CN101863671B - 转炉防粘渣喷补料 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种转炉防粘渣喷补料，包括以下重量百分比的原料组分：镁碳耐火材料废砖再生骨料35～45％，烧结镁砂5～16％，电熔镁砂18～25％，碳化硅5～8％，石墨8～13％，矾土水泥1～3％，硅微粉1～3％，α-Al2O3微粉1～3％，六偏磷酸钠3～4％；在上述原料的基础上，外加木质磺酸钙0.2～0.4％，聚丙烯纤维0.05～0.15％；所述的镁碳耐火材料废砖再生骨料分为两种粒度，且两种粒度的重量百分比分别是：3～1mm的为30～40％、1～0.15mm的为60～70％；烧结镁砂粒度为1～0.15mm；所述的电熔镁砂分为两种粒度，且两种粒度的重量百分比分别是：180目的为40～60％、325目的为40～60％；所述的碳化硅粒度为180目。
Description
技术领域
本发明涉及一种转炉防粘渣喷补料，具体地说是一种防止转炉粘渣的防粘渣喷补料。
背景技术
在转炉冶炼过程中，经常发生喷溅溢钢现象，造成炉口、水箱粘渣。由于粘渣的存在，在摇炉拉碳或放钢时，炉口、水箱和水冷烟罩会发生碰撞摩擦，使得炉口、水箱和水冷烟罩漏水现象时有发生，直接影响生产的顺利进行。目前，对于转炉粘渣一般采用人工清理的办法进行处理。由于粘渣结合强度大和炉前恶劣的操作环境，造成清渣效率低、清理不干净、操作十分艰难，既影响了转炉生产作业率，又易造成炉口机械破损、水箱脱落等设备事故，甚至危及人身安全。针对上述问题，中国专利“氧枪及冶金窑炉用隔渣脱渣剂，公开号CN1289740A”提供了一种原料来源广泛、价格低廉、粘渣易剥落、氧枪使用寿命长的氧枪及冶金窑炉用隔渣脱渣剂，其原料重量百分比及粒度为：低钙铝酸盐水泥15～25％、石墨粉：2.0～2.6％、石墨纤维8.0～9.0％、沥青粉：1.9～2.1％、碳化硅：2.5～2.9％、刚玉粉：13～17％、叶腊石粉：12～18％、高铝矾土粉：26～6％、滑石粉：0.85～1.15％、硼砂粉：0.45～0.55％，上述原料的粒度除碳化硅＜0.044毫米外，其余的粒度均为0.02～0.09毫米，水玻璃按上述总重量的40～50％的比例在使用时进行调配。其各种主要原料的作用为：低钙铝酸盐水泥的主要作用是促进隔渣脱渣剂的凝结，增加其强度；石墨粉、石墨纤维及沥青粉的共同作用是在高温条件下提高炭化能力，增强脱渣剂的抗侵蚀性；碳化硅的主要作用是增强脱氧剂的致密度及抗高温强度，使其经久耐用；高铝矾土粉的主要作用是使制品耐高温、耐冲刷、耐腐蚀，坚固耐用；叶腊石粉的主要作用是在高温条件下使制品具有良好的抗热震性和优良的抗渣蚀性；水玻璃主要是起结合剂的作用；其余原料为添加剂，其作用是在高温下增强耐侵蚀性、耐剥落性和抗渣性。其调配工艺为：上述原料除水玻璃外，其余原料组分均在各自的重量百分比范围内取值进行干式调配，在使用时再将水玻璃按已调配好料总重量的40～50％范围内取值进行调配，这时，调配好的隔渣脱渣剂为浆糊状。其施工工艺为：先对被涂基体进行清理，清除其表面灰尘、锈斑等，然后采用机器或人工的方法将隔渣脱渣剂涂于基体表面，其厚度要求3～5毫米，自然干燥时间不小于24小时后再用。该发明的优点在于利用隔渣脱渣剂在高温状态下迅速硬化、继而其体积逐渐膨胀的特点，对氧枪起着耐温隔渣作用，使其使用寿命大幅延长。当氧枪出炉后，因为循环水的速冷作用使其迅速收缩，而隔渣脱渣剂则由于收缩量小且速度慢，使在粘渣厚度较薄之处自行开裂脱落。当将隔渣脱渣剂涂于冶金炉内壁、钢水通道等处时，则起着耐温隔渣的作用，使其检修时剥渣快，使检修时间缩短。此外，“转炉高温涂料分析方法研究，《柳钢科技》，2006(3)”报道了三种市售转炉防粘渣涂料的化学成分，主要有Al2O3、SiO2、ZrO2、P2O5等，随MgO含量由高到低的变化，涂料PH值由中性变化为酸性，即涂料为水基磷酸盐结合的浆料。由此可见，上述涂料均为浆料形式，由于高温过程浆料中液体成分迅速蒸发，导致喷涂层收缩龟裂以及排气崩裂，因而喷涂层厚度较薄，一般为数毫米厚，对于熔渣飞溅频繁出现的转炉，导致喷涂层粘渣隔离不彻底，影响了涂料的防粘渣效果；此外，水溶性水玻璃或磷酸盐结合剂，并易形成低熔点物质，导致涂层自身及其与喷涂面、粘渣物结合强度大，增大了粘渣物消理的难度。针对上述浆料形式涂料存在的不足，中国专利“脱硫铁水罐防粘渣喷补料，专利号：ZL200710051983.1”提供了一种以含碳耐火废砖为主要原材料的半干法防粘渣喷补料，其原料组成及重量百分比为：它由以下重量百分比的原料组成：含碳耐火材料废砖再生骨料70～90％，矾土水泥4～8％，硅酸盐水泥1～3％，硅微粉1～3％，粘上2～13％，土状石墨0～5％，无机短纤维0.5～3％，磷酸盐0.1～0.5％，由于防粘渣喷涂层厚度大，粘渣隔离彻底，因而在脱硫铁水罐易粘渣的罐嘴、罐沿及罐内渣线部位取得了优良的应用效果，但脱硫铁水罐实际工作温度较低，罐嘴、罐沿及罐内渣线部位的实际工作温度更低，因而，对于冶炼温度高的转炉，由于上述脱硫铁水罐防粘渣喷补料专利中对主要原材料的含碳耐火材料废砖未加以限定，非镁碳废砖与转炉镁碳砖工作衬喷涂面之间因材质成分的不同，易与转炉喷涂面材料形成新的物相，并在废砖再生料杂质的作用下，易形成低熔点物质，促进了喷涂层自身及其与喷涂面、粘渣物之间的烧结，导致喷涂层自身及其与喷涂面、粘渣物结合强度大，粘渣物清理剥离困难，因而，对于工作温度更高的转炉，其防粘渣效果难以体现。
发明内容
本发明针对现有技术所存在的转炉粘渣清理困难、粘渣隔离效果不突出的问题，进而提供一种价格低廉、制备方便、使用简单的转炉防粘渣喷补料。
本发明的技术方案：本发明的转炉防粘渣喷补料包括以下重量百分比的原料组分：
镁碳耐火材料废砖再生骨料35～45％，烧结镁砂5～16％，电熔镁砂18～25％，碳化硅5～8％，石墨8～13％，矾土水泥1～3％，硅微粉1～3％，α-Al2O3微粉1～3％，六偏磷酸钠3～4％；在上述原料的基础上，以上述原料总和为100％计算，外加木质磺酸钙0.2～0.4％，聚丙烯纤维0.05～0.15％；
所述的镁碳耐火材料废砖再生骨料分为两种粒度，且两种粒度的重量百分比分别是：3～1mm的为30～40％、1～0.15mm的为60～70％；
所述的烧结镁砂粒度为1～0.15mm；
所述的电熔镁砂分为两种粒度，且两种粒度的重量百分比分别是：180目的为40～60％、325目的为40～60％；
所述的碳化硅粒度为180目；
所述的石墨由鳞片石墨和土状石墨组成，且两种粒度的重量百分比分别是：鳞片石墨为35～50％，土状石墨为50～65％，粒度均为≤0.15mm。
所述的转炉防粘渣喷补料，其原料的最佳重量百分比为：镁碳耐火材料废砖再生骨料为42～45％，其中，粒度为3～1mm和1～0.15mm，分别为30％和70％；烧结镁砂粒度为1～0.15mm，占5～6％；电熔镁砂为24～25％，其中180目和325目分别为50％和50％；碳化硅7～8％，鳞片石墨3.5％～4，土状石墨4～4.5％，矾土水泥2％，硅微粉2％，α-Al2O3微粉2％，六偏磷酸钠4％；木质磺酸钙0.4％，聚丙烯纤维0.15％。
所述的转炉防粘渣喷补料，其原料的最佳重量百分比为镁碳耐火材料废砖再生骨料38～41％，其中，粒度为3～1mm和1～0.15mm，分别为35％和65％；烧结镁砂粒度为1～O.15mm，占10～11％；电熔镁砂为20～21％，其中180目和325目分别为50％和50％；碳化硅6～7％，鳞片石墨4.5～5.5％，土状石墨5～6％，矾土水泥3％，硅微粉3％，α-Al2O3微粉3％，六偏磷酸钠3％；木质磺酸钙0.3％，聚丙烯纤维0.1％。
所述的转炉防粘渣喷补料，其原料的最佳重量百分比为：镁碳耐火材料废砖再生骨料为35～36％，其中，粒度为3～1mm和1～0.15mm，分别为35％和65％；烧结镁砂粒度为1～0.15mm，占14～16％；电熔镁砂为18～20％，其中180目和325目分别为50％和50％；碳化硅5～6％，鳞片石墨4.5～5.5％，土状石墨6.5～7.5％，矾土水泥1％，硅微粉1％，α-Al2O3微粉1％，六偏磷酸钠3％；木质磺酸钙0.2％，聚丙烯纤维0.05％。
其中，所述的镁碳耐火材料废砖再生骨料分为两种粒度，且两种粒度的重量百分比分别是：3～1mm的为30～40％、1～0.15mm的为60～70％。
其中，所述的烧结镁砂粒度为1～0.15mm。
其中，所述的电熔镁砂分为两种粒度，且两种粒度的重量百分比分别是：180目的为40～60％、325目的为40～60％。
其中，所述的碳化砖粒度为180目。
其中，所述的石墨由鳞片石墨和土状石墨组成，且两种粒度的重量百分比分别是：鳞片石墨为35～50％，土状石墨为50～65％，粒度均为≤0.15mm。
本发明的优点：本发明以镁碳耐火材料废砖再生料为喷补料的主要原材料，从而大幅度降低了天然原材料的消耗和喷补料成本；采用镁碳耐火材料废砖再生料、烧结镁砂为骨料，采用电熔镁砂为部分粉料，保持喷补料中MgO含量，提高喷补料对转炉镁碳砖的适应性，防止喷补层与喷补面之间低熔点物质的形成，降低喷补层与喷补面使用工况条件下的结合强度；采用碳化硅与石墨为部分粉料，提高喷补层的耐火性能、抗侵蚀性能与抗浸润性能，降低喷补层表面粘渣速度以及喷补层自身及其与喷补面结合强度；通过半干法喷补实现喷补面上的厚层防粘渣喷补层，保证喷补面粘渣隔离彻底，并利用喷补层自身及其与喷补面结合强度低的特点，便于粘渣物沿喷补层或其余喷补基体结合面剥离，提高粘渣物清理的剥离效果和清理程度；以六偏磷酸钠为结合剂、矾土水泥为固化剂，提高喷补层凝固速度，降低喷补料的反弹率；通过硅微粉、α-Al2O3微粉的利用，改善喷补料的搅拌均匀性、喷补流动性与附着性能；通过聚丙烯纤维熔损与挥发作用，提高喷补层的抗崩裂性能，满足转炉高温喷补面的施工性能要求；以木质磺酸钙为减水剂，降低喷补施工用水量。
本发明转炉防粘渣喷补料具有如下优点：
1、本发明转炉防粘渣喷补料制备简单，原材料来源广，成本低，并可做到废旧资源的综合利用。
2、本发明为镁碳质喷补料，与转炉镁碳砖具有良好的适应性
3、本发明喷补层自身及其与喷补面结合强度低，便于转炉粘渣物的剥离，可满足转炉的防粘渣要求。
本发明的转炉防粘渣喷补料，具有成本低廉、粘渣隔离彻底、清理时间短的优点，在不改变生产工艺条件下，可提高转炉生产能力、降低耐火材料消耗。
具体实施方式
本发明的技术方案：本发明的转炉防粘渣喷补料包括以下重量百分比的原料组分：
镁碳耐火材料废砖再生骨料35～45％，烧结镁砂5～16％，电熔镁砂18～25％，碳化硅5～8％，石墨8～13％，矾土水泥1～3％，硅微粉1～3％，α-Al2O3微粉1～3％，六偏磷酸钠3～4％；在上述原料的基础上，以上述原料总和为100％计算，外加木质磺酸钙0.2～0.4％，聚丙烯纤维0.05～0.15％；
所述的镁碳耐火材料废砖再生骨料分为两种粒度，且两种粒度的重量百分比分别是：3～1mm的为30～40％、1～0.15mm的为60～70％；
所述的烧结镁砂粒度为1～0.15mm；
所述的电熔镁砂分为两种粒度，且两种粒度的重量百分比分别是：180目的为40～60％、325目的为40～60％；
所述的碳化硅粒度为180目；
所述的石墨由鳞片石墨和土状石墨组成，且两种粒度的重量百分比分别是：鳞片石墨为35～50％，土状石墨为50～65％，粒度均为≤0.15mm。
其中，在上述原料的基础上，外加木质磺酸钙0.2～0.4％，聚丙烯纤维0.05～0.15％。
其中，所述的镁碳耐火材料废砖再生骨料分为两种粒度，且两种粒度的重量百分比分别是：3～1mm的为30～40％、1～0.15mm的为60～70％。
其中，所述的烧结镁砂粒度为1～0.15mm。
其中，所述的电熔镁砂分为两种粒度，且两种粒度的重量百分比分别是：180目的为40～60％、325目的为40～60％。
其中，所述的碳化硅粒度为180目。
其中，所述的石墨由鳞片石墨和土状石墨组成，且两种粒度的重量百分比分别是：鳞片石墨为35～50％，土状石墨为50～65％，粒度均为≤0.15mm。
具体制备工艺是：首先对镁碳耐火材料废砖进行清除浮渣和侵蚀层、破碎、磁选、筛分处理，筛分后得到粒度分别为3～1mm和1～0.15mm的镁碳耐火材料废砖再生骨料，按照下述配方(重量百分比)进行原材料的准备：镁碳耐火材料废砖再生骨料35～45％(其中3～1mm的为30～40％、1～0.15mm的为60～70％)，烧结镁砂5～16％，电熔镁砂18～25％，碳化硅5～8％，石墨8～13％，矾土水泥1～3％，硅微粉1～3％，α-Al2O3微粉1～3％，六偏磷酸钠3～4％；并外加：木质磺酸钙0.2～0.4％，聚丙烯纤维0.05～0.15％；然后，将所有原料加入搅拌器内搅拌均匀，即得到所需的喷补料，并装袋包装。
本发明脱硫铁水罐防粘渣喷补料使用方法是：在转炉粘渣物清理后，热态下采用半干法喷补机与转炉防粘渣喷补料对喷补面直接喷补施工，具体工艺参数为：压缩空气压力为0.32Mpa，喷补角度为75°，喷补加水量为5.5％左右，要求喷补厚度为35～50mm，喷补施工完毕后立即投入使用。
下面结合实施例进一步详述：
实施例1
制备所述的转炉防粘渣喷补料：
其原料的最佳重量百分比为：镁碳耐火材料废砖再生骨料为42～45％，其中，粒度为3～1mm和1～0.15mm，分别为30％和70％；烧结镁砂粒度为1～0.15mm，占5～6％；电熔镁砂为24～25％，其中180目和325目分别为50％和50％；碳化硅7～8％，鳞片石墨3.5％～4，土状石墨4～4.5％，矾土水泥2％，硅微粉2％，α-Al2O3微粉2％，六偏磷酸钠4％；并外加：木质磺酸钙0.4％，聚丙烯纤维0.15％。将上述原料加入搅拌器内搅拌均匀，即得到所需的喷补料，并装袋包装。
实施例2
制备所述的转炉防粘渣喷补料：
其原料的最佳重量百分比为镁碳耐火材料废砖再生骨料38～41％，其中，粒度为3～1mm和1～0.15mm，分别为35％和65％；烧结镁砂粒度为1～0.15mm，占10～11％；电熔镁砂为20～21％，其中180目和325目分别为50％和50％；碳化硅6～7％，鳞片石墨4.5～5.5％，土状石墨5～6％，矾土水泥3％，硅微粉3％，α-Al2O3微粉3％，六偏磷酸钠3％；并外加：木质磺酸钙0.3％，聚丙烯纤维0.1％。将上述原料加入搅拌器内搅拌均匀，即得到所需的喷补料，并装袋包装。
实施例3
制备所述的转炉防粘渣喷补料：
其原料的最佳重量百分比为：镁碳耐火材料废砖再生骨料为35～36％，其中，粒度为3～1mm和1～0.15mm，分别为35％和65％；烧结镁砂粒度为1～0.15mm，占14～16％；电熔镁砂为18～20％，其中180目和325目分别为50％和50％；碳化硅5～6％，鳞片石墨4.5～5.5％，土状石墨6.5～7.5％，矾土水泥1％，硅微粉1％，α-Al2O3微粉1％，六偏磷酸钠3％；并外加：木质磺酸钙0.2％，聚丙烯纤维0.05％。将上述原料加入搅拌器内搅拌均匀，即得到所需的喷补料，并装袋包装。
通过实验室实验，上述3个实施例中的转炉防粘渣喷补料，半干法喷补均能在金属壁面与镁碳砖表面形成完整、均匀的防粘渣隔离喷补层，施工厚度为35～50mm，金属壁面的喷补附着率大于80％，耐火材料表面的喷补附着率大于90％，满足了转炉金属外壳与炉帽镁碳砖表面半干法喷补施工的技术要求；喷补料中抗侵蚀、抗浸润、耐高温性能优良的C+SiC成分总含量大于13％，满足了防粘渣喷补料抗侵蚀与抗浸润的需求，具有良好的隔离效果；此外，喷补料常温、中温与高温力学强度低，其中，抗压强度均维持在3MPa左右，抗折强度为0.6～2.0MPa的范围，保证了隔离层的结构疏松与解离性能，满足了转炉隔离层表面粘渣物易剥离与清理的需求。
Claims (1)
1.一种转炉防粘渣喷补料，包括以下重量百分比的原料组分：
镁碳耐火材料废砖再生骨料35～45％，烧结镁砂5～16％，电熔镁砂18～25％，碳化硅5～8％，石墨8～13％，矾土水泥1～3％，硅微粉1～3％，α-Al2O3微粉1～3％，六偏磷酸钠3～4％；在上述原料的基础上，以上述原料总和为100％计算，外加木质磺酸钙0.2～0.4％，聚丙烯纤维0.05～0.15％；所述的镁碳耐火材料废砖再生骨料分为两种粒度，且两种粒度的重量百分比分别是：3～1mm的为30～40％、1～0.15mm的为60～70％；所述的烧结镁砂粒度为1～0.15mm；所述的电熔镁砂分为两种粒度，且两种粒度的重量百分比分别是：180目的为40～60％、325目的为40～60％；所述的碳化硅粒度为180目；所述的石墨由鳞片石墨和土状石墨组成，且两种石墨的重量百分比分别是：鳞片石墨为35～50％，土状石墨为50～65％，两种石墨的粒度均为≤0.15mm。
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