CN102531653A - 以废弃镁碳砖为原料的转炉用热态修补料及其制备方法 - Google Patents

以废弃镁碳砖为原料的转炉用热态修补料及其制备方法 Download PDF

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朱万政
邓承继
成忠东
祝洪喜
丁军
段红娟
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Abstract

本发明涉及一种以废弃镁碳砖为原料的转炉用热态修补料及其制备方法。其技术方案是:先以45~70wt%的废弃镁碳砖颗粒、5~15wt%的石墨和15~40wt%的镁橄榄石细粉为原料,再外加所述原料1~10wt%的单质硅粉和所述原料15~25wt%的液体沥青改性酚醛树脂,搅拌5~30分钟,制得以废弃镁碳砖为原料的转炉用热态修补料。该热态修补料呈泥浆状,使用时将该修补材料倒入转炉内,摇动转炉,使其流动到炼钢转炉装料、出钢、大面和炉底需要进行热态修补的部位,依靠转炉内的热量进行烧结。本发明具有原料丰富、生产成本低、抗水化和有利于提高转炉炉衬材料使用寿命的特点。

Description

以废弃镁碳砖为原料的转炉用热态修补料及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明属于修补料技术领域,具体涉及一种以废弃镁碳砖为原料的转炉用热态修补料及其制备方法。
背景技术
[0002] 近二十多年来,含碳耐火材料由于其优异的使用性能在高性能耐火材料中得到广泛使用,特别是在钢铁冶金工艺过程中炼钢转炉的炉衬材料的广泛应用,使得转炉炉衬材料的寿命大幅度提高。在使用含碳耐火材料作为转炉炉衬材料过程中,需要对炉衬材料中局部侵蚀严重的部位进行热态在线修补,以保住整个转炉炉衬材料的使用寿命。
[0003] 目前国内外炼钢生产企业炼钢转炉所用热态在线修补料为浙青或无机盐结合镁质修补料。浙青结合修补料在使用时表现为烧结时间长、密实度低,强度差,使用寿命短;同时在修补过程中由于浙青的固化大量冒黑烟也影响操作工人的健康,污染环境。无机盐结合镁质修补料,虽然烧结时间短,不冒黑烟,但该类修补料的高温强度低,不耐钢渣侵蚀,使用寿命不高。另外现有各类转炉炉衬用热态修补料的细粉部分有烧结或电熔镁砂细粉,较长时间的运输和在转炉现场的储存将受到修补料中镁砂细粉因为MgCHH2O=Mg(OH)2导致水化而降低修补料性能和寿命,严重时会引起转炉内部的熔渣和残余钢水的喷溅引起设备故障或人生安全。因此针对现有转炉炉衬用热态在线修补料存在寿命低、易水化等问题,并根据炼钢生产对修补料环保、快速修补的要求,迫切需要开发一种运输和储存时抗水化,热态在线修补时不冒黑烟,烧结时间短,使用寿命高的新型修补料。本发明研发的修补料一方面充分利用转炉用后废弃的镁碳砖,充分利用废弃耐火材料为原料,解决废弃耐火材料的固体废弃物排放问题,有利于环保;另一方面充分利用废弃耐火材料中可利用部分。另外发明制备的转炉修补料的细粉部分采用镁橄榄石粉,解决传统转炉修补料中所有细粉部分因含有氧化镁细粉易水化的问题;以浙青作结合剂修补料在使用时冒黑烟、现场环境差、烧结时间长,以及以无机盐作结合剂修补料的高温强度低、不耐钢渣侵蚀的问题。
发明内容
[0004] 本发明旨在克服现有转炉热态修补料存在的技术缺陷,目的是提供一种生产成本低和易于工业化生产的以废弃镁碳砖为原料的转炉用热态修补料的制备方法。用该方法制备的炼钢转炉用热态修补料的抗水化性能好、高温下易烧结、易与转炉炉衬结合和有利于延长转炉炉衬材料的寿命。
[0005] 为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:先以45〜70wt%的废弃镁碳砖颗粒、 5〜15wt%的石墨和15〜40wt%的镁橄榄石细粉为原料,再外加所述原料广10wt%的单质硅粉和15〜25wt%的液体浙青改性酚醛树脂,搅拌5〜30分钟,制得以废弃镁碳砖为原料的转炉用热态修补料,该修补料呈泥浆状。
[0006] 使用时将该修补材料倒入转炉内,摇动转炉,使其流动到炼钢转炉装料、出钢、大面和炉底需要进行热态修补的部位,依靠转炉内的热量进行烧结。[0007] 在上述技术方案中:废弃镁碳砖颗粒是将废弃的转炉炉衬用镁碳砖经破碎加工成颗粒状,颗粒粒度彡50mm,MgO含量彡70wt% ;石墨的碳含量彡85wt%,颗粒粒度彡0. Imm ;镁橄榄石细粉的MgO含量彡40wt%,颗粒粒度彡0. Imm ;单质硅粉的Si含量彡90wt%,颗粒粒度彡0. Imm ;液体浙青改性酚醛树脂的残碳量彡30wt%,25°C的粘度为6〜40mpa. s。
[0008] 由于采用上述技术方案,本发明所采用的废弃镁碳砖颗粒、石墨和镁橄榄石细粉来源广泛,所制备的材料中,由于无传统转炉热态修补料中镁砂细粉或者其他易水化的物质,在运输和储存过程中不水化,具有其他传统转炉修补料不具有的抗水化能力。制备的转炉热态修补料中结合剂采用液体浙青改性酚醛树脂,其碳化后强度高;材料中细粉主要氧化物是镁橄榄石粉,其高温下材料烧结性好,易和待修补部位结合牢固,提高修补料的寿命;该转炉用热态修补料中含有碳素材料,其抗侵蚀性能好;所制备的转炉用热态修补料中由于加入了适量的镁橄榄石细粉,在修补时的高温流动性好,易修补各个部位。
[0009] 另外,本发明以废弃镁碳砖为骨料,不仅充分利用废弃耐火材料的可利用部分,且该废弃镁碳砖中镁砂和碳素材料已经充分混合,性能稳定;以镁橄榄石取代传统的镁砂材料作为原料中细粉,所制备的转炉热态修补料不仅充分利用了我国储量丰富、现在用量少的镁橄榄石矿,解决镁砂资源短缺的问题;而且将现在没有有效大量利用的镁橄榄石矿物加以利用,有利于保护环境。采用镁橄榄石制备的转炉热态修补料代替传统的修补料,不仅提高了材料的抗水化性能,同时提高了材料的烧结和抗侵蚀能力等性能。适用于钢铁冶炼设备转炉炉衬,提高转炉炉衬材料的寿命。
[0010] 因此,本发明具有原料丰富、生产成本低和易于工业化生产的特点,所制备的转炉用热态修补料抗水化好和有利于提高转炉炉衬材料的使用寿命。
[0011] 具体实施方式。
[0012] 下面结合具体实施方式对本发明作进一步的描述,并非对保护范围的限制: 为避免重复,先将本具体实施方式所涉及原料的技术参数统一描述如下:废弃镁碳
砖颗粒是将废弃的转炉炉衬用镁碳砖经破碎加工成颗粒状,颗粒粒度< 50mm,MgO含量彡70wt% ;石墨的碳含量彡85wt%,颗粒粒度彡0. Imm ;镁橄榄石细粉的MgO含量彡40wt%,颗粒粒度< 0. Imm ;单质硅粉的Si含量> 90wt%,颗粒粒度< 0. Imm ;液体浙青改性酚醛树脂的残碳量彡30wt%,25°C的粘度为6〜40mpa. s。
[0013] 以下各实施例所制备的以废弃镁碳砖为原料的转炉用热态修补料均呈泥浆状,装袋送至钢铁企业使用,使用方法相同:将该热态修热态补料倒入转炉内,摇动转炉,使其流动到炼钢转炉装料、出钢、大面和炉底需要进行热态修补的部位,依靠转炉内的热量进行烧结。实施例中不再赘述。
[0014] 实施例1
一种以废弃镁碳砖为原料的转炉用热态修补料及其制备方法。先以45飞0wt%的废弃镁碳砖颗粒、10〜15衬%的石墨和35、0wt%的镁橄榄石细粉为原料,再外加所述原料 5^10wt%的单质硅粉和所述原料15〜20wt%的液体浙青改性酚醛树脂,搅拌5〜15分钟,制得以废弃镁碳砖为原料的转炉用热态修补料。
[0015] 实施例2
一种以废弃镁碳砖为原料的转炉用热态修补料及其制备方法。先以5(T60wt%的废弃镁碳砖颗粒、10〜15衬%的石墨和25〜35wt%的镁橄榄石细粉为原料,再外加所述原料5^10wt%的单质硅粉和所述原料2(T25wt%的液体浙青改性酚醛树脂,搅拌15〜20分钟,制得以废弃镁碳砖为原料的转炉用热态修补料。
[0016] 实施例3
一种以废弃镁碳砖为原料的转炉用热态修补料及其制备方法。先以65〜70wt%的废弃镁碳砖颗粒、5〜10wt%的石墨和15〜25wt%的镁橄榄石细粉为原料,再外加所述原料5〜10wt% 的单质硅粉和所述原料2(T25wt%的液体浙青改性酚醛树脂,搅拌25〜30分钟,制得以废弃镁碳砖为原料的转炉用热态修补料。
[0017] 实施例4
一种以废弃镁碳砖为原料的转炉用热态修补料及其制备方法。先以55飞5wt%的废弃镁碳砖颗粒、l(Tl5wt%的石墨和2(T30wt%的镁橄榄石细粉为原料,再外加所述原料广5wt% 的单质硅粉和所述原料15〜20wt%的液体浙青改性酚醛树脂,搅拌2(Γ30分钟,制得以废弃镁碳砖为原料的转炉用热态修补料。
[0018] 实施例5
一种以废弃镁碳砖为原料的转炉用热态修补料及其制备方法。先以5(T60wt%的废弃镁碳砖颗粒、l(Tl5wt%的石墨和25〜35wt%的镁橄榄石细粉为原料,再外加所述原料3〜8wt% 的单质硅粉和所述原料2(T25wt%的液体浙青改性酚醛树脂,搅拌25〜30分钟,制得以废弃镁碳砖为原料的转炉用热态修补料。
[0019] 本具体实施方式所采用的废弃镁碳砖颗粒、石墨和镁橄榄石细粉来源广泛,所制备的材料中,由于无传统转炉热态修补料中镁砂细粉或者其他易水化的物质,在运输和储存过程中不水化,具有其他传统转炉修补料不具有的抗水化能力。制备的转炉热态修补料中结合剂采用液体浙青改性酚醛树脂,其碳化后强度高;材料中细粉主要氧化物是镁橄榄石粉,其高温下材料烧结性好,易和待修补部位结合牢固,提高修补料的寿命;该转炉用热态修补料中含有碳素材料,其抗侵蚀性能好;所制备的转炉用热态修补料中由于加入了适量的镁橄榄石细粉,在修补时的高温流动性好,易修补各个部位。
[0020] 另外,本具体实施方式以废弃镁碳砖为骨料,不仅充分利用废弃耐火材料的可利用部分,且该废弃镁碳砖中镁砂和碳素材料已经充分混合,性能稳定;以镁橄榄石取得传统的镁砂材料作为原料中细粉,所制备的转炉热态修补料不仅充分利用了我国储量丰富、现在用量少的镁橄榄石矿,解决镁砂资源短缺的问题;而且将现在没有有效大量利用的镁橄榄石矿物加以利用,有利于保护环境。采用镁橄榄石制备的转炉热态修补料代替传统的修补料,不仅提高了材料的抗水化性能,同时提高了材料的烧结和抗侵蚀能力等性能。适用于钢铁冶炼设备转炉炉衬,提高转炉炉衬材料的寿命。
[0021] 因此,本具体实施方式具有原料丰富、生产成本低和易于工业化生产的特点,所制备的转炉用热态修补料抗水化性能好和有利于提高转炉炉衬材料的使用寿命。

Claims (7)

1. 一种以废弃镁碳砖为原料的转炉用热态修补料的制备方法,其特征在于:先以 45〜70wt%的废弃镁碳砖颗粒、5〜15wt%的石墨和15〜40wt%的镁橄榄石细粉为原料,再外加所述原料广10wt%的单质硅粉和所述原料15〜25wt%的液体浙青改性酚醛树脂,搅拌5〜30 分钟,制得以废弃镁碳砖为原料的转炉用热态修补料。
2.根据权利要求1所述的以废弃镁碳砖为原料的转炉用热态修补料的制备方法,其特征在于所述废弃镁碳砖颗粒是将废弃的转炉炉衬用镁碳砖经破碎加工成颗粒状,颗粒粒度≤50mm, MgO 含量≥70wt%。
3.根据权利要求1所述的以废弃镁碳砖为原料的转炉用热态修补料的制备方法,其特征在于所述石墨的碳含量≥85wt%,颗粒粒度≤0. 1mm。
4.根据权利要求1所述的以废弃镁碳砖为原料的转炉用热态修补料的制备方法,其特征在于所述镁橄榄石细粉的MgO含量≥40wt%,颗粒粒度≤0. 1mm。
5.根据权利要求1所述的以废弃镁碳砖为原料的转炉用热态修补料的制备方法,其特征在于所述单质硅粉的Si含量≥90wt%,颗粒粒度≤0. 1mm。
6.根据权利要求1所述的以废弃镁碳砖为原料的转炉用热态修补料的制备方法,其特征在于所述液体浙青改性酚醛树脂的残碳量≥30wt%,25°C的粘度为6〜40mpa. s。
7.根据权利要求广6项中任一项所述的以废弃镁碳砖为原料的转炉用热态修补料的制备方法所制备的转炉用热态修补料。
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