CN104193360A

CN104193360A - Rh插入管焊补料及rh插入管的焊补方法

Info

Publication number: CN104193360A
Application number: CN201410407294.XA
Authority: CN
Inventors: 郝建璋; 黎建明; 文盛艳
Original assignee: Pangang Group Panzhihua Iron and Steel Research Institute Co Ltd
Current assignee: Pangang Group Panzhihua Iron and Steel Research Institute Co Ltd
Priority date: 2014-08-18
Filing date: 2014-08-18
Publication date: 2014-12-10
Anticipated expiration: 2034-08-18
Also published as: CN104193360B

Abstract

本发明涉及RH插入管焊补料及RH插入管的焊补方法，属于耐火材料技术领域。本发明解决的技术问题是提供RH插入管焊补料。本发明的RH插入管焊补料，由以下重量份的组分组成：金属铝粉5～15份，金属铁粉1～5份、矿化剂2～5份、钒铁渣70～90份。本发明的焊补料及焊补方法可以实现RH插入管的精细焊补，不影响RH插入管的外观，修补质量较好。焊补料可采用粉煤灰和钒铁渣等二次资源，实现了二次资源的高效综合利用，并且降低了焊补料的生产成本，具有较好的环境效益和社会效益。

Description

RH插入管焊补料及RH插入管的焊补方法

技术领域

本发明涉及RH插入管焊补料及RH插入管的焊补方法，属于耐火材料技术领域。

背景技术

RH是一种钢水循环真空脱气装置，RH插入管由于其特殊的使用功能(长时间浸渍钢水及渣液中),对材料的要求更为苛刻。现有的RH插入管一般外管采用刚玉浇注料浇注成型，内管采用镁铬砖套砖，中间为钢制圆筒，在使用过程中，由于高温作用，钢制圆筒膨胀，再加上耐火材料的热震，插入管外管很容易开裂，如果不及时修补，开裂处愈来愈严重，最终损毁。因此，需要及时对RH插入管进行修补。

专利“一种新型RH喷补料”(CN 201210147831.2)公开了一种RH喷补料，以重量百分比的原料组成包括：电熔镁砂、铬矿砂、消石灰、轻质碳酸钙、六偏磷酸钠、硼砂、硅微粉、三聚磷酸钠、羧甲基纤维素，该喷补料成分复杂，且喷补料的修补工艺是采用镁砂修补料半干法喷补，该喷补工艺粗狂，既浪费镁砂喷补料，又得不到良好的修补效果，而且成本较高。

专利“一种焦炉修补用焊补料及修补焦炉的方法”(CN201310385576)公开了一种焦炉修补用焊补料，以重量百分比计由1～3％的金属铝粉、5～8％的金属硅粉、2～5％的矿化剂、65～85％的硅灰或石英粉、以及10～20％的石英砂组成。该焊补料主要用于焦炉的修补，原料中的硅含量较高，并不适用于RH插入管。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供RH插入管焊补料。

本发明的RH插入管焊补料，由以下重量份的组分组成：金属铝粉5～15份，金属铁粉1～5份、矿化剂2～5份、钒铁渣70～90份。

其中，所述金属铝粉的粒度优选为能过150目筛，金属铝含量为98wt％以上。

其中，所述金属铁粉粒度优选为能过150目筛，金属铁含量为98wt％以上。

进一步的，所述矿化剂优选为粉煤灰，粉煤灰粒度能过200目筛。

进一步的，粉煤灰优选由以下重量百分比的组分组成：SiO₂：60～65％，Al₂O₃：25～32％，CaO：1～3％，其余为不可避免的杂质。

其中，所述钒铁渣优选由以下重量百分比的组分组成：Al₂O₃60～70％，MgO10～25％，CaO8～12％，其余为不可避免的杂质。

进一步的，所述钒铁渣的粒度为小于3mm。

所述钒铁渣的粒度组成优选为：粒径为1～3mm的粗颗粒占3～15％，粒径为0.2～1mm的细颗粒占10～30％，粒径<0.2mm的细粉占55～87％。

本发明解决的第二个技术问题是提供RH插入管的焊补方法。

RH插入管的焊补方法为将上述RH插入管焊补料随输送介质喷向待修补的RH插入管并发生氧化反应，形成陶瓷修补层。

进一步的，所述输送介质为高压氧气。

与现有技术相比，本发明的焊补料及焊补方法可以实现RH插入管的精细焊补，不影响RH插入管的外观，修补质量较好。焊补料可采用粉煤灰和钒铁渣等二次资源，实现了二次资源的高效综合利用，并且降低了焊补料的生产成本，具有较好的环境效益和社会效益。

附图说明

图1为本发明RH插入管焊补料的配制工艺图；

图2为本发明RH插入管焊补料的施工工艺的示意图，图中，1-氧气瓶，2-高压软管，3-密封式圆盘给料器，4-混合器，5-焊枪，6-修补体。

具体实施方式

所述金属铝粉的粒度为能过150目筛，金属铝含量为98wt％以上，金属铁粉粒度为能过150目筛，金属铁含量为98wt％以上。金属粉末(包括铝粉和铁粉)为150目以下，可以更好的保证在喷涂过程中尽可能的发热氧化，避免颗粒过大造成氧化不完全，影响焊补层的性能。

矿化剂主要起到高温粘结作用，即耐火骨料通过矿化剂高温熔融形成粘黏，结合为整体，冷却后形成陶瓷状。常用的矿化剂均适用于本发明，为了降低成本，本发明的矿化剂优选为粉煤灰，为了提高粉煤灰的分散性能，以便更好的粘附耐火骨料，粉煤灰的粒度优选为能过200目筛。粉煤灰可以为普通三级粉煤灰，优选由以下重量百分比组分组成的粉煤灰：SiO₂：60～65％，Al₂O₃：25～32％，CaO：1～3％，其余为不可避免的杂质。粉煤灰的熔点为1320～1410℃。

钒铁渣主要起耐火骨料的作用，优选为铝热法钒铁渣，由以下重量百分比的组分组成：Al₂O₃60～70％，MgO10～25％，CaO8～12％，其余为不可避免的杂质。钒铁渣的粒度为小于3mm，将钒铁渣的粒度分为三部分：1～3mm的粗颗粒，0.2～1mm细颗粒和<0.2mm的细粉，优选的粒度分布为：1～3mm粗颗粒3～15％，0.2～1mm细颗粒10～30％，粒径<0.2mm的细粉占55～87％，这样可以保证物料在输送过程中不出现堵料情况，保证物料的分散均匀，提高焊补料的粘附性能，保证焊补层具有较好的致密性能。

本发明的焊补料，其原料组成可分为三个部分，分别为自发热剂、矿化剂、耐火骨料，以下对各组分的用量选择进行说明：自发热剂采用5～15份金属铝粉和1～5份金属铁粉互相配合，采用金属铁粉，可以改善发热剂的燃烧性能，提高火焰温度(1400～1500℃)，若金属铝粉或金属铁粉的含量太低，则焊补料的自发热效果不理想，喷涂温度不能得到保证，若金属铝粉或金属铁粉的含量太高，则容易导致氧化不完全，影响焊补层的品质。矿化剂选用2～5份为宜。若矿化剂太少则不能达到矿化作用，太多将会影响焊补料的粘附性能及焊补层的品质。耐火骨料选用70～90份。

本发明RH插入管焊补料的配制方法为：将5～15份金属铝粉，1～5份金属铁粉、2～5份矿化剂、70～90份耐火骨料混合均匀后密封储存即可，配制工艺详见图1。

采用本发明的焊补料进行RH插入管的修补时，可将焊补料随输送介质喷向待修补的RH插入管并发生氧化反应，形成陶瓷修补层。

输送介质可选用本领域常用的输送气体，优选为高压氧气。

具体的施工工艺为：将焊补料装入密封给料机料仓中，输送介质为瓶装高压氧气，将喷枪伸入700℃以上的热态RH插入管开缝处，枪头对准需要修补的部位，开启焊补机，焊补料与氧气在混合器中充分混匀，由高压氧气输送至枪头，焊补料在高温下发生氧化反应，产生高温，使焊补料呈部分熔融状态，粘附在硅砖表面，形成陶瓷修补层。其施工工艺详见图2。

本发明RH插入管的焊补方法，采用金属铝粉和铁粉的混合物为发热剂，钒铁渣为耐火骨料，粉煤灰为矿化剂，瓶装氧气为载体，焊补料通过密封式给料机进入混合器，高压氧气通过混合器将焊补料带出焊枪，在热态的RH插入管开裂处焊补，在强氧化气氛下，金属铝粉和金属铁粉发热燃烧，形成高温火焰，通过矿化剂的熔融，将耐火成分粘附在一起，形成陶瓷焊补层。该方法可以实现RH插入管的精细焊补，不影响RH插入管的外观，修补质量较好。

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1

按以下配比配制原料：金属铝粉5％、金属铁粉5％，粉煤灰2％，粒度为1～3mm的钒铁渣7％，0.2～1mm的钒铁渣18％，粒度<0.2mm的钒铁渣细粉63％。将上述原料混合均匀后密封储存，得到RH插入管焊补料。

将上述焊补料装入密封给料机料仓中，输送介质为瓶装高压氧气，将喷枪伸入700℃以上的热态RH插入管开缝处，枪头对准需要修补的部位，开启焊补机，焊补料与氧气在混合器中充分混匀，由高压氧气输送至枪头，焊补料在高温下发生氧化反应，产生高温，使焊补料呈部分熔融状态，粘附在硅砖表面，形成陶瓷修补层，达到修补RH插入管的目的。

测定该焊补料的挂料率以及修补层的性能，其结果见表1。其中，挂料率为粘附在耐火材料上的焊补料的质量占总共喷涂的焊补料质量的百分比，通过喷涂试验可以得到该数据，体积密度的测定参照GB/T 2997-2000《致密定形耐火制品体积密度、显气孔率和真气孔率试验方法》，耐压强度测定参照GB/T 5072-2008《耐火材料常温耐压强度试验方法》，耐火度测定参照GB/T 7322-2007《耐火材料耐火度试验方法》。

实施例2～实施例4

采用实施例1的方法，改变焊补料的组分含量，得到不同的焊补料，并将其用于修补RH插入管。将每一组焊补料的性能指标进行比较。表1列出了实施例1～实施例4的焊补料组分含量以及性能指标。

表1

综上所述，本发明采用粉煤灰、钒铁渣等二次资源为原料，实现了二次资源的高效综合利用，并降低了焊补料的生产成本，其成本不超过2500元/吨，原低于市场上的镁砂喷补料(5000元/吨)。且使用本发明的焊补料以及焊补工艺能够实现RH插入管的精细焊补，可降低焊补料的使用量。

Claims

1.RH插入管焊补料，其特征在于，由以下重量份的组分组成：金属铝粉5～15份、金属铁粉1～5份、矿化剂2～5份、钒铁渣70～90份。

2.根据权利要求1所述的RH插入管焊补料，其特征在于：所述金属铝粉的粒度为能过150目筛，金属铝含量为98wt％以上，所述金属铁粉粒度为能过150目筛，金属铁含量为98wt％以上。

3.根据权利要求1所述的RH插入管焊补料，其特征在于：所述矿化剂为粉煤灰，粉煤灰粒度为能过200目筛。

4.根据权利要求3所述的RH插入管焊补料，其特征在于：所述粉煤灰由以下重量百分比的组分组成：SiO₂：60～65％，Al₂O₃：25～32％，CaO：1～3％，其余为不可避免的杂质。

5.根据权利要求1所述的RH插入管焊补料，其特征在于：所述钒铁渣由以下重量百分比的组分组成：Al₂O₃：60～70％，MgO：10～25％，CaO：8～12％，其余为不可避免的杂质。

6.根据权利要求1所述的RH插入管焊补料，其特征在于：所述钒铁渣的粒度为小于3mm。

7.根据权利要求6所述的RH插入管焊补料，其特征在于：所述钒铁渣的粒度组成为：粒径为1～3mm的粗颗粒占3～15％，粒径为0.2～1mm的细颗粒占10～30％，粒径<0.2mm的细粉占55～87％。

8.RH插入管的焊补方法，其特征在于：将权利要求1～7任一项所述的RH插入管焊补料随输送介质喷向待修补的RH插入管并发生氧化反应，形成陶瓷修补层。

9.根据权利要求8所述的RH插入管的焊补方法，其特征在于：所述输送介质为高压氧气。