CN103613397B

CN103613397B - 钢包包底工作层浇注料及其制备方法

Info

Publication number: CN103613397B
Application number: CN201310659621.6A
Authority: CN
Inventors: 青光红; 陈涛; 吴胜利; 黄国炳; 胡志豪; 郑德明
Original assignee: Panzhihua Gangcheng Group Co Ltd
Current assignee: PANZHIHUA GANGCHENG GROUP RUIKUANG INDUSTRY Co.,Ltd.
Priority date: 2013-12-09
Filing date: 2013-12-09
Publication date: 2015-08-26
Anticipated expiration: 2033-12-09
Also published as: CN103613397A

Abstract

本发明属于钢铁冶炼和耐火材料技术领域，具体涉及钢包包底工作层浇注料及其制备方法。本发明所要解决的问题是现有钢包包底工作层浇注料的使用寿命较短，不能很好地适应各种作业环境，且成本高。本发明解决上述技术问题的技术方案是提供一种钢包包底工作层浇注料。该钢包包底工作层浇注料的原料按重量配比为：均化矾土熟料42～52%、白刚玉36～46%、电熔镁粉5～10%、微硅粉2～4%、α-三氧化二铝微粉2～4%、高铝水泥2～3%、六偏磷酸钠0.15%、防爆纤维0.03%。本发明提供的浇注料能够增加包底工作层的使用寿命，降低成本，为钢包包底工作层浇注料提供了一种新的选择。

Description

钢包包底工作层浇注料及其制备方法

技术领域

本发明属于钢铁冶炼和耐火材料技术领域，具体涉及钢包包底工作层浇注料及其制备方法。

背景技术

目前国内大多数的钢铁企业所采用的钢包包底砌筑结构一般分为三层，分别是钢包包底永久层、耐火砖工作层（耐火砖工作层分为冲击区域和水口区域）、浇注工作层。一般包底永久层采用轻质自流浇注料进行打结，耐火砖工作层采用耐火预制块进行修砌，浇注工作层采用自流浇注料进行浇注。采用这种砌筑结构不仅能够很好的解决全部用耐火砖砌筑所产生的渗钢问题，还能够避免整体采用浇注料打结所造成脱模困难等问题，而且能够提高钢包整体的使用寿命，降低耐火材料消耗，具有良好的使用效果和经济效益。

以攀钢西昌钢钒炼钢厂为例，攀钢西昌钢钒炼钢厂采用的220t钢包包底永久层使用轻质莫来石浇注料进行浇注，使用寿命在1000次左右，耐火砖工作层采用预制块进行修砌，使用寿命在110次左右，浇注工作层采用镁铝尖晶石浇注料进行浇注，浇注厚度100mm左右，使用寿命约40次，这样来说一个钢包的使用周期需要进行2次停小修（所述的停小修是指钢包下线进行冷态修补，一般维修规模较小，主要是修补包底工作层或者修补渣线）。而且在冬天气温较低的环境下使用钢包工作层浇注料，其凝结速度缓慢，增加了钢包修砌施工的时间，不利于生产计划安排。同时，攀钢西昌钢钒炼钢厂现用的镁铝尖晶石浇注料的主要原料为棕刚玉，棕刚玉高温稳定性能较差，而且价格较高。

发明内容

本发明所要解决的问题是现有钢包包底工作层浇注料的使用寿命较短，不能很好地适应各种作业环境，且成本高。

本发明解决上述技术问题的技术方案是提供一种钢包包底工作层浇注料。该钢包包底工作层浇注料的原料按重量配比为：均化矾土熟料42～52%、白刚玉36～46%、电熔镁粉5～10%、微硅粉2～4%、α-三氧化二铝微粉2～4%、高铝水泥2～3%、六偏磷酸钠0.15%、防爆纤维0.03%。

其中，上述钢包包底工作层浇注料中，所述的均化矾土熟料按重量计含有三氧化二铝≥88％、三氧化二铁≤2%，其体积密度≥3.3g/cm³，其粒度分别为12～30mm、8～12mm和3～8mm。其中，上述均化矾土熟料是将矾土矿石经过破碎、细磨并调节三氧化二铝和三氧化二铁等的成分后，加水混炼均匀、挤压成块、高温煅烧而成。所述的混炼是使不同组分和粒度的物料与适量的结合剂经混合和挤压作用，达到分布均匀和充分润湿的制备过程。

其中，上述钢包包底工作层浇注料中，所述的白刚玉按重量计含有三氧化二铝≥98％、三氧化二铁≤0.3%，其体积密度≥3.6g/cm³，其粒度分别为-325目、0～1mm和1～3mm。

其中，上述钢包包底工作层浇注料中，所述的电熔镁粉按重量计含有氧化镁≥97%、氧化钙≤1.5%、二氧化硅≤1.5%，其粒度为-180目。

其中，上述钢包包底工作层浇注料中，所述的微硅粉按重量计含有二氧化硅≥94%，其粒度为-200目。

其中，上述钢包包底工作层浇注料中，所述的α-三氧化二铝微粉按重量计含有三氧化二铝≥99%，其粒度为-200目。

其中，上述钢包包底工作层浇注料中，所述的高铝水泥为通用型高铝水泥，牌号为CA70-G，适合适用于配制各种耐火浇注料和低水泥及超低水泥浇注料。

其中，上述钢包包底工作层浇注料中，所述的六偏磷酸钠的技术标准执行国标HG/2519－1993。所述飞防爆纤维技术标准按照以下要求执行：材质：聚丙烯，外观：白色，比量：0.9～0.92，熔点：155～162℃，酌减量：100%，含水量≤5%，直径：10～18旦尼尔，长度：4～6mm。

作为本发明的优选方案，上述钢包包底工作层浇注料的原料按重量配比为：粒度为12～30mm的均化矾土熟料20～24%、粒度为8～12mm的均化矾土熟料10～14%、粒度为3～8mm的均化矾土熟料11～15%、粒度为-325目的白刚玉18～22%、粒度为0～1mm的白刚玉8～12%、粒度为1～3mm的白刚玉9～13%、电熔镁粉5～10%、微硅粉2～4%、α-三氧化二铝微粉2～4%、高铝水泥2～3%、六偏磷酸钠0.15%、防爆纤维0.03%。

本发明还提供了上述钢包包底工作层浇注料的制备方法，包括以下步骤：

a、以均化矾土熟料作为浇注料的骨料，其他原料为粉料；

b、在搅拌机内先加先加8～12mm和3～8mm的均化矾土熟料骨料，再加入全部粉料，最后加入12～30mm的均化矾土熟料骨料混合搅拌，制成钢包包底工作层浇注料。

其中，钢包包底工作层浇注料的制备方法的步骤b中，物料混合搅拌时间不低于5min。

其中，钢包包底工作层浇注料的制备方法的步骤b中，所述新型钢包包底工作层浇注料的粒度控制在35mm以下。

本发明采用均化矾土熟料生产的钢包包底工作层浇注料，具有成分均匀，高温稳定性好，施工操作便利，成本低等优点，并能够很好的适应各种不同的施工环境。

具体实施方式

钢包包底工作层浇注料的原料按重量配比为：均化矾土熟料42～52%、白刚玉36～46%、电熔镁粉5～10%、微硅粉2～4%、α-三氧化二铝微粉2～4%、高铝水泥2～3%、六偏磷酸钠0.15%、防爆纤维0.03%。

其中，上述钢包包底工作层浇注料中，所述的均化矾土熟料按重量计含有三氧化二铝≥88％、三氧化二铁≤2%，其体积密度≥3.3g/cm³，其粒度分别为12～30mm、8～12mm和3～8mm。其中，上述均化矾土熟料是将矾土矿石经过破碎、细磨并调节好三氧化二铝和三氧化二铁等的成分后，加水混炼均匀、挤压成块、高温煅烧而成。它具有成分稳定、结构均匀、致密度高，性能稳定的特点。所述的混炼是使不同组分和粒度的物料与适量的结合剂经混合和挤压作用，达到分布均匀和充分润湿的制备过程。混炼过程是在混合的同时，促进颗粒接触并塑化的过程，并且是各种成份能够均匀分布的保证。

六偏磷酸钠是一种吸湿性强，易溶于水的玻璃状磷酸盐，是一种优质的减水剂。防爆纤维是以聚丙烯为原料加工生产的，具有较好的分散性，能够提高浇注料高低温时的透气性，可防止钢包包底工作层浇注料在烘烤时发生爆裂。

选取均化矾土熟料作为浇注料的骨料（骨料就是浇注料中起到骨架支撑作用并且颗粒比较大的原料），是因为均化矾土熟料具有成分稳定、结构均匀、致密度高，热稳定性好等特点，是一种生产钢包包底工作层浇注料的优质原材料。每一种粒度的均化矾土熟料必须有连续的粒度级配以保证浇注料的致密度，减少浇注料成型后的显气孔率。

选取电熔镁粉作为浇注料的原料，是由于电熔镁粉中的MgO在高温下会和均化矾土熟料、白刚玉以及α-三氧化二铝微粉中的Al₂O₃发生反应生成镁铝尖晶石。镁铝尖晶石具有良好的抗侵蚀、腐蚀能力，而且具有抗渣性能好，抗磨蚀能力强，热震稳定性好，耐高温等特点。

加入高铝水泥和六偏磷酸钠，能够保证浇注料在低温、潮湿的环境下使用有良好的凝结速率，但是高铝水泥和六偏磷酸钠加入量一定要合适，如果加入量过多会导致浇注料凝结速度过快，加大施工难度。加入防爆纤维便于烘烤时水分的排出，避免产生烘烤裂纹。

上述钢包包底工作层浇注料的制备方法，包括以下步骤：

a、以均化矾土熟料作为浇注料的骨料，其他原料为粉料；

加料顺序为先加一部分骨料再加粉料，最后加入剩余部分的骨料，这样就能够避免再搅拌时粉料结块导致的搅拌不均匀，而且可以减小搅拌时的扬尘。

其中，钢包包底工作层浇注料的制备方法的步骤b中，所述的混合搅拌时间不低于5min，是为了保证所有原料混合均匀，但是混合时间也不能过长，以免影响生产节奏。

本发明实施例中所采用的原料理化指标检测情况见表1。

表1原料理化指标检测情况

实施例中另外所需的原料高铝水泥、六偏磷酸钠以及防爆纤维理化指标均按国家标准执行。

本发明以下实施例中，三氧化二铝的测定方法按GB/T5069；耐火度的测定方法按GB/T7322；体积密度的测定方法按YB/T5200；常温耐压强度的测定方法按YB/T5072；常温抗折强度的测定方法按YB/T3001；线变化率的测定方法按YB/T5203。

实施例1

通过自动配料系统对22%的均化矾土熟料（12～30mm）、12%的均化矾土熟料（8～12mm）、13%的均化矾土熟料（3～8mm）、18%的白刚玉（-325目）、10%的白刚玉（0～1mm）、11%的白刚玉（1～3mm）、7%的电熔镁粉、3%的α-三氧化二铝微粉、2%的微硅粉、2%的高铝水泥、0.15%的六偏磷酸钠以及0.03%的防爆纤维进行称量配料。

在JZC350型搅拌机内先加8～12mm和3～8mm的均化矾土熟料骨料，再加入其他粉料，最后加入12～30mm的均化矾土熟料骨料，混合搅拌5min后，采用自动定量包装机进行包装，包装选取带有塑料内膜衬袋的吨袋（每袋1000Kg），按批次（每批次30吨）对新型钢包包底工作层浇注料进行取样检测，检测合格后运至炼钢厂进行使用。检测结果见表2所示。

表2实施例新型钢包包底工作层浇注料理化检测指标

项目	指标要求	检测结果
			Al₂O₃,%	≥85	86.7
体积密度（110℃×24h），g/cm3	≥2.9	3.02
			耐火度，℃	≥1700	1780
常温耐压强度（1500℃×3h），MPa	≥45	47.3
			常温抗折强度（1500℃×3h），MPa	≥6	6.2
线变化率（1500℃×3h），%	－0.6～＋0.6	-0.12

施工过程中打一个包底工作层平均需使用新型钢包包底工作层浇注料3吨，打结厚度一般在100mm左右，加水量在8～10%时浇注料的流动性较好，利于施工，自然凝结速度能够适应当地的气候环境并能满足施工要求。自然养护24小时后进行小火烘烤10小时，再进行大火烘烤10小时，满足使用要求后上线使用。工作层使用寿命平均为56.5次。使用寿命较长，按照钢包衬砖寿命110次来计算，使用过程中只需要1次停小修，与原来的2次停小修相比不仅降低耐火材料的消耗，而且减少了施工劳动强度。同时减少了耐火材料消耗，降低了生产成本。

实施例2

通过自动配料系统对20%的均化矾土熟料（12～30mm）、14%的均化矾土熟料（8～12mm）、11%重量份的均化矾土熟料（3～8mm）、18%的白刚玉（-325目）、12%的白刚玉（0～1mm）、13%的白刚玉（1～3mm）、5%的电熔镁粉、3%的α-三氧化二铝微粉、2%的微硅粉、2%的高铝水泥、0.15%的六偏磷酸钠以及0.03%的防爆纤维进行称量配料。

在JZC350型搅拌机内先加8～12mm和3～8mm的均化矾土熟料骨料再加入其他粉料，最后加入12～30mm的均化矾土熟料骨料，混合搅拌时间5min后，采用自动定量包装机进行包装，包装选取带有塑料内膜衬袋的吨袋（每袋1000Kg），按批次（每批次30吨）对新型钢包包底工作层浇注料进行取样检测，检测合格后运至炼钢厂进行使用。检测结果见表3所示。

表3实施例新型钢包包底工作层浇注料理化检测指标

项目	指标要求	检测结果
			Al₂O₃,%	≥85	87.5
体积密度（110℃×24h），g/cm3	≥2.9	3.07
			耐火度，℃	≥1700	1795
常温耐压强度（1500℃×3h），MPa	≥45	48.6
			常温抗折强度（1500℃×3h），MPa	≥6	6.4
线变化率（1500℃×3h），%	－0.6～＋0.6	-0.10

施工过程中打一个包底工作层平均使用新型钢包包底工作层浇注料3吨，打结厚度一般在100mm左右，加水量在8～10%时浇注料的流动性较好，利于施工，自然凝结速度能够适应当地的气候环境并能满足施工要求。自然养护24小时后进行小火烘烤10小时，再进行大火烘烤10小时，满足使用要求后上线使用。工作层使用寿命平均57.8次。按照钢包衬砖寿命110次来计算，使用过程中只需要1次停小修，与原来的2次停小修相比不仅降低耐火材料的消耗，而且减少了施工劳动强度，降低了生产成本。

实施例3

通过自动配料系统对24%的均化矾土熟料（12～30mm）、10%的均化矾土熟料（8～12mm）、15%重量份的均化矾土熟料（3～8mm）、22%的白刚玉（-325目）、8%的白刚玉（0～1mm）、9%的白刚玉（1～3mm）、5%的电熔镁粉、3%的α-三氧化二铝微粉、2%的微硅粉、2%的高铝水泥、0.15%的六偏磷酸钠以及0.03%的防爆纤维进行称量配料。

在JZC350型搅拌机内先加8～12mm和3～8mm的均化矾土熟料骨料再加入其他粉料，最后加入12～30mm的均化矾土熟料骨料，混合搅拌时间5min后，采用自动定量包装机进行包装，包装选取带有塑料内膜衬袋的吨袋（每袋1000Kg），按批次（每批次30吨）对新型钢包包底工作层浇注料进行取样检测（检测结果见表4），检测合格后运至炼钢厂进行使用。

表4实施例新型钢包包底工作层浇注料理化检测指标

项目	指标要求	检测结果
			Al₂O₃,%	≥85	88.4
体积密度（110℃×24h），g/cm3	≥2.9	3.12

耐火度，℃	≥1700	1790
			常温耐压强度（1500℃×3h），MPa	≥45	47.8
常温抗折强度（1500℃×3h），MPa	≥6	6.5
			线变化率（1500℃×3h），%	－0.6～＋0.6	-0.08

施工过程中打一个包底工作层平均使用新型钢包包底工作层浇注料3吨，打结厚度一般在100mm左右，加水量在8～10%时浇注料的流动性较好，利于施工，自然凝结速度能够适应当地的气候环境并能满足施工要求。自然养护24小时后进行小火烘烤10小时，再进行大火烘烤10小时，满足使用要求后上线使用。工作层使用寿命平均58.8次。按照钢包衬砖寿命110次来计算，使用过程中只需要1次停小修，与原来的2次停小修相比不仅降低耐火材料的消耗，而且减少了施工劳动强度，降低了生产成本。

本发明提供的钢包包底工作层浇注料，在钢包包底修砌中应用能够增加包底工作层的使用寿命，减少钢包停小修的次数，避免了包壁衬砖多次急冷急热使用寿命降低的问题，并且能够适应多种作业环境，改善施工条件。工作层使用寿命增加，有利于生产计划的安排执行，减少耐火材料消耗，降低吨钢成本消耗；施工条件的改善能够降低工人的劳动强度。因此本发明提供的钢包包底工作层浇注料是一种优质的钢包修砌用散状耐火材料，值得推广应用。

Claims

1.钢包包底工作层浇注料，其特征在于：其原料按重量配比为：粒度为12～30mm的均化矾土熟料20～24％、粒度为8～12mm的均化矾土熟料10～14％、粒度为3～8mm的均化矾土熟料11～15％、粒度为-325目的白刚玉18～22％、粒度为0～1mm的白刚玉8～12％、粒度为1～3mm的白刚玉9～13％、电熔镁粉5～10％、微硅粉2～4％、α-三氧化二铝微粉2～4％、高铝水泥2～3％、六偏磷酸钠0.15％、防爆纤维0.03％；

所述的均化矾土熟料按重量计含有三氧化二铝≥88％、三氧化二铁≤2％，其体积密度≥3.3g/cm³，其粒度分别为12～30mm、8～12mm和3～8mm；

所述的白刚玉按重量计含有三氧化二铝≥98％、三氧化二铁≤0.3％，其体积密度≥3.6g/cm³，其粒度分别为-325目、0～1mm和1～3mm；

所述的电熔镁粉按重量计含有氧化镁≥97％、氧化钙≤1.5％、二氧化硅≤1.5％，其粒度为-180目；

所述的微硅粉按重量计含有二氧化硅≥94％，其粒度为-200目；

所述的α-三氧化二铝微粉按重量计含有三氧化二铝≥99％，其粒度为-200目；

所述钢包包底工作层浇注料的制备方法，包括以下步骤：

a、以均化矾土熟料作为浇注料的骨料，其他原料为粉料；

2.根据权利要求1所述钢包包底工作层浇注料，其特征在于：步骤b中，物料混合搅拌时间不低于5min。

3.根据权利要求1所述钢包包底工作层浇注料，其特征在于：步骤b中，所述新型钢包包底工作层浇注料的粒度控制在35mm以下。