CN102951918A

CN102951918A - 无碳钢包工作衬用修补料

Info

Publication number: CN102951918A
Application number: CN2012105160370A
Authority: CN
Inventors: 郑吉红; 高永生; 田先明; 蔡仲方; 龚仕顺; 王志强; 蔡长秀; 吕衍秀
Original assignee: Wuhan Iron and Steel Group Corp
Current assignee: Wuhan Iron and Steel Group Corp
Priority date: 2012-12-05
Filing date: 2012-12-05
Publication date: 2013-03-06

Abstract

本发明公开了一种无碳钢包工作衬用修补料，该修补料的各组分含量按重量份数计为：高铝质骨料75～85份、镁砂5～15份、粘结剂3～5份，微粉7～9份。本发明的无碳钢包工作衬用修补料由于采用高铝质骨料及镁砂作为主要原料，辅以一定量的粘结剂，并加入微粉进行促烧，具有粘结性能良好，易于涂抹，高温下容易烧结，较强的抵抗钢水及钢渣的冲刷和侵蚀的性能，有效起到保护工作衬的作用。经过实践使用，效果良好。

Description

无碳钢包工作衬用修补料

技术领域

本发明属于不定型耐火材料技术领域，具体涉及一种炼钢过程中的无碳钢包工作衬用修补料。

背景技术

随着用户对钢材质量要求的不断提高．炼钢厂在冶炼过程中必须进一步控制钢水的洁净度，特别是低碳、超低碳钢同时还应最大限度地避免生产过程的增碳，这对冶炼用盛钢容器提出了更加苛刻的要求。目前国内很多大型钢厂都开始采用无碳钢包工作衬，即用钢包无碳预制块作为钢包包衬，其平均使用寿命达200次以上。

钢包无碳预制块一般为刚玉尖晶石质，在使用过程中由于自身的抗热震性能较差，且容易被碱性钢渣侵蚀，因此在使用过程要进行修补。根据钢包的周转情况一般浇钢25～30次为一个循环即冷修一次，使用寿命达到100次左右时，要开始进行冷修修补。

根据施工工艺要求，无碳钢包工作衬用修补料不仅要求不能引入新的碳源，还要求具有良好的涂抹性能，能够很好的粘附在钢包工作衬上；同时烘烤后还要求具有一定的强度，保证钢水进入钢包时不被冲刷掉，经过钢水的浸泡后能够快速的烧结，抵挡钢渣的侵蚀，起到保护工作衬的作用。但遗憾的是，目前国内大型钢厂的无碳钢包工作衬用修补料一直存在粘结性能不强、涂抹性能不好、抗渣侵蚀性能较差的缺陷。

发明内容

本发明的目的是要提供一种易于涂抹、粘结性好、容易烧结，并能抵御钢水冲刷及耐钢渣侵蚀的钢包工作衬用修补料。

为实现上述目的，本发明的无碳钢包工作衬用修补料按重量份数由下列组份组成：高铝质骨料75～85份、镁砂5～15份、粘结剂3～5份，微粉7～9份。

优选地，所述高铝质骨料为Al₂O₃含量≥85%的特级矾土或刚玉。

优选地，所述镁砂为MgO含量≥95%的中档镁砂、高纯镁砂和电熔镁砂中的一种或两种以上。

优选地，所述粘结剂为广西白泥、糊精和羧甲基盐中的一种或两种以上。

优选地，所述的微粉为氧化铝微粉和二氧化硅微粉中的一种或两种。

优选地，所述高铝质骨料由5mm≥粒度＞3mm、3mm≥粒度＞1mm、1mm≥粒度＞0.088mm和粒度≤0.088mm的四种颗粒级配构成，所述四种颗粒级配在高铝质骨料中的重量百分比含量依次为：20～30%、25～35%、25～35%、5～30%。

优选地，所述镁砂由1≥粒度＞0.088mm和粒度≤0.088mm的两种颗粒级配构成，所述两种颗粒级配在镁砂中的重量百分含量依次为：65～95%和5～35%。

优选地，所述氧化铝微粉中的Al₂O₃含量≥98.5%，二氧化硅微粉中的SiO₂含量≥92%。

优选地，高铝质骨料78份，镁砂10份，微粉8份，粘结剂4份。

本发明的无碳钢包工作衬用修补料各组份的选择以及重量份限定原理如下：

钢包中钢水的温度一般在1550～1600℃。在钢水由转炉倾倒钢包时，钢水对包壁具有一定的冲刷，同时随着钢渣的进入，对包壁也造成了一定的侵蚀。同时在浇钢期间受到钢水和钢渣的化学侵蚀，在这样的反复过程中，包衬反复经受钢渣的侵蚀以及钢水的冲刷。这些因素都会导致耐火材料包衬的快速损毁，在经过修补后，修补料起到与包衬同样的作用，也会受到同样的损毁。

本发明是采用耐高温性能优良、高铝质骨料和镁砂作为主要原料，高铝质骨料加入量在75～85份，镁砂的加入量为5～15份。高铝质耐火材料具有良好的高温强度、耐冲刷性能及热震稳定性，有利于提高修补料的高温性能；镁质耐火材料化学性能相对稳定，对钢渣有较好的抵抗能力，可以明显提高产品的抗侵蚀性能。

根据无碳钢包工作衬的使用情况，发明人发现，在高温时修补料应具有快速烧结的性能，快速烧结后的修补料能够更好地附着在工作衬的表面，在浇钢过程中不容易脱落，从而抵御钢渣的侵蚀。本发明采用加入一定量的微粉（氧化铝微粉或/和二氧化硅微粉），促进修补料烧结，同时微粉的加入也能够增加粘结性，提高修补性能。

发明人发现根据无碳钢包工作衬用修补料施工情况，钢包在修补时，要求修补的物料具有良好的粘附性能，使修补料与钢包工作衬很好的粘结在一起，使用时才不会分层掉落。本发明采用的粘结剂提高粘结性能，所述粘结剂为广西白泥、糊精和羧甲基盐中的一种或两种以上。

发明人还发现：采用上述粘结剂的钢包修补料的粘结性能和烧结性能均良好。如果引入的具有分散和减水性能的粘结剂，如耐火材料中常用的聚合磷酸盐（三聚磷酸钠、六偏磷酸钠等），对修补料料的粘结性能具有很大的影响，发明人曾做过相关实验具体内容如表1所示。

表1 粘结剂种类对无碳钢包工作衬用修补料的性能影响

序号	粘结剂的种类	粘结性能的影响
			1	广西白泥、糊精	粘结性好，容易涂抹
2	广西白泥、羧甲基盐	粘结性好，容易涂抹
			3	广西白泥	粘结性好，容易涂抹
4	广西白泥、糊精，聚合磷酸盐	不易涂抹，有垮塌现象
			5	广西白泥、羧甲基盐、聚合磷酸盐	流动性强，不易涂抹
6	广西白泥、聚合磷酸盐	涂抹后有垮塌，粘结性不强

另一方面，为了更好地保证涂抹性能、高温耐冲刷和抗侵蚀性能，临界颗粒设定不能过大，同时不能过粗或过细，因此选择高铝质骨料粒度为5mm≥粒度＞3mm、3mm≥粒度＞1mm、1mm≥粒度＞0.088mm和粒度≤0.088mm的四种颗粒级配构成，所述四种颗粒级配在高铝质骨料中的重量百分比含量依次为：20～30%、25～35%、25～35%、5～30%。镁砂由1≥粒度＞0.088mm和粒度≤0.088mm的两种颗粒级配构成，所述两种颗粒级配在镁砂中的重量百分含量依次为：65～95%和5～35%。

在生产本发明的无碳钢包工作衬修补料时，将上述原料在强制搅拌器内混合后搅拌均匀、先加骨料，再加细粉、微粉和粘结剂，搅拌3～5min后，物料混合均匀，装入吨袋制得。所述装入吨袋的修补料放在干燥、阴凉处，避免受潮，修补料在钢厂使用时现场加水6～7份，搅拌均匀即可使用。

本发明的无碳钢包工作衬用修补料采用高铝质骨料及镁砂作为主要原料，加入一定量的粘结剂，并加入微粉进行促烧，具有粘结性能良好，易于涂抹；高温下容易烧结，抵抗钢水及钢渣的冲刷和侵蚀的性能，起到保护工作衬的作用。经过实践使用，效果良好。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细描述：

实施例1：

一种钢包工作衬用修补料，其各组分含量按重量份数计为：Al₂O₃含量≥85%的特级矾土75kg，组成情况为：5mm≥粒度＞3mm的为15kg、3mm≥粒度＞1mm的为25Kg、1mm≥粒度＞0.088mm的为22Kg、粒度≤0.088mm的为13Kg；MgO含量≥95%的电熔镁砂13kg，组成情况为：1mm≥粒度＞0.088mm的为9Kg、粒度≤0.088mm的为4Kg；广西白泥3.5kg；糊精0.5kg；二氧化硅微粉3㎏；氧化铝微粉5㎏。

制备工艺：

将上述原料按配方称量，加入强制搅拌器内搅拌，先加骨料，再加细粉、微粉和粘结剂再搅拌3～5min，搅拌均匀即可出料。

实施例2：

一种钢包工作衬用修补料，其各组分含量按重量份数计为：Al₂O₃含量≥85%的刚玉78kg，组成情况为：5mm≥粒度＞3mm的为22kg、3mm≥粒度＞1mm的为20Kg、1mm≥粒度＞0.088mm的为22 Kg、粒度≤0.088mm的为14Kg；MgO含量≥95%的高纯镁砂10kg，组成情况为：1mm≥粒度＞0.088mm的为7Kg、粒度≤0.088mm的为3Kg；广西白泥4kg；二氧化硅微粉3㎏；氧化铝微粉5㎏。

制备工艺：

实施例3：

一种钢包工作衬用修补料，其各组分含量按重量份数计为：Al₂O₃含量≥85%的刚玉85kg，组成情况为：5mm≥粒度＞3mm的为17kg、3mm≥粒度＞1mm的为22Kg、1mm≥粒度＞0.088mm的为24Kg、粒度≤0.088mm的为22Kg；MgO含量≥95%的中档镁砂5kg，组成情况为：1mm≥粒度＞0.088mm的为4Kg、粒度≤0.088mm的为1Kg；广西白泥2.5kg；羧甲基盐0.5kg；二氧化硅微粉4㎏；氧化铝微粉3㎏。

制备工艺：

实施例4：

一种钢包工作衬用修补料，其各组分含量按重量份数计为：Al₂O₃含量≥85%的刚玉75kg；组成情况为：5mm≥粒度＞3mm的为20kg、3mm≥粒度＞1mm的为19Kg、1 mm≥粒度＞0.088mm的为21Kg、粒度≤0.088mm的为15Kg；MgO含量≥95%的电熔镁砂和中档镁砂15kg，组成情况为：1mm≥粒度＞0.088mm的中档镁砂为10Kg、粒度≤0.088mm的电熔镁砂为5Kg；广西白泥2.5kg；羧甲基盐0.5kg；二氧化硅微粉4㎏；氧化铝微粉3㎏。

制备工艺：

表2 各实施例的无碳钢包工作衬用修补料的相关工业试验结果

从表2可以看出，本发明的无碳钢包工作衬用修补料涂抹性能和烧结性能良好，抗渣侵蚀性能较强，满足钢厂使用要求。

Claims

1.一种无碳钢包工作衬用修补料，其特征在于：该修补料的各组分含量按重量份数计为：高铝质骨料75～85份、镁砂5～15份、粘结剂3～5份，微粉7～9份。

2.根据权利要求1所述的无碳钢包工作衬用修补料，其特征在于：所述高铝质骨料为Al₂O₃含量≥85%的特级矾土或刚玉。

3.根据权利要求1或2所述的无碳钢包工作衬用修补料，其特征在于：所述镁砂为MgO含量≥95%的中档镁砂、高纯镁砂和电熔镁砂中的一种或两种以上。

4.根据权利要求1或2所述的无碳钢包工作衬用修补料，其特征在于：所述粘结剂为广西白泥、糊精和羧甲基盐中的一种或两种以上。

5.根据权利要求1或2所述的无碳钢包工作衬用修补料，其特征在于：所述微粉为氧化铝微粉和二氧化硅微粉中的一种或两种。

6.根据权利要求1或2所述的无碳钢包工作衬用修补料：所述高铝质骨料由5mm≥粒度＞3mm、3mm≥粒度＞1mm、1mm≥粒度＞0.088mm和粒度≤0.088mm的四种颗粒级配构成，所述四种颗粒级配在高铝质骨料中的重量百分比含量依次为：20～30%、25～35%、25～35%、5～30%。

7.根据权利要求1或2所述的无碳钢包工作衬用修补料：其特征在于：该修补料的各组分含量按重量份数计为：高铝质骨料78份，镁砂10份，微粉8份，粘结剂4份。

8.根据权利要求3所述的无碳钢包工作衬用修补料：其特征在于：所述镁砂由1≥粒度＞0.088mm和粒度≤0.088mm的两种颗粒级配构成，所述两种颗粒级配在镁砂中的重量百分含量依次为：65～95%和5～35%

9.根据权利要求5所述的无碳钢包工作衬用修补料：其特征在于：所述氧化铝微粉中的Al₂O₃含量≥98.5%，所述二氧化硅微粉中的SiO₂含量≥92%。