CN102653472B - 一种炼钢炉用干式喷补料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及钢铁冶金用耐火材料领域，特别涉及一种炼钢炉补炉用干式喷补料。该喷补料的组成按照重量百分数计算为：镁砂70-80%，镁橄榄砂5-20%，铝镁尖晶石5-20%，莫来石3-10%，粘结剂3-10%；所述粘结剂为工业级别的三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、偏硅酸钠中的一种或任意两种或三种的组合物。本发明具有的突出优势是：附着性强、附着率高、且烧结迅速、强度高、耐钢铁冲蚀和渣铁侵蚀性强，喷补层的寿命提高。另外，该发明的原料来源广，成本低，可以有效提高补炉效率和降低炼钢成本。
Description
技术领域
本发明涉及钢铁冶金用耐火材料领域，特别涉及一种炼钢炉补炉用干式喷补料。
背景技术
为提高炼钢炉冶炼效率，缩短炉衬修整和补炉时间，自上世纪80年代开始，炼钢炉在线喷补技术得以推广，喷补料的需求量非常大；目前，作为炼钢炉喷补料的主要材料是镁砂，镁砂的抗渣侵蚀能力强，但其堆角小，附着性差，喷补层的强度低，容易发生剥落而导致喷补层失效并污染钢液，最初选用单一镁砂作喷补料，主要是考虑镁砂的耐火度高，镁砂能抵抗高温钢渣的侵蚀，且当时炼钢造渣采用萤石、氧化铁作助熔剂，镁砂喷补层起到很好的保护作用；随着喷补技术的推广，镁砂的应用量越来越大，镁砂的价格也越来越高；中国发明专利（申请号200910097752.3）公开了一种转炉用喷补料配方，提出采用镁橄榄砂、白云石加促烧促凝剂和结合剂作喷补料，镁橄榄砂具有较高的耐火度和稳定性，可以替代部分镁砂，而且镁橄榄砂抵抗钢渣中SiO2的侵蚀能力比镁砂还强，因此，镁橄榄砂可以作为喷补料的组成之一；但是，随着炼钢造渣采用的助熔剂由萤石（主要成分CaF2）逐步被铁矾土（主要成分是Al2O3·Fe2O3）取代，炼钢渣中Al2O3含量提高，由单一的镁砂、镁橄榄砂或两者组成的喷补料形成的喷补层抵抗渣中Al2O3、SiO2的侵蚀能力差，导致喷补层的寿命低；另外，现有的镁砂、镁橄榄石构成的喷补层对目前镁碳质耐火材料的粘附性差、强度低，也是造成喷补层寿命低、喷补料利用率低的主要原因。
综上所述，目前由单一镁砂或镁橄榄石及两者组成的喷补料已经不能满足目前炼钢造渣对护炉、补炉的要求，需要开发一种新的炼钢炉喷补料，既能提高喷补层抵抗现代炼钢渣中Al2O3、SiO2的侵蚀能力，提高喷补层寿命；同时提高喷补料对炉衬的附着性能，从而提高喷补层的寿命和喷补料的利用率；同时，降低价格较高的镁砂的使用量，降低喷补料成本。
发明内容
本发明的目的是：发明一种比单一镁砂或镁橄榄砂组成的喷补料抵抗渣中Al2O3、SiO2等侵蚀能力更强、在镁碳质耐火材料上附着性更强，喷补层强度更高、寿命更长、成本更低的喷补料，解决目前镁砂或镁橄榄石作喷补料存在的问题和不足。
实现本发明的技术方案是：
一种炼钢炉补炉用干式喷补料，其特征在于：该喷补料的组成按照重量百分数计算为：镁砂70-80%，镁橄榄砂5-20%，铝镁尖晶石5-20%，莫来石3-10%，粘结剂 3-10%。
本发明的喷补料可以用相应的矿物经粉碎、筛分调整粒级后充分混匀即可待用，为达到喷补料的充分混合和保证喷补料的可喷补性能，本发明的喷补料的粒度控制在小于3mm的粒度级别，特别的，对于每种原料的粒度要求如下：镁砂粒度小于1mm，镁橄榄砂粒度小于1mm，铝镁尖晶石粒度 1-3mm，莫来石粒度1-3mm，粘结剂粒度小于0.5mm；本发明中所采用的粘结剂为工业级别的三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、偏硅酸钠中的一种或其中两种或三种按任意质量比混合的组合物。
本发明中镁砂的重量百分数为70-80%，镁砂是目前耐火度最好的耐火材料，而且镁砂抵抗碱性钢渣侵蚀的能力较强，但是，单一镁砂抵抗炼钢渣中Al2O3、SiO2组元侵蚀的能力不足，且单一镁砂的在镁碳砖上的附着性差，在耐火材料喷补料中，镁砂添加量在70-80%能达到耐火度要求。
本发明中添加镁橄榄砂的重量百分数为5-20%，镁橄榄砂熔点高，可达1890℃，耐火度高达1710℃，从常温至熔点之间不发生晶型转变，晶型稳定无相变，有利于提高喷补层的稳定性，还可以提高喷补层抵抗钢渣中SiO2等组元侵蚀的能力；而且，镁橄榄砂比镁砂有更好的附着性，喷补料的附着率高、抗剥落性好，有利于提高喷补层的寿命。
本发明中添加铝镁尖晶石的重量百分数为5-20%，镁铝尖晶具有良好的抗侵蚀能力、抗磨蚀能力，热震稳定性好，特别是在本发明中，铝镁尖晶石作为氧化铝和氧化镁的复合产物，即提高了喷补层抵抗钢渣中Al2O3侵蚀的能力，又提高了喷补料的粘附性，有利于提高附着率和喷补层的抗蚀抗冲刷能力。
本发明中还添加重量分数3-10%的莫来石，莫来石的耐火度高可以达到1800℃，并且它具有膨胀均匀、热震稳定性极好、荷重软化点高、高温蠕变值小等优点；在本发明中，莫来石的重要作用是提高喷补层抵抗渣中Al2O3、SiO2组元侵蚀的能力，这是因为莫来石是Al2O3-SiO2二元系中常压下唯一稳定存在的二元化合物，化学式为3Al2O3-2SiO2；另外，莫来石还可以提高喷补层抵抗钢渣冲刷、冲蚀能力。
另外，本发明中需要添加高温粘结剂，根据本发明的喷补料主要骨料组成，所采用的粘结剂为工业级别的三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、偏硅酸钠中的一种或任意两种或三种的组合物，考虑到本发明仍然是以MgO为主的喷补料，粘结剂优先采用三聚磷酸钠。
与现有技术相比本发明的主要优点如下：
（1）、与单一镁砂、镁橄榄砂及两者组合物构成的喷补料相比，本发明具有粘附率高、抗剥落性好、耐侵蚀、抗冲刷、高温膨胀小的优点，因此，喷补层的寿命提高。
（2）、具体使用数据方面：在电炉上进行喷补实验表明：喷补料的附着率高于90%，耐用性大于5炉，而在相同条件下使用现有技术的喷补料，附着率为80-85%，耐用炉次平均在3炉左右；在转炉上进行喷补实验表明，喷补料的附着率高于90%，耐用性大于10炉，而在相同条件下使用现有技术的喷补料，附着率为85%左右，耐用炉次平均在8炉左右。
（3）、本发明使用的原料来源广，价格低廉，与单一采用镁砂相比，具有节约重要资源的作用，还降低了喷补料的制造成本，节约喷补料成本约20%左右。
（4）、本发明的喷补料抗冲刷性能、抗剥落性能提高，不仅提高喷补层寿命、节约喷补料，还有利于提高生产效率、缩短修炉补炉时间、减小补炉次数。
（5）、采用本发明，有利于提高钢液质量，减少钢中的夹杂物。
具体实施方式
实施实例1：
以镁砂、镁橄榄砂、铝镁尖晶石、莫来石、三聚磷酸钠为原料，按照如下组成（重量百分数）配制炼钢炉喷补料：镁砂70%，镁橄榄砂15%，铝镁尖晶石5%，莫来石7%，三聚磷酸钠 3%；各种原料经粉碎、筛分后，选取原料的粒度范围为：镁砂粒度小于1mm，镁橄榄砂粒度小于1mm，铝镁尖晶石粒度 1-3mm，莫来石粒度1-3mm，三聚磷酸钠粒度小于0.5mm，所有原料称量后充分混匀即制得本发明的炼钢炉喷补料。
本实施例制得的喷补料在电炉炼钢出钢后需要补炉时使用，喷补层厚度控制20-30mm，实际喷补结果表明：喷补料的附着率91%，耐用性5炉；在炼钢转炉出钢后需要补炉时使用，喷补层厚度控制30-35mm，实际喷补结果表明，喷补料的附着率高于90%，一次喷补层的耐用性大于10炉。
实施实例2：
以镁砂、镁橄榄砂、铝镁尖晶石、莫来石、六偏磷酸钠为原料，按照如下组成（重量百分数）配制炼钢炉喷补料：镁砂80%，镁橄榄砂9%，铝镁尖晶石5%，莫来石3%，六偏磷酸钠 3%；各种原料经粉碎、筛分后，选取原料的粒度范围为：镁砂的粒度小于1mm，镁橄榄砂的粒度小于1mm，铝镁尖晶石的粒度为 1-3mm，莫来石的粒度为1-3mm， 六偏磷酸钠的粒度小于0.5mm，所有原料称量后充分混匀即制得本发明的炼钢炉喷补料。
本实施例制得的喷补料在电炉炼钢出钢后需要补炉时进行喷补实验，喷补层的厚度控制在20-30mm，喷补结果表明：喷补料的附着率达到90%，耐用性达5炉；在炼钢转炉出钢后需要补炉时使用，喷补层的厚度控制在25-30mm，喷补料的附着率高于90%，耐用性大于10炉。
实施实例3：
以镁砂、镁橄榄砂、铝镁尖晶石、莫来石、偏硅酸钠为原料，按照如下组成（重量百分数）配制炼钢炉喷补料：镁砂80%，镁橄榄砂9%，铝镁尖晶石5%，莫来石3%，偏硅酸钠 3%；各种原料经粉碎、筛分后，选取原料的粒度范围为：镁砂的粒度小于1mm，镁橄榄砂的粒度小于1mm，铝镁尖晶石的粒度范围为 1-3mm，莫来石的粒度范围为1-3mm， 偏硅酸钠的粒度小于0.5mm，所有原料称量后充分混匀即制得本发明的炼钢炉喷补料。
本实施例制得的喷补料在电炉炼钢出钢后需要补炉时进行喷补实验，喷补层的厚度控制在20-30mm，喷补结果表明：喷补料的附着率达到90%，耐用性达5炉；在炼钢转炉出钢后需要补炉时使用，喷补层的厚度控制在25-30mm，喷补料的附着率高于90%，耐用性大于10炉。
实施实例4：
以镁砂、镁橄榄砂、铝镁尖晶石、莫来石、三聚磷酸钠和六偏磷酸钠为原料，按照如下组成（重量百分数）配制炼钢炉喷补料：镁砂80%，镁橄榄砂9%，铝镁尖晶石5%，莫来石3%，三聚磷酸钠和六偏磷酸钠按质量比1:1的混合物3%；各种原料经粉碎、筛分后，选取原料的粒度范围为：镁砂的粒度小于1mm，镁橄榄砂的粒度小于1mm，铝镁尖晶石 的粒度范围为1-3mm，莫来石的粒度范围为1-3mm，混合粘结剂的粒度小于0.5mm，所有原料称量后充分混匀即制得本发明的炼钢炉喷补料。
本实施例制得的喷补料在电炉炼钢出钢后需要补炉时进行喷补实验，喷补层的厚度控制在20-30mm，喷补结果表明：喷补料的附着率达到90%，耐用性达5炉；在炼钢转炉出钢后需要补炉时使用，喷补层的厚度控制在25-30mm，喷补料的附着率高于90%，耐用性大于10炉。
实施实例5：
以镁砂、镁橄榄砂、铝镁尖晶石、莫来石、三聚磷酸钠和偏硅酸钠为原料，按照如下组成（重量百分数）配制炼钢炉喷补料：镁砂70%，镁橄榄砂10%，铝镁尖晶石10%，莫来石5%，三聚磷酸钠和偏硅酸钠按质量比1：4的混合物5%；各种原料经粉碎、筛分后，选取原料的粒度范围为：镁砂的粒度小于1mm，镁橄榄砂的粒度小于1mm，铝镁尖晶石 的粒度范围为1-3mm，莫来石的粒度范围为1-3mm， 混合粘结剂的粒度小于0.5mm，所有原料称量后充分混匀即制得本发明的炼钢炉喷补料。
本实施例制得的喷补料在电炉炼钢出钢后需要补炉时进行喷补实验，喷补层的厚度控制在20-30mm，喷补结果表明：喷补料的附着率达到91%以上，耐用性达5炉；在炼钢转炉出钢后需要补炉时使用，喷补层的厚度控制在25-30mm，喷补料的附着率高于92%，耐用性大于11炉。
实施实例6：
以镁砂、镁橄榄砂、铝镁尖晶石、莫来石为骨料，粘结剂采用三聚磷酸钠、六偏磷酸钠和偏硅酸钠按质量比1：1：1组成的混合物，按照如下组成（重量百分数）配制炼钢炉喷补料：镁砂75%，镁橄榄砂5%，铝镁尖晶石10%，莫来石3%，粘结剂7%；各种原料经粉碎、筛分后，选取原料的粒度范围为：镁砂的粒度小于1mm，镁橄榄砂的粒度小于1mm，铝镁尖晶石的粒度范围为 1-3mm，莫来石的粒度范围是1-3mm， 混合粘结剂的粒度小于0.5mm，所有原料称量后充分混匀即制得本发明的炼钢炉喷补料。
本实施例制得的喷补料在电炉炼钢出钢后需要补炉时进行喷补实验，喷补层的厚度控制在20-30mm，喷补结果表明：喷补料的附着率达到91%以上，耐用性达6炉；在炼钢转炉出钢后需要补炉时使用，喷补层的厚度控制在30-35mm，喷补料的附着率高于92%，耐用性大于12炉。
Claims (2)
1.一种炼钢炉补炉用干式喷补料，其特征在于：该喷补料的组成按照重量百分数计算为：镁砂70-80%，镁橄榄砂5-20%，铝镁尖晶石5-20%，莫来石3-10%，粘结剂 3-10%，上述组成的重量百分数之和为100%；镁砂粒度小于1mm，镁橄榄砂粒度小于1mm，铝镁尖晶石粒度 1-3mm，莫来石粒度1-3mm，粘结剂粒度小于0.5mm。
2.如权利要求1所述的一种炼钢炉补炉用干式喷补料，其特征在于：所述粘结剂为工业级别的三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、偏硅酸钠中的一种或其中两种或三种按任意质量比混合的组合物。
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