CN102503449A

CN102503449A - Rh精炼炉浸渍管用浇注料

Info

Publication number: CN102503449A
Application number: CN2011102935202A
Authority: CN
Inventors: 陈希来; 徐国涛; 邹龙; 刘黎; 陈小艳
Original assignee: Wuhan Iron and Steel Group Corp
Current assignee: Wuhan Iron and Steel Group Corp
Priority date: 2011-09-29
Filing date: 2011-09-29
Publication date: 2012-06-20
Anticipated expiration: 2031-09-29
Also published as: CN102503449B

Abstract

本发明公开了一种RH精炼炉浸渍管用浇注料，解决了现有浇注料抗渣侵蚀性能及抗热震性差，耐材挂渣严重的问题。技术方案包括骨料及基质材料组成的混合料，以及添加剂，所述基质材料中含有重量百分比为7.5-23.5％SiC。本发明配方简单、抗侵蚀性能、抗渣渗透性及抗热震性好，解决了耐材挂渣严重的问题，具有广阔的市场应用前景。

Description

RH精炼炉浸渍管用浇注料

技术领域

本发明涉及一种浇注料，具体的说是RH精炼炉浸渍管用浇注料。

背景技术

RH精炼炉是炉外精炼过程中生产高质量钢材不可或缺的重要设备之一。目前为止，浸渍管是制约RH炉寿命的关键环节，其原因是浸渍管工作条件及其恶劣，除直接与钢液、熔渣接触外，还在间歇式操作过程中经受极冷极热双重考验。一方面，由于浇注料易粘渣，浸渍管外表面附着的较厚炉渣会严重影响正常生产，同时使用刮渣器刮渣过程中会造成浇注料垮塌；另一方面，由于浇注料的抗热震性能差，易出现裂纹及造成结构剥落。目前RH炉浸渍管用浇注料有2种，一种是铝镁(Al₂O₃-MgO)质，一种是铝尖晶石(Al₂O₃-MgO□Al₂O₃)质，由于它们主要由MgO和Al₂O₃组成，由于氧化物本身固有的原因此其抗侵蚀性能、抗渣渗透性及抗热震性较差，同时还易粘渣。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种抗侵蚀性能、抗渣渗透性及抗热震性好的RH精炼炉浸渍管用浇注料。

包括骨料及基质材料组成的混合料，以及添加剂，所述基质材料中含有重量百分比为7.5-23.5％SiC。

所述SiC为SiC造粒颗粒，所述SiC造粒颗粒内核为SiC核，表层覆盖有抗氧化剂层。

所述SiC造粒颗粒的制备方法为将粒度为0.05-0.005mmSiC颗粒与粒度为SiC颗粒粒度1/5-1/10的抗氧化剂微粉以1∶0.4-0.6的重量比混匀，再加入混匀料总量5-8％的胶黏剂，再次混匀后将其混合物于180-220℃温度下保温20-28小时，然后破碎成粒度为0.01-0.1mm的SiC造粒颗粒。

所述骨料为致密刚玉，所述基质材料还包括致密刚玉粉、硅微粉、铝酸钙80水泥以及电熔镁砂粉和/或电熔尖晶石粉，所述骨料占混合料总量的55-75％，余量为基质材料。

所述骨料中的致密刚玉为电熔白刚玉、电熔棕刚玉、电熔亚白刚玉、烧结板状刚玉中的至少一种，颗粒级配及其在混合料中所占的重量百分比为：8-5mm的14-20％，5-3mm的15-20％，3-1mm的10-15％，1-0.1mm的16-20％。

基质材料中各组分在混合料中所述重量百分比为：致密刚玉粉1-15％、电熔镁砂粉和/或电熔尖晶石粉3-10％、SiC造粒颗粒7.5-23.5％、硅微粉0.5-1.5％及铝酸钙80水泥3-8％。

所述添加剂包括FDN减水剂，加入量为混合料总重量的0.05-0.5％。

所述添加剂包括防爆有机纤维，加入量为混合料重量的0.01-0.2％。所述防爆有机纤维可以列举出如聚丙烯纤维或聚乙烯纤维中的至少一种。

所述胶黏剂为聚乙烯醇木质素磺酸钙或羧甲基纤维素中的至少一种。

所述抗氧化剂为α-氧化铝微粉、氧化锆微纳米粉或氧化镁粉中的至少一种。

由于SiC为非氧化物，本身具有优良的热震稳定性和抗渣性，加入到基质材料中会使得制备的浇注料具有优异的热振稳定性及难被熔渣润湿等性能，在RH精炼炉浸渍管浇注料中引入SiC后，可很好的改善目前所使用浇注料抗渣侵蚀性能、抗热震性，解决耐材严重挂渣的问题。

虽然SiC本身为非氧化物，但长期接触空气后仍会发生氧化，因此发明人考虑SiC表面覆盖抗氧化剂以提高SiC的抗氧化性能。实现SiC表面覆盖抗氧化剂的方法有多种，SiC造粒的方法最为简单可行，通过使用粒径较大的SiC颗粒与粒径极小、比表面积大、活度高的抗氧化剂微粉的混合，由于两者粒径及活度不同，在混合时抗氧化剂微粉可以均匀的粘附在SiC颗粒表面，再通过胶黏剂使抗氧化剂微粉牢固附着并在SiC颗粒表面形成抗氧化剂层，即使经过后续保温破碎处理，仍能有效保证具有以SiC颗粒为核、表面覆盖抗氧化剂层结构形式的SiC造粒颗粒存在。上述结构的SiC造粒颗粒能够长期抗氧化，从而大幅提高浇注料的性能和使用寿命，所述SiC造粒颗粒加入量最好占混合料总量7.5-23.5％，不宜过多或过少，过多会影响浇注料的强度性能；过少则抗侵蚀性能、抗渣渗透性及抗热震性好及挂渣问题改善不明显。

作为方案的优化，发明人研究发现对骨料进行粒度配级对浇注料性能也有重要影响，通过多级粒度配级可以最大实现材料的致密化；作为浇注料的基质材料，除SiC外其它组份可以根据现有RH精炼炉浸渍管用浇注料中的常用基质材料进行选择，生产铝镁(Al₂O₃-MgO)质或铝尖晶石(Al₂O₃-MgO□Al₂O₃)质类或两者混合类的浇注料。

所述FDN减水剂具有优异减水有助提高材料整体强度作用，防爆有机纤维具有有利于水分排出预防材料局部爆裂作用。

有益效果：

添加了SiC特别是SiC造粒颗粒的RH精炼炉浸渍管用浇注料抗氧化性好，具有优异的热振稳定性及难被熔渣润湿等性能，可很好的改善浇注料抗渣侵蚀性能，解决抗热震性差及耐材严重挂渣的问题，大大提高了RH精炼炉浸渍管的使用寿命，使其寿命至少可提高5-10％，满足了RH精炼炉正常生产顺行需求。本发明浇注料基于现有配方的简单改进，生产成本低、产生了意想不到的技术效果，具有广阔的应用前景。

具体实施方式

表1原料组成及配比(重量百分比)：

制备方法实施例1：

SiC造粒颗粒制备：将粒度为0.05-0.005mm SiC颗粒与粒度为SiC颗粒粒度1/5的抗氧化剂(α-氧化铝)微粉以1∶0.4的重量比混匀，再加入混匀料总量5％的胶黏剂，再次混匀后将其混合物于220℃温度下保温20小时，然后破碎成粒度为0.01-0.1mm的SiC造粒颗粒。

将骨料与基质材料混匀，然后再加入FDN减水剂及防爆有机纤维(聚丙烯纤维∶聚乙烯纤维1∶1)混匀制成浇注料(1)。

制备方法实施例2：

SiC造粒颗粒制备：0.05-0.005mm SiC颗粒与粒度为SiC颗粒粒度1/10的抗氧化剂(氧化锆)粉以1∶0.6的重量比混匀，再加入混匀料总量8％的胶黏剂，再次混匀后将其混合物于200℃温度下保温28小时，然后破碎成粒度为0.01-0.1mm的SiC造粒颗粒。

将骨料与基质材料混匀，然后再加入FDN减水剂及防爆有机纤维(聚乙烯纤维)混匀制成浇注料(2)。

制备方法实施例3：

SiC造粒颗粒制备：0.05-0.005mm SiC颗粒与粒度为SiC颗粒粒度1/7的抗氧化剂微粉(氧化镁)以1∶0.5的重量比混匀，再加入混匀料总量7％的胶黏剂，再次混匀后将其混合物于210℃温度下保温25小时，然后破碎成粒度为0.01-0.1mm的SiC造粒颗粒。

将骨料与基质材料混匀，然后再加入FDN减水剂及防爆有机纤维(聚丙烯纤维)混匀制成浇注料(3)。

制备方法实施例4：

SiC造粒颗粒制备：0.05-0.005mmSiC颗粒与粒度为SiC颗粒粒度1/8的抗氧化剂(氧化镁+氧化锆任意比例)微粉以1∶0.4的重量比混匀，再加入混匀料总量6％的胶黏剂，再次混匀后将其混合物于210℃温度下保温22小时，然后破碎成粒度为0.01-0.1mm的SiC造粒颗粒。

将骨料与基质材料混匀，然后再加入FDN减水剂及防爆有机纤维(聚丙烯纤维)混匀制成浇注料(4)。

制备方法实施例5及制备方法实施例6主要原料参见表1，其余同实施例1，分别制成浇注料(5)及浇注料(6)。

比较例(1)及(2)：将表1中的原料进行混匀得到对比浇注料(1)及对比浇注料(2)。

分别将各实施例制得的烧注料(1)-(6)及对比烧注料(1)及(2)加入混合料(骨料+基质材料)总量重量百分比的3-6％的水搅拌(加水量详见表1)，并采用振动棒插入振动成型，以利于排气，将浇注料制成40×40×160的条状试样，经混料、搅拌、成型、养护后，分别于110℃、200℃温度下保温24小时热处理，得到分别得到试样(1)-(6)及对比试样(1)及(2)。

渣侵蚀指数和挂渣厚度：

采用回转抗渣法将浇注料试样于1750℃回转炉中并保温2小时。横向切开试样断面，检测试样的渣侵蚀指数及挂渣厚度。每一配方需3条试样，并取平均值。

抗热震性：

将高温炉预加热到1100±10℃并保温15min后，迅速将试样移至炉膛内，保温20min后，迅速将试样浸入5～35℃流动水中，急剧冷却3min后立即取出，在空气中放置时间不少于5min。然后将试样再次放入炉内，重复上述过程，直至试样出现大的裂纹，不能继续实验为止，记录实验次数。每一配方需3条试样，并取平均值。

表2结果对比

Claims

1.一种RH精炼炉浸渍管用浇注料，包括骨料及基质材料组成的混合料，以及添加剂，其特征在于，所述基质材料中含有重量百分比为7.5-23.5％SiC。

2.如权利要求1所述的RH精炼炉浸渍管用浇注料，其特征在于，所述SiC为SiC造粒颗粒，所述SiC造粒颗粒内核为SiC核，表层覆盖有抗氧化剂层。

3.如权利要求2所述的RH精炼炉浸渍管用浇注料，其特征在于，所述SiC造粒颗粒的制备方法为将粒度为0.05-0.005mmSiC颗粒与粒度为SiC颗粒粒度1/5-1/10的抗氧化剂微粉以1∶0.4-0.6的重量比混匀，再加入混匀料总量5-8％的胶黏剂，再次混匀后将其混合物于180-220℃温度下保温20-28小时，然后破碎成粒度为0.01-0.1mm的SiC造粒颗粒。

4.如权利要求1-3所述的RH精炼炉浸渍管用浇注料，其特征在于，所述骨料为致密刚玉，所述基质材料还包括致密刚玉粉、硅微粉、铝酸钙80水泥以及电熔镁砂粉和/或电熔尖晶石粉，所述骨料占混合料总量的55-75％，余量为基质材料。

5.如权利要求4所述的RH精炼炉浸渍管用浇注料，其特征在于，所述骨料中的致密刚玉为电熔白刚玉、电熔棕刚玉、电熔亚白刚玉、烧结板状刚玉中的至少一种，颗粒级配及其在混合料中所占的重量百分比为：8-5mm的14-20％，5-3mm的15-20％，3-1mm的10-15％，1-0.1mm的16-20％。

6.如权利要求4所述的RH精炼炉浸渍管用浇注料，其特征在于，基质材料中各组分在混合料中所述重量百分比为：致密刚玉粉1-15％、电熔镁砂粉和/或电熔尖晶石粉3-10％、SiC造粒颗粒7.5-23.5％、硅微粉0.5-1.5％及铝酸钙80水泥3-8％。

7.如权利要求1所述RH精炼炉浸渍管用浇注料，其特征在于，所述添加剂包括FDN减水剂，加入量为混合料总重量的0.05-0.5％。

8.如权利要求1或7所述RH精炼炉浸渍管用浇注料，其特征在于，所述添加剂包括防爆有机纤维，加入量为混合料重量的0.01-0.2％。

9.如权利要求3所述RH精炼炉浸渍管用浇注料，其特征在于，所述胶黏剂为聚乙烯醇木质素磺酸钙或羧甲基纤维素中的至少一种。

10.如权利要求2或3所述RH精炼炉浸渍管用浇注料，其特征在于，所述抗氧化剂为α-氧化铝微粉、氧化锆微纳米粉或氧化镁粉中的至少一种。