CN105367092A

CN105367092A - 一种防粘渣喷涂料

Info

Publication number: CN105367092A
Application number: CN201410439876.6A
Authority: CN
Inventors: 蓝振华; 吴朝齐; 顾燕; 赵玲娣
Original assignee: SHANGHAI CAREER METALLURGICAL FURNACE CO Ltd
Current assignee: SHANGHAI CAREER METALLURGICAL FURNACE CO Ltd
Priority date: 2014-09-01
Filing date: 2014-09-01
Publication date: 2016-03-02

Abstract

本发明涉及一种防粘渣涂料，其特征在于所述涂料的组成为：MgO8-15、Al₂O₃15-25、SiC12-20、SiO₂20-30、Si2-6、C10-20、Fe₂O₃0.5-2；制成涂料是通过乳化机外加22～28％的水搅拌而成，上述的组成均为质量的分数。本发明充分利用耐材料行业和太阳能行业的废弃原料为主原料，利用废弃原料里的碳和碳化硅等对渣的不润湿性能，防止粘渣；利用金属硅与氧反应形成二氧化硅后再与氧化镁反应形成镁橄榄石，或与氧化铝生成莫来石等化学反应，伴随体积膨胀，导致材料疏松而自动脱落或者轻松清除。所述的涂料用于宝钢鱼雷混铁车，宝钢铁水包、上钢五厂VD屏蔽盖及上钢一厂LAST浸渍罩使耐火材料使用寿命；除铁水包外，使用寿命提高50％以上。

Description

一种防粘渣喷涂料

技术领域

本发明涉及一种防粘渣喷涂料，属于耐火材料领域。

背景技术

钢铁行业热工设备如转炉炉口、钢包包口、铁水包口、混铁车兑铁口等经常因为粘渣严重，清渣困难致使耐火材料意外损坏，影响作业率而且劳动强度大，大大降低耐火材料和设备的使用寿命；也会因为粘渣造成设备超重，影响生产正常进行甚至停产。国内外对防粘渣的研究也比较多：米塔尔利用活性石灰、刚玉渣、萤石制成镁质耐火材料具有耐火度高、抗钢渣侵蚀性好、还兼有净化钢水的钢包防粘渣剂，减少钢包或RH浸渍管粘渣；武钢集团公司利用铝碳碳化硅砖废料制作了铁水罐防粘渣涂料，将铁水罐寿命从550炉提高到800炉；浙江自立股份有限公司在2011全国不定形耐火材料学术会议论文集发表文章，称他们研究研究的镁硅质防粘渣涂料，涂料能有效保护炭素不被氧化,本身不与镁碳砖反应,且在高温下因存在较大收缩而与钢渣一起脱落，从而起到防粘渣的作用耐火作用。

在上海，宝钢铁水罐罐口、鱼雷混铁车兑铁口也是严重接渣，利用拆炉机清渣，清渣时间长，劳动强度大，对设备和耐火材料破坏严重，因而防粘渣涂料的研制和应用迫在眉睫，而且意义重大。从而形成本发明的构思。

发明内容

本发明的目的在于提供一种防粘渣喷涂料。本发明基于以下六点认知，提出了一种防粘渣涂料。这六点认知是：

1、利用再生(废弃)含碳耐火材料的石墨碳的不浸润的物理效应，在碳与熔渣之间有很大的润湿角，炉渣的渗透将被限制于脱碳层以内，从而阻止了熔渣通过气孔向砖或浇注料等耐火材料内部侵蚀，达到防止粘渣。(中国钢铁冶金行业每年约产生含碳废弃耐火材料100万吨以上，数量相当巨大，目前很多科研院所和生产单位都在大力研发应用，但中国耐火材料再生利用率不足30％，国外先进水平超过80％，还有很大空间)。

2、利用太阳能行业的切割废料SiSiCar(太阳能行业每年SiSiCar废料上万吨，随着太阳能行业的发展，废料还会增加)中超细金属硅保护废弃耐火材料中的碳元素，减少碳的氧化，充分发挥碳元素的优异性能。从不同物质与氧反应的标准自由能变化与温度的关系可以看出，各物质与氧反应的趋势大小顺序为：

Al₄C₃，Si，C，Si₃N₄，AlN，SiC

即只有Al₄C₃，Si在C氧化前优先与氧反应，所以在受热时SiSiCar中金属硅首先发生氧化反应，形成SiO₂，防止碳的氧化。

Si+O₂＝SiO₂

3、利用太阳能行业的切割废料SiSiCar中超细碳化硅，在金属硅氧化后，外部氧气充足，也会发生氧化，保护废弃耐火材料中的碳元素，减少碳的氧化，充分发挥碳元素的优异性能。在受热时SiSiCar中碳化硅首先发生氧化反应，形成SiO₂，防止碳的氧化。碳化硅本身抗侵蚀性能，以及和渣的润湿角也比较大，抗渣性能优异。

SiC+O₂＝SiO₂+CO₂

因为兑铁口是直接暴露在空气中的，氧比较充足，所以生成CO₂，氧分压不足可能生成CO。

4、微晶石墨(超细土状石墨粉)的引入，填充空隙，减少熔渣或氧气等的渗透，本身也具备石墨的不侵润的优异特性，起到防粘渣的良好作用。

5、利用六偏电离，与整个产品溶液中的其它离子形成离子和电位平衡，以及加入羧甲基纤维素(CMC)，控制溶液不沉降，一个月内沉降小于5％，方便保存和喷涂施工。

6、在1100℃及以上温度，涂料中的氧化镁与二氧化硅，氧化铝与这二氧化硅发生反应，分别生成镁橄榄石和镁铝尖晶石，都伴随较大的体积膨胀，由于防粘渣涂料喷涂于设备兑铁(钢)口和耐火材料表面，防粘渣涂料外面是自由面，没有压力，体积膨胀造成材料内部结构疏松，可与铁(钢)渣一起脱落，或者清渣非常轻松方便。

3Al₂O₃+2SiO₂＝3Al₂O₃.2SiO₂+△V

2MgO+SiO₂＝2MgO.SiO₂+△V

基于以上的认知，本发明提出了一种防粘渣喷涂料，充分利用耐材料行业和太阳能行业的废弃原料为主原料，利用废弃原料里的碳和碳化硅等对渣的不润湿性能，防止粘渣；利用金属硅与氧反应形成二氧化硅后再与氧化镁反应形成镁橄榄石，或与氧化铝生成莫来石等化学反应，伴随体积膨胀，导致材料疏松而自动脱落或者轻松清除。

(一)本发明使用主原料的成分见下表1，表1中未涉及余量分别为烧失量或不可避免的杂质量。

表1防粘渣喷涂料所用主要原料成分：

(二)将从钢铁公司回收的废料进行人工拣选，按照镁碳砖、铝镁碳砖、铝碳碳化硅转进行分类，破碎，磨粉，筛分包装。按下表2的比例配料(重量百分比wt％)，制备成悬浮溶液，到宝钢鱼雷混铁车和铁水包，上钢一厂LAST浸渍罩，上钢五厂VD炉盖等处使用。

表2防粘渣涂料配制比例

注：92硅灰是指SiO₂的含量≥92％(重量百分比)的硅灰。

(三)根据各批次再生回用废弃耐火材料的成分，调节配方，控制防粘渣喷涂料的最终成分如下表3(重量百分比wt％)

表3防粘渣涂料组成控制

	MgO	Al₂O₃	SiC	SiO₂	Si	C	Fe₂O₃
								防粘渣涂料组成	8-15	15-25	12-20	20～30	2-6	10-20	0.5-2

根据上述组成，通过V型搅拌机将粉料搅拌均匀，再通过高效乳化机加水搅拌(外加22～28％，本发明的有点是显而易见的，调节涂料的粘稠度以适用实际使用要求)

本发明的优点是显而易见的：

1、本发明所用的原料来源广泛，价格便宜。

2、本发明所用原料多数是工业废弃材料的再生利用，充分有利环保。

3、适用于铁水包、鱼雷罐、浸渍罩、炉盖、屏蔽盖等冶金设备接触钢(铁)渣的部位防粘渣保护。

4、本发明的防粘渣喷涂料，防止粘渣效果明显，清渣方便(自动脱落)，防止渣对耐火材料的侵蚀，大幅度减少清渣时外力对耐火材料的破坏，大大提高耐火材料的使用寿命，除宝钢铁水包外，在混铁车、LAST浸渍罩、VD屏蔽盖等冶金设备使用，耐火材料使用寿命提高都在50％以上。(详见实施例)尤其是上钢五厂VD屏蔽盖冶金设备上使用寿命提高了113.8％之多，这充分表明本说明提供的涂料的实质性特点和显著的进步。

附图说明

图1鱼雷混铁车不喷涂(兑铁口粘渣严重)；

图2鱼雷混铁车喷涂(兑铁口不粘渣)；

图3未喷涂鱼雷混铁车清渣(清渣困难)；

图4喷涂鱼雷混铁车清渣(轻松)。

具体实施方式

下面通过具体实施例，进一步泛用本发明的实质性特质和显著的进步，但本发明决非仅局限于实施例。

实施例1

本发明提供的防年渣喷涂料的组成为：

MgO	15	Al₂O₃	25	SiC	12
								SiO₂	25	Si	4	C	18	Fe₂O₃	1

实施例2

提供的涂料组成为：

MgO	15	Al₂O₃	20	SiC	12
								SiO₂	30	Si	4	C	18	Fe₂O₃	1

实施例3

提供的涂料组成为：

MgO	8	Al₂O₃	20	SiC	15
								SiO₂	30	Si	6	C	19	Fe₂O₃	2

实施例4

提供的涂料组成为：

MgO	10	Al₂O₃	25	SiC	20
								SiO₂	20	Si	4.5	C	20	Fe₂O₃	0.5

实施例1～4的现场试验的使用结果列表4。

表4防粘渣喷涂料使用结果

从表4可以看出，使用本发明的防粘渣喷涂料后，耐火材料使用寿命大幅度提高。主要原因如下：

在不使用防粘渣喷涂料时，宝钢鱼雷混铁车兑铁口因为严重结渣，采用拆炉机清渣，结渣烧结严重，拆炉机打得直后退，兑铁口的耐火材料破坏厉害，清渣劳动强度大，使用了防粘渣喷涂料后，几乎不结渣，自动脱落，即使少量结渣，清渣也是十分轻松，基本轻轻一碰就掉了。

铁水包也是如此，耐火材料往往被清渣时拉掉或破坏，导致使用寿命降低。使用防粘渣喷涂料后渣不容易粘结，对耐火材料腐蚀减少，清渣时非常轻松，耐火材料基本不受破坏。

LAST浸渍罩和VD屏蔽盖喷涂防粘渣涂料后，不挂渣，耐火材料渣侵蚀减少，也不会因为粘渣太重而大块脱落。从而耐火材料使用寿命大幅度提高。

防粘渣喷涂料防止铁(钢)渣粘结的原理是：利用废弃含碳耐火材料里的石墨碳，以及外加微晶石墨碳粉，与渣的润湿角大，不浸润，不被渣所侵蚀；利用SiSiCar中的金属硅和碳化硅对防粘渣涂料中的碳元素进行保护，使防粘渣喷涂料持久有效，防止结渣烧结粘连；利用防粘渣喷涂料中的氧化铝、氧化镁、氧化硅之间的反应，生成抗渣性能优异的镁铝尖晶石和镁橄榄石等物质，而且产生较大体积膨胀，导致防粘渣喷涂料膨胀，结构疏松，连同渣一起自动脱落。最终达到防止粘渣，清渣轻松方便，提高耐火材料使用寿命的目的。充分说明本发明先前的六点认知是符合客观实践要求的，取得了很好的实践效果。

Claims

1.一种防粘渣涂料，其特征在于所述涂料的组成为：

MgO 8-15 Al₂O₃ 15-25 SiC 12-20 SiO₂ 20-30 Si 2-6 C 10-20 Fe₂O₃ 0.5-2

制成涂料是通过乳化机外加22～28％的水搅拌而成，上述的组成均为质量的分数。

2.按权利要求1所述的涂料，其特征在于能组成中MgO、Al₂O₃、SiC、SiO₂、Si、C和Fe₂O₃来自于再生镁碳砖、再生铝镁碳砖、再生铝镁碳炭化砖砖、SiSiCar超细粉、微晶石墨粉、92云南硅微粉、广西泥、膨润土，它们的质量百分组成分别为：

以上均为质量百分数。

3.按权利要求2所述的涂料，其特征在于所述的原料的组成为：

以上各原料的组成中余量为烧失量及不可避免的杂质量。

4.权利要求1～3中任一项所述的涂料的应用，其特征在于所述的涂料用于宝钢鱼雷混铁车，宝钢铁水包、上钢五厂VD屏蔽盖及上钢一厂LAST浸渍罩，除铁水包外，使耐火材料使用寿命提高50％以上。