CN102584282A

CN102584282A - 以镁橄榄石为原料的转炉用热态修补料及其制备方法

Info

Publication number: CN102584282A
Application number: CN2012100172009A
Authority: CN
Inventors: 朱万政; 邓承继; 成忠东; 祝洪喜; 丁军; 段红娟
Original assignee: BEIJING WEIRUNDA METALLURGICAL MATERIAL Co Ltd; Wuhan University of Science and Engineering WUSE
Current assignee: BEIJING WEIRUNDA METALLURGICAL MATERIAL Co Ltd; Wuhan University of Science and Engineering WUSE
Priority date: 2012-01-19
Filing date: 2012-01-19
Publication date: 2012-07-18

Abstract

本发明涉及一种以镁橄榄石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%的烧结镁砂颗粒、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，制得以镁橄榄石为原料的转炉用热态修补料，该热态修补料呈泥浆状。使用时将该热态修补料倒入转炉内，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。本发明具有原料丰富和生产成本低的特点，所制备的转炉修补料抗水化性能好、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。

Description

以镁橄榄石为原料的转炉用热态修补料及其制备方法

技术领域

本发明属于修补料技术领域，具体涉及一种以镁橄榄石为原料的转炉用热态修补料及其制备方法。

背景技术

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，以保证整个转炉炉衬材料的使用寿命。

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沥青或无机盐结合的镁质修补料。沥青结合修补料在使用时表现为烧结时间长、密实度低、强度差和使用寿命短；同时在修补过程中由于沥青的固化大量冒黑烟也影响操作工人的健康和污染环境。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MgO+H₂O=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。

总之，现有转炉炉衬用热态在线修补料存在成本高、或存在修补料热态在线修补时冒黑烟和烧结时间长的问题、或使用时易水化和寿命低的问题。

发明内容

本发明旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种原料丰富、成本低的以镁橄榄石为原料的转炉用热态修补料的制备方法；用该方法制备的转炉用热态修补料抗水化性能好、高温下易烧结、环境友好、易与转炉炉衬结合和有利于延长转炉炉衬材料的寿命。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：先以45~70wt%的烧结镁砂颗粒、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，制得以镁橄榄石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。

在上述技术方案中：烧结镁砂颗粒的MgO含量≥85wt%，颗粒粒度≤50mm；石墨的碳含量≥85wt%，颗粒粒度≤0.1mm；镁橄榄石细粉的MgO含量≥40wt%，颗粒粒度≤0.1mm；单质硅粉的Si含量≥90wt%，颗粒粒度≤0.1mm；液体沥青改性酚醛树脂的残碳量≥30wt%，25℃的粘度为6~40mpa.s。

由于采用上述技术方案，本发明所采用的烧结镁砂颗粒、石墨和镁橄榄石细粉来源广泛，在制备的材料中，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。在所制备的转炉热态修补料中的结合剂采用液体沥青改性酚醛树脂，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，提高了修补料的寿命；材料中含有碳素材料，其抗侵蚀性能好；整个材料中由于细粉中加入了适量的镁橄榄石细粉，其修补料在修补时的高温流动性好，易修补各个部位。

另外，本发明以镁橄榄石取代传统的镁砂作为原料中的细粉，不仅充分利用了我国储量丰富、现在用量少的镁橄榄石矿，解决了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，材料将不水化，同时提高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。

本发明解决了如下问题：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；以沥青作结合剂修补料在使用时冒黑烟、现场环境差和烧结时间长的问题；以无机盐作结合剂修补料的高温强度低和不耐钢渣侵蚀的问题。

因此，本发明具有原料丰富和生产成本低的特点，所制备的转炉修补料抗水化性能好、高温下易烧结、环境友好、易与转炉炉衬结合和有利于延长转炉炉衬材料的寿命。

具体实施方式。

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：烧结镁砂颗粒的MgO含量≥85wt%，颗粒粒度≤50mm；石墨的碳含量≥85wt%，颗粒粒度≤0.1mm；镁橄榄石细粉的MgO含量≥40wt%，颗粒粒度≤0.1mm；单质硅粉的Si含量≥90wt%，颗粒粒度≤0.1mm；液体沥青改性酚醛树脂的残碳量≥30wt%，25℃的粘度为6~40mpa.s。

以下各实施例所制备的以镁橄榄石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。

实施例1

一种以镁橄榄石为原料的转炉用热态修补料及其制备方法。先以45~50wt%的烧结镁砂颗粒、10~15wt%的石墨和35~40wt%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%的液体沥青改性酚醛树脂，搅拌5~15分钟，制得以镁橄榄石为原料的转炉用热态修补料。

实施例2

一种以镁橄榄石为原料的转炉用热态修补料及其制备方法。先以50~60wt%的烧结镁砂颗粒、10~15wt%的石墨和25~35wt%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20~25wt%的液体沥青改性酚醛树脂，搅拌15~20分钟，制得以镁橄榄石为原料的转炉用热态修补料。

实施例3

一种以镁橄榄石为原料的转炉用热态修补料及其制备方法。先以65~70wt%的烧结镁砂颗粒、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20~25wt%的液体沥青改性酚醛树脂，搅拌25~30分钟，制得以镁橄榄石为原料的转炉用热态修补料。

实施例4

一种以镁橄榄石为原料的转炉用热态修补料及其制备方法。先以55~65wt%的烧结镁砂颗粒、10~15wt%的石墨和20~30wt%的镁橄榄石细粉为原料，再外加所述原料1~5wt%的单质硅粉和所述原料15~20wt%的液体沥青改性酚醛树脂，搅拌20~30分钟，制得以镁橄榄石为原料的转炉用热态修补料。

实施例5

一种以镁橄榄石为原料的转炉用热态修补料及其制备方法。先以50~60wt%的烧结镁砂颗粒、10~15wt%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20~25wt%的液体沥青改性酚醛树脂，搅拌25~30分钟，制得以镁橄榄石为原料的转炉用热态修补料。

本具体实施方式所采用的烧结镁砂颗粒、石墨和镁橄榄石细粉来源广泛，在制备的材料中，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。在所制备的转炉热态修补料中的结合剂采用液体沥青改性酚醛树脂，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，提高了修补料的寿命；材料中含有碳素材料，其抗侵蚀性能好；整个材料中由于细粉中加入了适量的镁橄榄石细粉，其修补料在修补时的高温流动性好，易修补各个部位。

另外，本具体实施方式以镁橄榄石取代传统的镁砂作为原料中的细粉，不仅充分利用了我国储量丰富、现在用量少的镁橄榄石矿，解决了镁砂资源短缺的问题；而且将现在尚未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，材料将不水化，同时提高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。

本具体实施方式解决了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；以沥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。

因此，本具体实施方式具有原料丰富和生产成本低的特点，所制备的转炉修补料抗水化性能好、高温下易烧结、环境友好、易与转炉炉衬结合和有利于延长转炉炉衬材料的寿命。

Claims

1.一种以镁橄榄石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%的烧结镁砂颗粒、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，制得以镁橄榄石为原料的转炉用热态修补料。

2.根据权利要求1所述的以镁橄榄石为原料的转炉用热态修补料的制备方法，其特征在于所述烧结镁砂颗粒的MgO含量≥85wt%，颗粒粒度≤50mm。

3.根据权利要求1所述的以镁橄榄石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所述的以镁橄榄石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所述的以镁橄榄石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所述的以镁橄榄石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沥青改性酚醛树脂的残碳量≥30wt%，25℃的粘度为6~40mpa.s。

7.根据权利要求1~6项中任一项所述的以镁橄榄石为原料的转炉用热态修补料的制备方法所制备的以镁橄榄石为原料的转炉用热态修补料。