转的需要，有关技术指标见表1。

表1本发明的钢包沿浇注料的主要技术性能指标

具体实施方式

实施例1一种用钢包沿浇注料，由如下原料成分组成(以重量百分比计，下同)：

粒度1～8mm铝镁质钢包衬废料70％、0.044～0.2mm高铝矾土(Al₂O₃≥70％)7％、0.2～1mm高铝矾土8％、二氧化硅超细粉(≤0.02μm)6％、0.044～0.088mm氧化镁细粉8.9％、三聚磷酸钠0.1％。上述铝镁质钢包衬废料原由下述原料制成：粒度0.088～8mm的高铝矾土75％，高纯ρ-氧化铝微粉7％，二氧化硅超细粉8％，六偏磷酸钠或/和三偏磷酸钠0.2％，1～0.044mm氧化镁细粉9.8％。

利用上述钢包沿浇注料制备钢包沿的方法，步骤如下：

1)对回收钢包衬废料进行人工拣选，剔除粘附的钢渣和变质部分；

2)用人工或鄂式破碎机把拣选后的料块破碎成粒度1～8mm的颗粒料；

3)按权利要求1所述的配比例将钢包衬废料、高铝矾土、二氧化硅超细粉、氧化镁细粉、多聚磷酸钠混合后置入强制式搅拌机进行混练，先干混4～5分钟，再按总原料重量的6％加水搅拌混匀；

4)将搅拌好的浇注料注入钢包沿模具中，边加料边振动，使浇注料均匀填充整个模具，加完料后再振动至无大量气泡排出时为止；

5)常温下静置8小时以后脱模，烘烤48小时后即成(烘烤初期的升温速度应缓慢，通过调节烘烤器的煤气量及空气量调整烘烤温度，以便使烘烤产生的温度梯度控制在合理的范围内)，其性能指标见表1，下同。

实施例2一种用钢包沿浇注料，由如下原料成分组成：

粒度1～8mm铝镁质钢包衬废料60％、0.044～0.2mm高铝矾土8％、0.2～1mm高铝矾土12％、二氧化硅超细粉(≤0.02μm)10％、0.044～0.088mm氧化镁细粉9.98％、三聚磷酸钠0.02％。上述铝镁质钢包衬废料原由下述原料制成：粒度0.088～8mm的高铝矾土90％，高纯ρ-氧化铝微粉3％，二氧化硅超细粉3.9％，六偏磷酸钠或/和三偏磷酸钠0.1％，1～0.044mm氧化镁细粉3％。

利用上述钢包沿浇注料制备钢包沿的方法与实施例1相同。

实施例3一种用钢包沿浇注料，由如下原料成分组成：

粒度1～8mm铝镁质钢包衬废料82％、0.044～0.2mm高铝矾土4％、0.2～1mm高铝矾土6％、二氧化硅超细粉(≤0.02μm)2％、0.044～0.088mm氧化镁细粉5％、六聚磷酸钠0.5％、三聚磷酸钠0.5％。上述铝镁质钢包衬废料原由下述原料制成：粒度0.088～8mm的高铝矾土65％，高纯ρ-氧化铝微粉10％，二氧化硅超细粉10％，六偏磷酸钠或/和三偏磷酸钠0.3％，1～0.044mm氧化镁细粉14.7％。

利用上述钢包沿浇注料制备钢包沿的方法与实施例1基本相同。

实施例4一种用钢包沿浇注料，由如下原料成分组成：

粒度1～8mm铝镁质钢包衬废料65％、0.044～0.2mm高铝矾土6％、0.2～1mm高铝矾土6％、二氧化硅超细粉(≤0.02μm)4.95％、0.044～0.088mm氧化镁细粉8％、三聚磷酸钠0.05％。上述铝镁质钢包衬废料原由下述原料制成：粒度0.088～8mm的高铝矾土70％，高纯ρ-氧化铝微粉9％，二氧化硅超细粉9％，六偏磷酸钠或/和三偏磷酸钠0.01％，1～0.044mm氧化镁细粉11.99％。

利用上述钢包沿浇注料制备钢包沿的方法与实施例1基本相同。

实施例5一种用钢包沿浇注料，由如下原料成分组成：

粒度1～8mm铝镁质钢包衬废料75％、0.044～0.2mm高铝矾土4％、0.2～1mm高铝矾土6％、二氧化硅超细粉(≤0.02μm)9.92％、0.044～0.088mm氧化镁细粉5％、三聚磷酸钠0.08％。上述铝镁质钢包衬废料原由下述原料制成：粒度0.088～8mm的高铝矾土80％，高纯ρ-氧化铝微粉5％，二氧化硅超细粉2.8％，六偏磷酸钠或/和三偏磷酸钠0.2％，1～0.044mm氧化镁细粉12％。

利用上述钢包沿浇注料制备钢包沿的方法与实施例1基本相同。

实施例6一种用钢包沿浇注料，由如下原料成分组成：

粒度1～8mm铝镁质钢包衬废料80％、0.044～0.2mm高铝矾土4％、0.2～1mm高铝矾土6％、二氧化硅超细粉(≤0.02μm)3.97％、0.044～0.088mm氧化镁细粉6％、三聚磷酸钠0.03％。上述铝镁质钢包衬废料原由下述原料制成：粒度0.088～8mm的高铝矾土65～90％，高纯ρ-氧化铝微粉1～10％，二氧化硅超细粉1～10％，六偏磷酸钠或/和三偏磷酸钠0.01～0.3％，1～0.044mm氧化镁细粉3～15％。

利用上述钢包沿浇注料制备钢包沿的方法与实施例1基本相同。

实施例7一种用钢包沿浇注料，由如下原料成分组成：

粒度1～8mm铝镁质钢包衬废料62％、0.044～0.2mm高铝矾土8％、0.2～1mm高铝矾土11％、二氧化硅超细粉(≤0.02μm)9％、0.044～0.088mm氧化镁细粉9％、三聚磷酸钠1％。上述铝镁质钢包衬废料原由下述原料制成：粒度0.088～8mm的高铝矾土88％，高纯ρ-氧化铝微粉2％，二氧化硅超细粉3.8％，六偏磷酸钠或/和三偏磷酸钠0.2％，1～0.044mm氧化镁细粉6％。

利用上述钢包沿浇注料制备钢包沿的方法与实施例1基本相同。

实施例8一种用钢包沿浇注料，由如下原料成分组成：

粒度1～8mm铝镁质钢包衬废料78％、0.044～0.2mm高铝矾土5％、0.2～1mm高铝矾土7％、二氧化硅超细粉(≤0.02μm)3.97％、0.044～0.088mm氧化镁细粉6％、三聚磷酸钠0.03％。上述铝镁质钢包衬废料原由下述原料制成：粒度0.088～8mm的高铝矾土78％，高纯ρ-氧化铝微粉3％，二氧化硅超细粉7％，六偏磷酸钠或/和三偏磷酸钠0.05％，1～0.044mm氧化镁细粉11.95％。

利用上述钢包沿浇注料制备钢包沿的方法与实施例1基本相同。

实施例9一种用钢包沿浇注料，由如下原料成分：

粒度1～8mm铝镁质钢包衬废料68％、0.044～0.2mm高铝矾土7％、0.2～1mm高铝矾土10％、二氧化硅超细粉(≤0.02μm)7.5％、0.044～0.088mm氧化镁细粉7％、三聚磷酸钠0.5％。

利用上述钢包沿浇注料制备钢包沿的方法与实施例1基本相同。

实施例10一种用钢包沿浇注料，由如下原料成分：

粒度1～8mm铝镁质钢包衬废料72％、0.044～0.2mm高铝矾土6％、0.2～1mm高铝矾土12％、二氧化硅超细粉(≤0.02μm)4％、0.044～0.088mm氧化镁细粉5.96％、三聚磷酸钠0.04％。上述铝镁质钢包衬废料原由下述原料制成：粒度0.088～8mm的高铝矾土89％，高纯ρ-氧化铝微粉1％，二氧化硅超细粉5.8％，六偏磷酸钠或/和三偏磷酸钠0.2％，1～0.044mm氧化镁细粉4％。

利用上述钢包沿浇注料制备钢包沿的方法与实施例1基本相同。

实施例11一种用钢包沿浇注料，由如下原料成分组成：

粒度1～8mm铝镁质钢包衬废料66％、0.044～1mm高铝矾土14％、二氧化硅超细粉(≤0.02μm)9.9％、0.044～0.088mm氧化镁细粉10％、三聚磷酸钠0.1％。上述铝镁质钢包衬废料原由下述原料制成：粒度0.088～8mm的高铝矾土67％，高纯ρ-氧化铝微粉9％，二氧化硅超细粉8％，六偏磷酸钠或/和三偏磷酸钠0.04％，1～0.044mm氧化镁细粉12.96％。

利用上述钢包沿浇注料制备钢包沿的方法与实施例1基本相同。

实施例12一种用钢包沿浇注料，由如下原料成分组成：

粒度1～8mm铝镁质钢包衬废料81％、0.044～1mm高铝矾土9％、二氧化硅超细粉(≤0.02μm)3.1％、0.044～0.088mm氧化镁细粉6％、三聚磷酸钠0.9％。

利用上述钢包沿浇注料制备钢包沿的方法与实施例1基本相同。

Claims (7)

1.一种用钢包沿浇注料，其特征在于，所述浇注料含有如下原料成分：

原料            粒度分布        重量百分比

钢包衬废料      1～8mm          60～82％

高铝矾土        0.044～1mm      10～20％

二氧化硅超细粉  ≤0.02μm       2～10％

氧化镁细粉      0.044～0.088mm  5～10％

多聚磷酸钠                      0.01～1％

2.根据权利要求1所述的钢包沿浇注料，其特征在于，所述浇注料含有如下原料成分：

原料            粒度分布        重量百分比

钢包衬废料      1～8mm          60～82％

高铝矾土        0.044～0.2mm    4～8％

高铝矾土        0.2～1mm        6～12％

二氧化硅超细粉  ≤0.02μm       2～10％

氧化镁细粉      0.044～0.088mm  5～10％

多聚磷酸钠      0.01～1％

3.根据权利要求1所述的钢包沿浇注料，其特征在于，所述浇注料含有如下原料成分：

原料            粒度分布        重量百分比

钢包衬废料      1～8mm          60～70％

高铝矾土        0.044～0.2mm    6～8％

高铝矾土        0.2～1mm        9～12％

二氧化硅超细粉  ≤0.02μm       6～10％

氧化镁细粉      0.044～0.088mm  7～10％

多聚磷酸钠                      0.1～1％

4.根据权利要求1所述的钢包沿浇注料，其特征在于，所述浇注料含有如下原料成分：

原料            粒度分布        重量百分比

钢包衬废料      1～8mm          70～82％

高铝矾土        0.044～0.2mm    4～6％

高铝矾土        0.2～1mm        6～9％

二氧化硅超细粉  ≤0.02μm       2～7％

氧化镁细粉      0.044～0.088mm  5～7％

多聚磷酸钠      0.01～1％

5.根据权利要求1～4任意一项权利要求所述的钢包沿浇注料，其特征在于，所述钢包衬废料为铝镁质浇注料。

6.根据权利要求1～4任意一项权利要求所述的钢包沿浇注料，其特征在于，所述多聚磷酸钠为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠中的至少一种。

7.一种利用权利要求1所述的钢包沿浇注料制备钢包沿的方法，包括以下步骤：

1)对回收钢包衬废料进行人工拣选，剔除粘附的钢渣和变质部分；

2)用人工或鄂式破碎机把拣选后的料块破碎成1～8mm的颗粒料；

3)按权利要求1所述的原料配比例将钢包衬废料、高铝矾土、二氧化硅超细粉、氧化镁细粉、多聚磷酸钠混合后置入强制式搅拌机进行混练，先干混2～5分钟，再按总原料重量的5～8％加水搅拌混匀；

4)将搅拌好的浇注料注入钢包沿模具中，边加料边振动，使浇注料均匀填充整个模具，加完料后再振动至无大量气泡排出时为止；

5)常温静置4～8小时以后脱模，烘烤24～48小时后即成。