CN103833385A

CN103833385A - 一种钢包工作层砖防粘渣涂料

Info

Publication number: CN103833385A
Application number: CN201210492617.0A
Authority: CN
Inventors: 蒋鹏; 王涛; 顾汉华; 刘国强
Original assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2012-11-27
Filing date: 2012-11-27
Publication date: 2014-06-04

Abstract

本发明涉及一种钢包工作层砖防粘渣涂料，其成分重量百分比为：菱镁矿粉料65~85%，石英砂粉料8~20%，生粘土粉料3~8%，磷酸盐2~5%，有机结合剂0.5~2%；水，外加，占粉料总重量的30~45%。本发明大部分采用天然原料，价格便宜，来源范围较广，而且反应平衡相熔点较高，在高温下不会形成低熔相，达到防粘渣效果的同时又不会损坏工作层砖。此外，配料中不含碳素，因此也不会产生钢水增碳问题。

Description

一种钢包工作层砖防粘渣涂料

技术领域

本发明涉及冶金精炼钢包用的耐火材料领域，特别涉及一种钢包工作层砖防粘渣涂料。

背景技术

钢包是钢铁生产环节中的一个重要冶金设备，其承接来自转炉、电炉或其它化铁炉的高温铁水，进入下一步的LF、RH等精炼工序，然后再进入连铸平台，在上述过程中，钢包的包口、渣线、熔池和包底均存在与熔渣接触的可能。因高温熔体的喷溅粘附或其自然冷却条件下的凝固粘结，导致与其接触的钢包壁面粘钢或粘渣。尤其在包口位置，因温降最大，熔渣易冷却凝固，因此更易产生结渣现象，导致钢包自重增加、有效容积减少、包口直径缩小等问题，不仅影响吊运行车的运行安全，还会影响到下一步的钢水精炼工艺。

针对粘渣问题，一种方法是对粘渣采用烧氧切割或机械拆除，但这大多会损坏炉衬，影响设备周转频率，而且消耗大量的人力物力；另一种方法是在炉衬表面涂抹或喷涂一层涂料，以隔绝熔渣与炉衬的接触，从而达到防止粘渣的目的，如中国专利号2006100186222所描述的“防粘渣涂料”和中国专利号001159747所描述的“脱渣涂料”。但这些专利要么含有石墨、碳化硅等不易被熔渣润湿的物质，价格较贵，限制了其大范围推广；要么含有低熔点物相，在化渣的同时也损害了炉衬。

发明内容

本发明的目的提出一种钢包工作层砖防粘渣涂料，其大部分采用天然原料，价格便宜，来源范围较广，而且反应平衡相熔点较高，在高温下不会形成低熔相，达到防粘渣效果的同时又不会损坏工作层砖。此外，配料中不含碳素，因此也不会产生钢水增碳问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种钢包工作层砖防粘渣涂料，其成分重量百分比为：菱镁矿粉料65~85%，石英砂粉料8~20%，生粘土粉料3~8%，磷酸盐2~5%，有机结合剂0.5~2%；水，外加，占粉料总重量的30~45%。

进一步，所述的菱镁矿粉、石英砂粉、生粘土粉的粒度为-200目。

又，所述的磷酸盐为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠或磷酸二氢铝粉。

所述的磷酸盐的粒度为-35目。

另外，所述的有机结合剂为黄糊精、羟甲基纤维素和羟乙基纤维素。

优选地，所述的菱镁矿粉的技术指标为：MgCO₃≥75%，SiO₂≤20%，CaO≤3%，重量百分比计。

优选地，所述的石英砂粉技术指标为：SiO₂≥92%，Al₂O₃≤5%，R₂O≤0.3%，重量百分比计。

优选地，所述的生粘土粉技术指标为：Al₂O₃≥42%，SiO₂≤57%，R₂O≤0.3%，重量百分比计。

现场使用时，加水量占粉料总重量的30~45%，搅拌均匀后，机械喷涂或人工涂抹在工作层砖上。

本发明涂料中加入少量磷酸盐，用来改善涂料的分散性、和易性，降低用水量，而且还起到高温粘结剂的作用。

本发明涂料中加入少量有机结合剂，用来提高涂料的稳定性，延长使用保存期，而且还起到常温粘结剂的作用。

本发明涂料在使用过程中发生的基本物理化学变化：一是菱镁矿的分解，方镁石晶体的结晶长大；二是在高温作用下，杂质氧化物之间或杂质氧化物与氧化镁相互作用形成新的矿物；三是石英砂发生晶型转变，粘土转化为莫来石和无定形SiO₂；最终物相主要为镁橄榄石相和镁尖晶石相和方镁石相，各相结合方式为直接结合，反应过程中无液相出现。

本发明涂料的防粘渣机理为：

在高温下，涂料的平衡物相均为高熔点相，能隔离工作层砖与钢渣的接触，而本身也不易被钢渣溶解；涂料本身存在较大的体积收缩和排气反应，故其与工作层之间不会形成牢固的结合，而是与粘附在其表面的熔渣一起脱落，从而达到防粘渣的作用，并且排出的气体可起到搅拌钢水，辅助精炼，均化钢水的作用。

涂抹或喷涂在镁碳砖表面的涂料隔绝了镁碳砖与空气的接触，对镁碳砖基质中的炭素起到了保护作用。在升温过程中，菱镁矿分解为活性氧化镁，石英发生晶型转变，生粘土转化为莫来石和不定形SiO₂，且菱镁矿中的杂质CaO、R₂O会一定程度上阻碍粘土的莫来石化，使其分解，因活性氧化镁绝对过量，所以MgO、SiO₂、A1₂O₃、CaO之间发生复杂的烧结反应和物质迁移，并最终重新析晶出M₂S、MA等。随着温度的继续升高，各晶粒发育长大，而剩余的氧化镁最终转变为方镁石。该涂料若不计灼减成分及杂质成分，其MgO、SiO₂和A1₂O₃的重量百分比分别约为37~58%、28~49%和5~18%，而据MgO-SiO₂-A1₂O₃相图，该配比组成点位于MgO-M₂S-MA三角形内，平衡物相为MgO、M₂S、MA和A₃S₂，无液相出现。钢包工作层砖防粘渣涂料主晶相及其熔点如表1所示。

表1钢包工作层砖防粘渣涂料主晶相及其熔点

主晶相	M₂S	MA	方镁石	A₃S₂
					熔点（℃）	1890	2135	2825	1850

这些物相，都具有高的耐火度、抗碱性渣、氧化铁渣性能优良，荷重软化温度高，烧结性较差的特点，这些特点使本发明防粘渣涂料能很好地隔离镁碳砖与钢渣的接触；又因其平衡物相中还富含方镁石，而本身也不易被钢渣溶解，涂料中其他成分与镁碳砖中MgO也来不及反应（涂料自身分解生成的MgO活性很高，优先反应）；加之涂料本身存在较大的体积收缩和排气反应，故其与镁碳砖之间不会形成牢固的结合，而是与粘附在其表面的熔渣一起脱落，从而达到防粘渣的作用，并且排出的气体可起到搅拌钢水，辅助精炼，均化钢水的作用。

具体实施方式

下面结合实施例进一步说明本发明。

实施例1

本发明钢包工作层砖防粘渣涂料，原料成分重量百分比为：菱镁矿粉料占75%，石英砂粉料占12%，生粘土粉料占8%，三聚磷酸钠占2%，磷酸二氢铝粉占2%，黄糊精占1%。

将上述原料混合并搅拌均匀，再加入35%的水搅拌均匀，利用喷枪喷涂在刚出完钢的钢包包口和渣线砖上，之后钢包每出钢4~5次喷涂一次涂料。结果表明，钢包倒渣顺利，未出现粘渣现象。

实施例2

钢包工作层砖防粘渣涂料成分重量百分比：菱镁矿粉料80%，石英砂粉料9%，生粘土粉料7%，六偏磷酸钠1%，磷酸二氢铝粉2%，羧甲基纤维素1%。

将上述原料混合并搅拌均匀，再加水40%后搅拌均匀，在钢包小修或中修时人工涂刷在钢包包口和渣线上，之后钢包每出钢4～5次热态喷涂一次涂料。结果表明，钢包渣线氧化现象明显减轻，钢包到渣顺利，包口未出现粘渣现象。

其他实施例参见表2。

表2 单位：重量百分比

Claims

1.一种钢包工作层砖防粘渣涂料，其成分重量百分比为：菱镁矿粉料65~85%，石英砂粉料8~20%，生粘土粉料3~8%，磷酸盐2~5%，有机结合剂0.5~2%；水，外加，占粉料总重量的30~45%。

2.如权利要求1所述的钢包工作层砖防粘渣涂料，其特征是，所述的菱镁矿粉、石英砂粉、生粘土粉的粒度为-200目。

3.如权利要求1所述的钢包工作层砖防粘渣涂料，其特征是，所述的磷酸盐为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠或磷酸二氢铝粉。

4.如权利要求1或3所述的钢包工作层砖防粘渣涂料，其特征是，所述的磷酸盐的粒度为-35目。

5.如权利要求1所述的钢包工作层砖防粘渣涂料，其特征是，所述的有机结合剂为黄糊精、羟甲基纤维素和羟乙基纤维素。

6.如权利要求1所述的钢包工作层砖防粘渣涂料，其特征是，所述的菱镁矿粉的技术指标优选为：MgCO₃≥75%，SiO₂≤20%，CaO≤3%，重量百分比计。

7.如权利要求1所述的钢包工作层砖防粘渣涂料，其特征是，所述的石英砂粉技术指标优选为：SiO₂≥92%，Al₂O₃≤5%，R₂O≤0.3%，重量百分比计。

8.如权利要求1所述的钢包工作层砖防粘渣涂料，其特征是，所述的生粘土粉技术指标优选为：Al₂O₃≥42%，SiO₂≤57%，R₂O≤0.3%，重量百分比计。