CN104030712B - Rh喷补料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种RH喷补料及其制备方法，属于冶金生产的炉外精炼领域。本发明所要解决的技术问题是提供一种RH喷补料及其制备方法。本发明RH喷补料，按重量份由以下组分组成：电熔镁砂粗颗粒40～45重量份、电熔镁砂细颗粒10～15重量份、电熔镁砂细粉20～30重量份、纳米二氧化锆2～5重量份、纳米二氧化钛2～6重量份、铝酸钙水泥1～3重量份、硅微粉2～4重量份、α-Al₂O₃2～3重量份和羧甲基纤维素0.05～0.1重量份；本发明RH喷补料不仅性能优越，而且实现了无铬化，完全达到了规定的环境指标和使用要求。

Description

RH喷补料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种RH喷补料及其制备方法，属于冶金生产的炉外精炼领域。

背景技术

1957年德国蒂森钢铁公司发明真空循环脱气－RH法，随后的七十年代和八十年代，日本先后开发了RH-OB法、RH-KTB法以及RH-PB法，不断完善RH的精炼功能。随着市场对钢的洁净度要求越来越高，同时对高品质钢需求的的增加，国内外多数钢厂均配置了RH精炼装置。精炼过程中RH插入管使用条件苛刻，尤其是外层浇注料承受高温钢水的冲刷、熔渣的侵蚀以及急冷急热的热冲击，导致浇注料发生熔损和剥落，直接影响RH插入管的使用寿命和精炼设备的生产效率。

在RH处理过程中，为了延长插入管的使用寿命，采取喷补方式对外层浇注料进行修补，提高插入管整体使用时间和RH作业率。

专利CN201310657388.8将重烧镁砂、95中档镁砂、重烧镁砂240目、羧甲基纤维素、92硅灰、防爆纤维、六偏磷酸钠、泡花碱、消石灰、麻刀、膨润土、硼酸、和铬绿按照不同粒度和重量百分比混合，经过混合搅拌出料制成喷补料。

专利CN201210147831.2发明一种新型RH喷补料,原料组成包括：电熔镁砂粗粉50～60％、电熔镁砂细粉15～30％、铬矿砂10～25％、消石灰0.5～2％、轻质碳酸钙1～5％、六偏磷酸钠1～4％、硼砂2～5％、硅微粉2～4％、三聚磷酸钠0.5～4％、羧甲基纤维素0.005～0.1％，将原料于搅拌设备中混匀即得成品。

现有的喷补料中均添加了铬质原料，铬是一种毒性很大的重金属，容易进入人体细胞，对肝、肾等内脏器官和DNA造成损伤，在人体内蓄积具有致癌性并可能诱发基因突变，并且铬元素排放到水土中容易引起环境污染。

因此，实现喷补料无铬化是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是提供RH喷补料。

RH喷补料，按重量份由以下组分组成：电熔镁砂粗颗粒40～45重量份、电熔镁砂细颗粒10～15重量份、电熔镁砂细粉20～30重量份、纳米二氧化锆2～5重量份、纳米二氧化钛2～6重量份、铝酸钙水泥1～3重量份、硅微粉2～4重量份、α-Al₂O₃2～3重量份和羧甲基纤维素0.05～0.1重量份；

其中，所述电熔镁砂粗颗粒的粒度为1～3mm，0.074mm≤电熔镁砂细颗粒的粒度＜1mm，电熔镁砂细粉的粒度＜0.074mm，纳米二氧化锆的粒度为30～80nm，纳米二氧化钛的粒度为20～60nm。

进一步地，为了使本发明喷补料有更好的性能，优选本发明RH喷补料，按重量份由以下组分组成：电熔镁砂粗颗粒40～43重量份、电熔镁砂细颗粒10～15重量份、电熔镁砂细粉25～30重量份、纳米二氧化锆3～5重量份、纳米二氧化钛6重量份、铝酸钙水泥3重量份、硅微粉2～3重量份、α-Al₂O₃3重量份和羧甲基纤维素0.08～0.1重量份。

进一步地，为了使本发明喷补料有更好的性能，优选本发明RH喷补料，按重量份由以下组分组成：电熔镁砂粗颗粒40重量份、电熔镁砂细颗粒10重量份、电熔镁砂细粉30重量份、纳米二氧化锆5重量份、纳米二氧化钛6重量份、铝酸钙水泥3重量份、硅微粉3重量份、α-Al₂O₃3重量份和羧甲基纤维素0.1重量份。

进一步地，从成本和性能考虑，为了使本发明喷补料有更好的性能并且成本合理，优选所述电熔镁砂，其化学成分为MgO＞95wt％，Al₂O₃＜1.0wt％，SiO₂＜2.0wt％，CaO＜2.0wt％；所述电熔镁砂的体积密度＞3.3g/cm³，耐火度＞1780℃；

电熔镁砂粗颗粒、电熔镁砂细颗粒、电熔镁砂细粉三者的是同一原料，只是粒径不同。

所述纳米二氧化锆中ZrO₂的含量＞97wt％；

所述纳米二氧化钛中TiO₂的含量＞95wt％；

所述铝酸钙水泥：氧化铝含量为70～80wt％的铝酸钙水泥；

所述硅微粉中SiO₂的含量＞95wt％；

所述α-Al₂O₃的纯度＞98wt％；

所述羧甲基纤维素为工业级纯。

本发明所要解决的第二个技术问题是提供本发明RH喷补料的制备方法。

按原料配比，先取纳米二氧化锆、纳米二氧化钛、铝酸钙水泥、硅微粉、α-Al₂O₃混合，搅拌混匀，得到备用混合物料；

取电熔镁砂粗颗粒、电熔镁砂细颗粒、电熔镁砂细粉混合，搅拌混匀，得到镁砂物料；

将备用混合物料与镁砂物料混合，再加入羧甲基纤维素并搅拌混匀，即得RH喷补料。

本发明RH喷补料采用现在的湿法喷补技术，加水量控制在喷补料的15～25wt％，进行喷补操作。

本发明具有如下有益效果：

采用本发明原料制得的RH喷补料，相比于现有技术，本发明RH喷补料不仅生产方法简单、耐侵蚀、抗渗透性好，采用本发明制得的RH喷补料喷补RH插入管，RH插入管可使用90次以上,每喷补一次用5～7炉，最主要是本发明RH喷补料并未采用含铬物料，实现了喷补料的无铬化。本发明且在使用过程中无异味，不产生浓烟，完全达到了规定的环境指标和使用要求。

具体实施方式

本发明所要解决的第一个技术问题是提供RH喷补料。

RH喷补料，按重量份由以下组分组成：电熔镁砂粗颗粒40～45重量份、电熔镁砂细颗粒10～15重量份、电熔镁砂细粉20～30重量份、纳米二氧化锆2～5重量份、纳米二氧化钛2～6重量份、铝酸钙水泥1～3重量份、硅微粉2～4重量份、α-Al₂O₃2～3重量份和羧甲基纤维素0.05～0.1重量份；

其中，所述电熔镁砂粗颗粒的粒度为1～3mm，0.074mm≤电熔镁砂细颗粒的粒度＜1mm，电熔镁砂细粉的粒度＜0.074mm，纳米二氧化锆的粒度为30～80nm，纳米二氧化钛的粒度为20～60nm。

进一步地，为了使本发明喷补料有更好的性能，优选本发明RH喷补料，按重量份由以下组分组成：电熔镁砂粗颗粒40～43重量份、电熔镁砂细颗粒10～15重量份、电熔镁砂细粉25～30重量份、纳米二氧化锆3～5重量份、纳米二氧化钛6重量份、铝酸钙水泥3重量份、硅微粉2～3重量份、α-Al₂O₃3重量份和羧甲基纤维素0.08～0.1重量份。

进一步地，为了使本发明喷补料有更好的性能，优选本发明RH喷补料，按重量份由以下组分组成：电熔镁砂粗颗粒40重量份、电熔镁砂细颗粒10重量份、电熔镁砂细粉30重量份、纳米二氧化锆5重量份、纳米二氧化钛6重量份、铝酸钙水泥3重量份、硅微粉3重量份、α-Al₂O₃3重量份和羧甲基纤维素0.1重量份。

进一步地，从成本和性能考虑，为了使本发明喷补料有更好的性能并且成本合理，优选所述电熔镁砂，其化学成分为MgO＞95wt％，Al₂O₃＜1.0wt％，SiO₂＜2.0wt％，CaO＜2.0wt％；所述电熔镁砂的体积密度＞3.3g/cm³，耐火度＞1780℃；

电熔镁砂粗颗粒、电熔镁砂细颗粒、电熔镁砂细粉三者的是同一原料，只是粒径不同。

所述纳米二氧化锆中ZrO₂的含量＞97wt％；

所述纳米二氧化钛中TiO₂的含量＞95wt％；

所述铝酸钙水泥：氧化铝含量为70～80wt％的铝酸钙水泥；

所述硅微粉中SiO₂的含量＞95wt％；

所述α-Al₂O₃的纯度＞98wt％；

所述羧甲基纤维素为工业级纯。

本发明所要解决的第二个技术问题是提供本发明RH喷补料的制备方法。

按原料配比，先取纳米二氧化锆、纳米二氧化钛、铝酸钙水泥、硅微粉、α-Al₂O₃混合，搅拌混匀，得到备用混合物料；

取电熔镁砂粗颗粒、电熔镁砂细颗粒、电熔镁砂细粉混合，搅拌混匀，得到镁砂物料；

将备用混合物料与镁砂物料混合，再加入羧甲基纤维素并搅拌混匀，即得RH喷补料。

本发明RH喷补料采用现在的湿法喷补技术，加水量控制在喷补料的15～25wt％，进行喷补操作。

下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的描述，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

实施例1RH喷补料的制备

先按纳米二氧化锆2重量份、纳米二氧化钛2重量份、铝酸钙水泥(牌号为C-CA-70)2重量份、硅微粉4重量份、α-Al₂O₃2重量份，进行配料，然后在搅拌设备中搅拌15min混匀，得到备用混合物料；

然后称量电熔镁砂粗颗粒45重量份、电熔镁砂细颗粒15重量份、电熔镁砂细粉28重量份在另一搅拌设备中混炼10min，得镁砂物料；

将备用混合物料倒入镁砂物料中，加入羧甲基纤维素0.07重量份，搅拌15min混匀，即得产品。

实施例2RH喷补料的制备

先按纳米二氧化锆5重量份、纳米二氧化钛6重量份、铝酸钙水泥(牌号为C-CA-80)3重量份、硅微粉3重量份、α-Al₂O₃3重量份，进行配料，然后在搅拌设备中搅拌17min混匀，得到备用混合物料；

然后称量电熔镁砂粗颗粒40重量份、电熔镁砂细颗粒10重量份、电熔镁砂细粉30重量份在另一搅拌设备中混炼15min，得镁砂物料；

将备用混合物料倒入镁砂物料中，加入羧甲基纤维素0.1重量份，搅拌17min混匀，即得产品。

实施例3RH喷补料的制备

先按纳米二氧化锆5重量份、纳米二氧化钛4重量份、铝酸钙水泥(牌号为C-CA-75)1重量份、硅微粉4重量份、α-Al₂O₃3重量份，进行配料，然后在搅拌设备中搅拌20min混匀，得到备用混合物料；

然后称量电熔镁砂粗颗粒45重量份、电熔镁砂细颗粒14重量份、电熔镁砂细粉20重量份在另一搅拌设备中混炼15min，得镁砂物料；

将备用混合物料倒入镁砂物料中，加入羧甲基纤维素0.05重量份，搅拌20min混匀，即得产品。

实施例4RH喷补料的制备

先按纳米二氧化锆3重量份、纳米二氧化钛6重量份、铝酸钙水泥(牌号为C-CA-70)3重量份、硅微粉2重量份、α-Al₂O₃3重量份，进行配料，然后在搅拌设备中搅拌20min混匀，得到备用混合物料；

然后称量电熔镁砂粗颗粒43重量份、电熔镁砂细颗粒15重量份、电熔镁砂细粉25重量份在另一搅拌设备中混炼10min，得镁砂物料；

将备用混合物料倒入镁砂物料中，加入羧甲基纤维素0.08重量份，搅拌17min混匀，即得产品。

将实施例1～4制得的本发明RH喷补料与水分别通过喷枪对准插入管进行喷补，水的量为喷补料质量的15～25wt％。采用上述喷补料喷补了的插入管的使用寿命分别为92、98、90、95次，插入管的使用寿命不低于现有含铬喷补料。

Claims (5)

1.RH喷补料，其特征在于：按重量份由以下组分组成：电熔镁砂粗颗粒40～45重量份、电熔镁砂细颗粒10～15重量份、电熔镁砂细粉20～30重量份、纳米二氧化锆2～5重量份、纳米二氧化钛2～6重量份、铝酸钙水泥1～3重量份、硅微粉2～4重量份、α-Al₂O₃2～3重量份和羧甲基纤维素0.05～0.1重量份；

其中，所述电熔镁砂粗颗粒的粒度为1～3mm，0.074mm≤电熔镁砂细颗粒的粒度＜1mm，电熔镁砂细粉的粒度＜0.074mm，纳米二氧化锆的粒度为30～80nm，纳米二氧化钛的粒度为20～60nm。

2.根据权利要求1所述的RH喷补料，其特征在于：电熔镁砂粗颗粒40～43重量份、电熔镁砂细颗粒10～15重量份、电熔镁砂细粉25～30重量份、纳米二氧化锆3～5重量份、纳米二氧化钛6重量份、铝酸钙水泥3重量份、硅微粉2～3重量份、α-Al₂O₃3重量份和羧甲基纤维素0.08～0.1重量份。

3.根据权利要求2所述的RH喷补料，其特征在于：电熔镁砂粗颗粒40重量份、电熔镁砂细颗粒10重量份、电熔镁砂细粉30重量份、纳米二氧化锆5重量份、纳米二氧化钛6重量份、铝酸钙水泥3重量份、硅微粉3重量份、α-Al₂O₃3重量份和羧甲基纤维素0.1重量份。

4.根据权利要求1～3任一项所述的RH喷补料，其特征在于：

所述电熔镁砂，其化学成分为MgO＞95wt％，Al₂O₃＜1.0wt％，SiO₂＜2.0wt％，CaO＜2.0wt％；所述电熔镁砂的体积密度＞3.3g/cm³，耐火度＞1780℃；

所述纳米二氧化锆中ZrO₂的含量＞97wt％；

所述纳米二氧化钛中TiO₂的含量＞95wt％；

所述铝酸钙水泥：氧化铝含量为70～80wt％的铝酸钙水泥；

所述硅微粉中SiO₂的含量＞95wt％；

所述α-Al₂O₃的纯度＞98wt％；

所述羧甲基纤维素为工业级纯。

5.权利要求1～4任一项所述的RH喷补料的制备方法，其特征在于：

按原料配比，先取纳米二氧化锆、纳米二氧化钛、铝酸钙水泥、硅微粉、α-Al₂O₃混合，搅拌混匀，得到备用混合物料；

取电熔镁砂粗颗粒、电熔镁砂细颗粒、电熔镁砂细粉混合，搅拌混匀，得到镁砂物料；

将备用混合物料与镁砂物料混合，再加入羧甲基纤维素并搅拌混匀，即得RH喷补料。