CN103086728B - 一种钢包工作层防爆浇注料 - Google Patents

Abstract

本发明属于钢铁冶金行业中钢包用耐火材料工艺技术领域，公开了一种钢包工作层用防爆浇注料，其特征在于：通过复合防爆剂和复合减水剂在浇注料中的引入，以及调整浇注料基质的组成和配比，改善材料的内部结构，提高材料的透气性和中温强度，可以有效避免浇注料在烘烤过程中的脱皮、剥落甚至爆裂等问题，避免给用户造成损失，同时可以减少烘烤时间，节约能源，减少污染。

Description

一种钢包工作层防爆浇注料

技术领域

本发明属于钢铁冶金行业中钢包用耐火材料工艺技术领域，具体是一种钢包工作层用防爆浇注料。

背景技术

随着炼钢技术设备的大型化、高效化、连铸化以及对省力、节能、降耗的不断发展，对钢包用耐火材料也提出了更高的要求，如何通过自如地运用材质和施工技术，不断地谋求包龄的提高，大幅度地降低单耗。

目前，钢包工作层用低水泥、超低水泥、无水泥型系列浇注料的推广和使用，一方面克服了传统铝镁碳砖使钢水增碳的不足，保证了低碳钢的生产，同时不同程度上提高了钢包的使用寿命，通过采用钢包整体套浇工艺，大大节省了劳动力、减少了耐材的消耗。但另一方面，钢包浇注料在加入微粉后填充浇注料内部的细小孔隙、提高浇注料致密度的同时，也带来了其抗爆裂性能变差、烘烤时问延长等弊端。尤其对大型或超大型钢包整体浇注，其影响尤为显。

因此通过解决钢包浇注料本身透气性能差、中低温强度低的问题，进而解决钢包烘烤过程中经常因水分排出不畅而导致脱皮、剥落甚至爆裂等问题，以达到减少钢包浇注料的烘烤周期、降低烘烤成本、加快钢包周转的目的，具有现实意义。

发明内容

本发明所要解决的根本问题是提高钢包浇注料本身透气性能和中低温强度，解决该问题的技术方案是提供一种钢包工作层用防爆浇注料。本发明不仅能够提高钢包工作层用浇注料的施工性能和使用寿命，同时通过合理级配、控制不同微粉的加入量、添加复合防爆剂、合理利用复合减水剂等措施大大改善钢包工作层用浇注料的防爆裂性能，避免烘烤爆裂，在此基础上减少钢包烘烤时间，节省烘烤成本，有利于节能环保。

本发明技术方案如下：

一种钢包工作层用防爆浇注料，它是以下述原料质量组份配置而成：高铝矾土20-80％，电熔白刚玉0-60％，电熔镁砂3-16％，硅微粉0.5-2％，α-氧化铝微粉3-8％，复合防爆剂适量，复合减水剂适量。

其中，高铝矾土技术指标为Al₂O₃≥87.0％，Fe₂O₃≤1.5％，CaO≤1.0％，体积密度≥3.20g/cm3。

其中，电熔白刚玉技术指标为Al₂O₃≥99.0％，体积密度≥3.50g/cm3。

其中，电熔镁砂技术指标为MgO≥95.0％，SiO₂≤3.0％，CaO≤1.5％，体积密度≥3.10g/cm3。

其中，浇注料中硅微粉和α-氧化铝微粉的添加量须严格控制。

其中，硅微粉技术指标为SiO₂≥92.0％，Al₂O₃≤1.0％。

其中，α-氧化铝微粉技术指标为Al₂O₃≥99％，Fe₂O₃≤0.1％，粒度分布≥5μm10-40％，≤5μm60-90％。

其中，复合防爆剂为：金属铝粉粒度60-200目，0-0.05％；低熔点防爆纤维直径1-8μm，长度2-10mm，熔点85-100℃，质量组份0-0.3％，乳酸铝粉质量组份0-0.15％。

其中，减水剂为有机无机复合减水剂，按质量份数配比为：0.05-0.2％的ADW1，0.05-0.3％的ADS1，0.05-0.1％的三聚磷酸钠。

本发明特点是：

通过选择添加合适粒度、含量和性能的复合防爆剂，包括金属铝粉、低熔点防爆纤维、乳酸铝粉等，从增加浇注料内部的细微孔隙和开口排气孔等角度来改善浇注料的透气性，提高防爆性能。具体的作用机理包括：①浇注料加入金属铝粉后，在钢包养护过程中，金属铝粉与H2O发生如下反应：Al+3H₂O＝Al(OH)₃+3/2H₂↑+954J，在H₂逸出浇注料的同时，在浇注料表面形成了微小的开口排气孔，提高了浇注料的透气性。②乳酸铝的化学式为[Al(OH)₃-x·(CH₂CHOHCOO)X·nH₂O]，主要机理是在养护过程中使浇注料基质凝胶化而产生网状微小裂纹，从而改善浇注料的抗爆裂性。③通过在浇注料中加入低熔点的有机纤维，在烘烤过程中有机纤维受热在85-100℃便发生熔化，从而在浇注料中形成微小的狭长气孔。以上三种方法均需要合理控制防爆剂加入量，加入量过多或者影响浇注料的施工性能，或者导致浇注料的使用性能的下降。

通过合理控制浇注料中硅微粉和α-氧化铝微粉的含量，其中硅微粉质量组份0.5-2％，α-氧化铝微粉质量组份3-8％，这一方面保证了浇注料的致密性、中温强度以及浇注料的抗渣侵蚀性能，另一方面尽量保留浇注料内部的部分细微孔隙，有利于防爆性能的改善。

通过合理的粒度级配以及添加有机无机复合减水剂，来提高钢包工作层用浇注料的流动性，尽可能的减少施工过程中加水量，改善施工性能，减少烘烤过程中的水分排除，这些都有利于浇注料烘烤过程中防爆性能的提高以及浇注料自身物理性能的改善。

本发明产品技术指标

具体实施方式

以下是对发明的制备方法进一步说明，但本发明并不局限于此。

实施例一：钢包工作层用防爆浇注料以下述原料组份配置而成：高铝矾土(Al₂O₃：88.1％，Fe₂O₃：1.1％，CaO：0.7％，体积密度：3.22g/cm³)：30％，电熔白刚玉(Al₂O₃：99.5％，体积密度：3.53g/cm³)：58％，97电熔镁砂(MgO：97.2％，SiO₂：1.8％，CaO：0.5％，体积密度：3.19g/cm³)：4.5％，95硅微粉(SiO₂：95.6％，Al₂O₃：0.6％)：1.1％，α-氧化铝微粉(Al₂O₃：99.7％，Fe₂O₃：0.1％)：6％，复合防爆剂(金属铝粉，0.03％；低熔点防爆纤维，0.1％，乳酸铝粉，0.05％)：0.18％，有机无机复合减水剂(ADW1，0.1％，ADS1，0.1％，三聚磷酸钠，0.1％)：0.3％，分别按该配比将原料进行充分均匀混合。现场实际加水量4.5-5.0％。

该钢包工作层用防爆浇注料在A钢厂精炼钢包上使用，在未增加原材料成本的前提下，比原烘烤时间平均节约30小时，节约烘烤能源超过1/3，浇注料在烘烤过程未出现脱皮、剥落甚至爆裂等问题。钢包使用寿命116炉，满足了钢厂使用要求，使用效果良好。

实施例二：钢包工作层用防爆浇注料以下述原料组份配置而成：钢包工作层用防爆浇注料以下述原料组份(WL％)配置而成：88高铝矾土(Al₂O₃：88.1％，Fe₂O₃：1.1％，CaO：0.7％，体积密度：3.22g/cm³)：66％，电熔白刚玉(Al₂O₃：99.5％，体积密度：3.53g/cm³)：18.5％，96电熔镁砂(MgO：96.4％，SiO₂：2.1％，CaO：0.6％，体积密度：3.14g/cm³)：9.5％，92硅微粉(SiO₂：93.3％，Al₂O₃：0.9％)：2％，α-氧化铝微粉(Al₂O₃：99.7％，Fe₂O₃：0.1％)：4％，复合防爆剂(金属铝粉，0.03％；低熔点防爆纤维，0.1％，乳酸铝粉，0.05％)：0.18％，有机无机复合减水剂(ADW1，0.1％，ADS1，0.1％，三聚磷酸钠，0.1％)：0.3％，分别按该配比将原料进行充分均匀混合。现场实际加水量5.0-6.0％。

该钢包工作层用防爆浇注料在B钢厂非精炼钢包上使用，在未增加原材料成本的前提下，比原烘烤时间平均节约24小时，节约烘烤能源超过1/4，浇注料在烘烤过程未出现脱皮、剥落甚至爆裂等问题。钢包使用寿命128炉，满足了钢厂使用要求，使用效果良好。

以上所述的具体描述，对发明的目的与技术方案作了进一步说明，以上所述仅为本发明的具体实施例，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则内所做的任何修改、等同替代与改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种钢包工作层用防爆浇注料，其特征在于，浇注料以下述重量百分比的原料组份配制而成：

高铝矾土20-80％，所述高铝矾土技术指标为Al₂O₃≥87.0％，Fe₂O₃≤1.5％，CaO≤1.0％，体积密度≥3.20g/cm³；

电熔白刚玉0-60％，所述电熔白刚玉技术指标为Al₂O₃≥99.0％，体积密度≥3.50g/cm³；

电熔镁砂3-16％，所述电熔镁砂技术指标为MgO≥95.0％，SiO₂≤3.0％，CaO≤1.5％，体积密度≥3.10g/cm³；

硅微粉0.5-2％，所述硅微粉技术指标为SiO₂≥92.0％，Al₂O₃≤1.0％；

α-氧化铝微粉3-8％，所述α-氧化铝微粉技术指标为Al₂O₃≥99％，Fe₂O₃≤0.1％，粒度分布≥5μm10-40％，≤5μm60-90％；

复合防爆剂，所述复合防爆剂由以下组分组成：金属铝粉0-0.05％，粒度60-200目；低熔点防爆纤维0-0.3％，直径1-8μm，长度2-10mm，熔点85-100℃；乳酸铝粉0-0.15％；

有机无机复合减水剂0.15-0.6％；

其中，所述电熔白刚玉、金属铝粉、低熔点防爆纤维、乳酸铝粉的重量百分比均不为0。