CN102807381A

CN102807381A - 转炉用自流型大面修补料及制备和使用方法

Info

Publication number: CN102807381A
Application number: CN2012102999092A
Authority: CN
Inventors: 王志强; 洪学勤; 雷中兴; 田先明; 郑吉红; 徐超; 姚亚双; 谭喜阳
Original assignee: Wuhan Iron and Steel Group Corp
Current assignee: Wuhan Iron and Steel Group Corp
Priority date: 2012-08-22
Filing date: 2012-08-22
Publication date: 2012-12-05

Abstract

本发明公开了一种转炉用自流型大面修补料及制备和使用方法，该修补料按重量份由下列组份组成：骨料50~70、细粉20~30、微粉10~20、结合剂1~10、促烧剂2~20、防爆剂0.1~0.5、增稠剂0.1~4，且骨料、细粉、微粉、结合剂的重量份之和为100；所述骨料和细粉是MgO含量≥95%的中档镁砂和MgO含量≥92%的一级镁砂中的一种或两种，其粒度分别为0.088mm＜粒度≤5mm和≤0.088mm；所述微粉是SiO₂微粉与活性α-Al₂O₃微粉的混合物。该制备方法包括在强制搅拌机中加入骨料、细粉、微粉及结合剂搅拌5~8min，再加入促烧剂、防爆剂、增稠剂混合3~5min。该使用方法包括将该修补料倒入搅拌机内，干混2~3min，加入8~15%的水，再搅拌4~5min，混合均匀后出料，1h内加入转炉中使用。本发明成本低廉、烧结性能好、使用寿命高、可静置时间长。

Description

转炉用自流型大面修补料及制备和使用方法

技术领域

本发明属于耐火材料技术领域，具体涉及一种转炉用自流型大面修补料及制备和使用方法。

背景技术

转炉炉龄是转炉炼钢中一个重要的技术经济指标，是炼钢厂发挥效益的一个重要因素。提高转炉炉龄不仅可以提高转炉的生产效率，降低耐材消耗，确保连铸机的作业率，同时又可以发挥高炉、炼钢、轧钢等系统的综合效益。

随着转炉溅渣护炉技术的普及推广，转炉炉龄最高可达3~4万炉次。应用溅渣护炉技术之后，转炉炉衬的侵蚀情况也发生了变化，制约炉龄提高的主要因素由炉帽、耳轴等部位侵蚀过快变为转炉前后大面侵蚀过快。因此，加强转炉前后大面维护，以使炉衬达到均衡侵蚀，对于进一步提高转炉炉龄具有十分重要的意义。

目前，应用在转炉大面上的修补料主要有三大种类：1）碳系结合镁碳质修补料：它主要采用焦油、沥青或树脂等作结合剂。从使用效果来看，该大面料烧结时间长为（一般为50-70min左右），使用寿命为20-40炉，施工时冒浓烟、释放大量有毒有害气体，对环境污染严重，不论是烧结时间还是环境污染问题都难以满足钢厂要求。2）无机盐结合镁质修补料：它采用含有结晶水的无机盐作结合剂。它具有烧结时间短（一般为10-15min左右），操作简单，可快速、及时、灵活地补炉，环保无污染等特点。但由于结合剂无机盐中含有较多的碱金属氧化物，因而修补料在高温下液相量较多，高温强度低，耐侵蚀、抗冲刷能力差，其使用寿命相对较低（一般使用寿命为10-20炉左右）。3）湿法水系结合镁质修补料：该类大面修补料具有流动性好，致密度高，烧结时间短（一般为20-25min左右），使用寿命长（一般使用寿命为30-50炉左右），环保无污染，可及时、快速补炉等优点，是一种较理想的大面修补料。例如，中国专利申请“一种环保型水系转炉长寿命自流修补料及其制备方法”（公开号CN101792322A）即涉及到这类自流修补料。但该类大面修补料具有如下缺点：1）采用烧结镁砂、电熔镁砂等高档次镁砂作为主要原料，成本较高，性价比差；2）以烧结镁砂、电熔镁砂等高档次镁砂作为主要原料的大面修补料高温烧结性能不好，高温强度低，抗钢水冲刷性能及钢渣侵蚀性能差，因此使用寿命一般不超过50h；3）大面修补料使用时物料易发生偏析分层现象，从而影响物料的流动性和修补后物料的致密性。

发明内容

本发明的目的就是要解决现有技术存在的不足，提供一种成本较低、烧结性能较好、流动性能较强、使用寿命较长的转炉用自流型大面修补料及制备和使用方法。

为实现上述目的，本发明所提供转炉用自流型大面修补料按重量份由下列组份组成：

骨料50~70、细粉20~30、微粉5~20、结合剂1~10、促烧剂2~10、防爆剂0.1~0.5、增稠剂0.1~4，且骨料、细粉、微粉、结合剂的重量份之和为100；所述骨料是MgO含量≥95%的中档镁砂和MgO含量≥92%的一级镁砂中的一种或两种，其粒度为：0.088mm＜粒度≤5mm；所述细粉为MgO含量≥95%的中档镁砂和MgO含量≥92%的一级镁砂中的一种或两种，其粒度为≤0.088mm；所述微粉是重量比为1~3:1的SiO₂微粉与活性α-Al₂O₃微粉的混合物，所述SiO₂微粉中，SiO₂含量≥92%、粒度≤45μm，所述α-Al₂O₃微粉中，α-Al₂O₃含量≥99%，粒度≤2μm。

近一步地，所述骨料中，按重量配比3mm＜粒度≤5mm的占15~30%、1mm＜粒度≤3mm的占30~45%、0.088mm＜粒度≤1mm的占25~50%。

近一步地，所述微粉是重量比为2∶1的SiO₂微粉与活性α-Al₂O₃微粉的混合物。

进一步地，所述结合剂是六偏磷酸钠和三聚磷酸钠中的一种或两种。

进一步地，所述促烧剂是合成镁钙铁砂和镁橄榄石中的一种或两种，其粒度≤0.088mm。

进一步地，所述合成镁钙铁砂中各组份重量配比为：MgO含量65~74%、CaO含量20~23%，Fe₂O₃含量3~8%；所述镁橄榄石中各组份重量配比为：MgO含量≥40%，SiO₂含量≤42%。

进一步地，所述防爆剂是丙纶纤维和玻璃纤维中的一种或两种。

进一步地，所述增稠剂是糊精、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸钠和粘土中的一种或几种。

上述转炉用自流型大面修补料的制备方法，其步骤如下：按照所述重量配比取骨料、细粉、微粉、结合剂、促烧剂、防爆剂、增稠剂和添加剂，在强制搅拌机中先加入骨料、细粉、微粉及结合剂搅拌5~8min，然后加入促烧剂、防爆剂、增稠剂再混合3~5min，混合均匀即成。

上述转炉用自流型大面修补料的使用方法，其步骤如下：将所述修补料倒入搅拌机内，干混2~3min，加入占修补料总重量8~15%的水，再搅拌4~5min，混合均匀后出料，出料后1h内加入转炉中使用。

本发明的转炉用自流型大面修补料，具有以下优点：

1）成本低廉、烧结性能好

本发明的转炉用自流型大面修补料以价格较低的中档镁砂或者一级镁砂为主要原料，生产成本低廉、烧结性能较好。

2）使用寿命高

微粉采用SiO₂微粉与活性α-Al₂O₃微粉的混合物既可使得物料在加水量较少的情况下，具有良好的流动性，短时间内有效地铺展在转炉的前后大面；又可使α-Al₂O₃微粉与镁砂细粉在高温下发生反应生成高熔点的镁铝尖晶石，增强物料的致密性，提高物料的抗钢水冲刷性能及钢渣侵蚀性能，从而提高其使用寿命至60h以上。

3）可静置时间长：

通过使用增稠剂与镁砂细粉、水发生反应，使得系统粘稠化，可使物料在较长的静置时间内不发生偏析分层现象，使得物料使用时保持良好的流动性和致密性。从钢厂实际使用效果可知，可静置时间长达1h无明显分层。

4）制备方法实用、简单；使用方便。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明转炉大面修补料作进一步详细的说明。

本发明所提供转炉用自流型大面修补料按重量份由下列组份组成：

骨料50~70、细粉20~30、微粉5~20、结合剂1~10、促烧剂2~10、防爆剂0.1~0.5、增稠剂0.1~4，且骨料、细粉、微粉、结合剂的重量份之和为100；所述骨料是MgO含量≥95%的中档镁砂和MgO含量≥92%的一级镁砂中的一种或两种，其粒度为：0.088mm＜粒度≤5mm；所述细粉为MgO含量≥95%的中档镁砂与MgO含量≥92%的一级镁砂中的一种或两种，其粒度为≤0.088mm；所述微粉为重量比为1~3:1的SiO₂微粉与活性α-Al₂O₃微粉的混合物，所述SiO₂微粉中，SiO₂含量≥92%、粒度≤45μm，所述α-Al₂O₃微粉中，α-Al₂O₃含量≥99%，粒度≤2μm。

上述转炉用自流型大面修补料的使用方法，包括将该修补料倒入搅拌机内，干混2~3min，加入修补料总量的8~15%的水，再搅拌4~5min后，混合均匀后出料，出料后1h内加入转炉中使用。

实施例1

本实施例中，转炉用自流型大面修补料各组分的重量份数如下：骨料70、细粉20、微粉5、结合剂5、促烧剂5、防爆剂0.2、增稠剂2。

其中骨料包括：3mm＜粒度≤5mm、1mm＜粒度≤3mm和0.088mm＜粒度≤1mm三个级配的中档镁砂和3mm＜粒度≤5mm、1mm＜粒度≤3mm和0.088mm＜粒度≤1mm三个级配的一级镁砂，占骨料的重量百分比分别为10%、26%、30%和8%、6%及20%。细粉包括：≤0.088mm的中档镁砂粉和≤0.088的一级镁砂粉，占细粉的重量百分比分别为60%和40%。微粉为重量比为2:1的SiO₂微粉与活性α-Al₂O₃微粉的混合物，其中SiO₂微粉中，SiO₂含量≥92%、粒度≤45μm，α-Al₂O₃微粉中，α-Al₂O₃含量≥99%，粒度≤2μm。结合剂为六偏磷酸钠。促烧剂为合成镁钙铁砂和镁橄榄石的混合物，其中，合成镁钙铁砂的MgO含量65~74%，CaO含量：20~23%，Fe₂O₃含量：3~8%，镁橄榄石的MgO含量≥40%，SiO₂含量≤42%。防爆剂为丙纶纤维。增稠剂为糊精与羧甲基纤维素钠的混合物。

本实例的转炉用自流型大面修补料的性能检测结果显示：烧结时间≤15min，流动铺展效果良好，1600℃×3h烧后耐压强度≥80MPa，使用寿命≥60h，有效静置时间为66min。

实施例2

本实施例中，转炉用自流型大面修补料各组分的重量份数如下：骨料60、细粉22、微粉15、结合剂3、促烧剂7、防爆剂0.3、增稠剂3。

其中骨料包括：0.088mm＜粒度≤1mm的中档镁砂和3mm＜粒度≤5mm、1mm＜粒度≤3mm两个级配的一级镁砂，占骨料的重量百分比分别为30%、30%及40%。细粉包括：≤0.088mm的中档镁砂粉和≤0.088的一级镁砂粉，占细粉的重量百分比分别为60%和40%。微粉为重量比为2:1的SiO₂微粉与活性α-Al₂O₃微粉的混合物，其中SiO₂微粉中，SiO₂含量≥92%、粒度≤45μm，α-Al₂O₃微粉中，α-Al₂O₃含量≥99%，粒度≤2μm。结合剂为三聚磷酸钠。促烧剂为合成镁钙铁砂和镁橄榄石的混合物，其中，合成镁钙铁砂的MgO含量65~74%，CaO含量：20~23%，Fe₂O₃含量：3~8%，镁橄榄石的MgO含量≥40%，SiO₂含量≤42%。防爆剂为玻璃纤维。增稠剂为糊精与聚丙烯酸钠的混合物。

本实例的转炉用自流型大面修补料的性能检测结果显示：烧结时间≤15min，流动铺展效果良好，1600℃×3h烧后耐压强度≥82MPa，使用寿命≥60h，有效静置时间为63min。

实施例3

本实施例中，转炉用自流型大面修补料各组分的重量份数如下：骨料50、细粉25、微粉20、结合剂5、促烧剂5、防爆剂0.5、增稠剂1。

其中骨料包括：3mm＜粒度≤5mm、1mm＜粒度≤3mm两个级配的中档镁砂和1mm＜粒度≤3mm和0.088mm＜粒度≤1mm两个级配的一级镁砂，占骨料的重量百分比分别为30%、20%、25%及25%。细粉包括：≤0.088mm的中档镁砂粉和≤0.088的一级镁砂粉，占细粉的重量百分比分别为50%和50%。微粉为重量比为2:1的SiO₂微粉与活性α-Al₂O₃微粉的混合物，其中SiO₂微粉中，SiO₂含量≥92%、粒度≤45μm，α-Al₂O₃微粉中，α-Al₂O₃含量≥99%，粒度≤2μm。结合剂为六偏磷酸钠。促烧剂为合成镁钙铁砂，其中，合成镁钙铁砂的MgO含量65~74%，CaO含量：20~23%，Fe₂O₃含量：3~8%。防爆剂为丙纶纤维。增稠剂为糊精与粘土的混合物。

本实例的转炉用自流型大面修补料的性能检测结果显示：烧结时间≤15min，流动铺展效果良好，1600℃×3h烧后耐压强度≥79MPa，使用寿命≥60h，有效静置时间为65min。

实施例4

本实施例中，转炉用自流型大面修补料各组分的重量份数如下：骨料65、细粉20、微粉10、结合剂5、促烧剂3、防爆剂0.1、增稠剂0.5。

其中骨料包括：3mm＜粒度≤5mm、1mm＜粒度≤3mm和0.088mm＜粒度≤1mm三个级配的中档镁砂，占骨料的重量百分比分别为28%、40%及32%。细粉为≤0.088的一级镁砂粉。微粉中为重量比为1:1的SiO₂微粉与活性α-Al₂O₃微粉的混合物，其中SiO₂微粉中，SiO₂含量≥92%、粒度≤45μm，α-Al₂O₃微粉中，α-Al₂O₃含量≥99%，粒度≤2μm。结合剂为六偏磷酸钠与三聚磷酸钠的混合物。促烧剂为合成镁钙铁砂，其中，合成镁钙铁砂的MgO含量65~74%，CaO含量：20~23%，Fe₂O₃含量：3~8%。防爆剂为丙纶纤维。增稠剂为羧甲基纤维素钠与粘土的混合物。

本实例的转炉用自流型大面修补料的性能检测结果显示：烧结时间≤15min，流动铺展效果良好，1600℃×3h烧后耐压强度≥81MPa，使用寿命≥60h，有效静置时间为66min。

实施例5

本实施例中，转炉用自流型大面修补料各组分的重量份数如下：骨料55、细粉25、微粉10、结合剂10、促烧剂10、防爆剂0.5、增稠剂3。

其中骨料包括：3mm＜粒度≤5mm、1mm＜粒度≤3mm和0.088mm＜粒度≤1mm三个级配的一级镁砂，占骨料的重量百分比分别为30%、40%及30%。细粉为≤0.088的中档镁砂粉。微粉为重量比为3:1的SiO₂微粉与活性α-Al₂O₃微粉的混合物，其中SiO₂微粉中，SiO₂含量≥92%、粒度≤45μm，α-Al₂O₃微粉中，α-Al₂O₃含量≥99%，粒度≤2μm。结合剂为六偏磷酸钠与三聚磷酸钠的混合物。促烧剂为镁橄榄石，其中，镁橄榄石的MgO含量≥40%，SiO₂含量≤42%。。防爆剂为丙纶纤维。增稠剂为羧甲基纤维素钠与聚丙烯酸钠的混合物。

本实例的转炉用自流型大面修补料的性能检测结果显示：烧结时间≤15min，流动铺展效果良好，1600℃×3h烧后耐压强度≥82MPa，使用寿命≥60h，有效静置时间为69min。

Claims

1.一种转炉用自流型大面修补料，其特征在于：该修补料按重量份由下列组份组成：

骨料50~70、细粉20~30、微粉10~20、结合剂1~10、促烧剂2~20、防爆剂0.1~0.5、增稠剂0.1~4，且骨料、细粉、微粉、结合剂的重量份之和为100；所述骨料是MgO含量≥95%的中档镁砂和MgO含量≥92%的一级镁砂中的一种或两种，其粒度为：0.088mm＜粒度≤5mm；所述细粉是MgO含量≥95%的中档镁砂和MgO含量≥92%的一级镁砂中的一种或两种，其粒度≤0.088mm；所述微粉是重量比为1~3∶1的SiO₂微粉与活性α-Al₂O₃微粉的混合物，所述SiO₂微粉中，SiO₂含量≥92%、粒度≤45μm，所述α-Al₂O₃微粉中，α-Al₂O₃含量≥99%，粒度≤2μm。

2.根据权利要求1所述的转炉用自流型大面修补料，其特征在于：所述骨料中，按重量配比3mm＜粒度≤5mm的占15~30%、1mm＜粒度≤3mm的占30~45%、0.088mm＜粒度≤1mm的占25~50%。

3.根据权利要求1或2所述的转炉用自流型大面修补料，其特征在于：所述微粉是重量比为2∶1的SiO₂微粉与活性α-Al₂O₃微粉的混合物。

4.根据权利要求1或2所述的转炉用自流型大面修补料，其特征在于：所述结合剂是六偏磷酸钠和三聚磷酸钠中的一种或两种。

5.根据权利要求1或2所述的转炉用自流型大面修补料，其特征在于：所述促烧剂是合成镁钙铁砂和镁橄榄石中的一种或两种，其粒度≤0.088mm。

6.根据权利要求5所述的转炉用自流型大面修补料，其特征在于：所述合成镁钙铁砂中各组份重量配比为：MgO含量65~74%、CaO含量20~23%，Fe₂O₃含量3~8%；所述镁橄榄石中各组份重量配比为：MgO含量≥40%，SiO₂含量≤42%。

7.根据权利要求1或2所述的转炉用自流型大面修补料，其特征在于：所述防爆剂是丙纶纤维和玻璃纤维中的一种或两种。

8.根据权利要求1或2所述的转炉用自流型大面修补料，其特征在于：所述增稠剂是糊精、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸钠和粘土中的一种或几种。

9.一种权利要求1所述的转炉用自流型大面修补料的制备方法，其特征在于：按照所述重量配比取骨料、细粉、微粉、结合剂、促烧剂、防爆剂、增稠剂和添加剂，在强制搅拌机中先加入骨料、细粉、微粉及结合剂搅拌5~8min，然后加入促烧剂、防爆剂、增稠剂再混合3~5min，混合均匀即成。

10.一种权利要求1所述的转炉用自流型大面修补料的使用方法，其特征在于：将所述修补料倒入搅拌机内，干混2~3min，加入占修补料总重量8~15%的水，再搅拌4~5min，混合均匀后出料，出料后1h内加入转炉中使用。