CN106588034A

CN106588034A - Rh浸渍管热态喷补用修补料及其使用方法

Info

Publication number: CN106588034A
Application number: CN201510658665.6A
Authority: CN
Inventors: 邱文冬; 阮国智; 逯久昌; 朱长江; 窦恒; 崔秀君
Original assignee: Shanghai Baosteel Industry Technological Service Co Ltd
Current assignee: Shanghai Baosteel Industry Technological Service Co Ltd
Priority date: 2015-10-14
Filing date: 2015-10-14
Publication date: 2017-04-26

Abstract

本发明公开了一种RH浸渍管热态喷补用修补料及其使用方法，本修补料包括以下重量份的组分：白刚玉或板状刚玉50~70%、烧结尖晶石或电熔尖晶石20~40%、α-氧化铝微粉8-15%。本方法在修补料中添加硅溶胶作为喷补润湿介质和结合剂，其加入量为修补料总重量的8~15wt%，然后采用半干法工艺喷补RH浸渍管。本修补料及方法提高了修补材料与基体材料的相容性和一致性；解决了现有RH喷补料需长时间烘烤、易炸裂，内壁喷补材料使用时间短等缺陷，提高了RH浸渍管的耐侵蚀性能以及使用寿命，保证了RH真空脱气炉的工作效率。

Description

RH浸渍管热态喷补用修补料及其使用方法

技术领域

本发明涉及耐火材料领域，尤其涉及一种RH浸渍管热态喷补用修补料及其使用方法。

背景技术

RH真空脱气炉最初只是作为脱气装置，当时的耐火材料内衬主要采用粘土砖和高铝砖。现在，RH真空脱气炉功能已经扩展了到了吹氧和喷粉，内衬耐火材料的适用条件变得更为苛刻，因此要选用高级耐火材料。特别是随着特种钢产量的增加，大力推广增大循环流量，大量吹入气体的方法，以进行超低碳钢的稳定生产和高效处理。加大循环流量使耐火材料内衬磨损增加，增加冷风吹入量造成了内衬高温剥落，钢包熔渣吸入量增加又加大了对衬体的结构剥落和侵蚀，所有这些因素都将导致耐火材料的损毁加剧。

RH真空脱气炉由配有浸渍管（上升管和下降管）的真空室和排气系统组成，浸渍管是RH真空脱气炉的重要部分，工作条件非常苛刻。其内管一般用尺寸精确的镁铬砖或镁尖晶石砖砌筑，砖与钢结构间用自流料填充，钢结构外焊有锚固件，并浇注刚玉质耐火材料加以保护。当钢包内的钢水进行真空脱气处理时，首先将浸渍管浸入钢水内，然后将其真空室抽成真空，此时钢水受到105Pa的吸力被吸入真空室，同时从上升管下部1/3处吹入Ar气，由于湍流的作用，形成大量气泡，钢液内的气体则向气泡内扩散，体积成百倍地增大，导致钢液以5 m/s的速度向真空室空间喷去。

RH 浸渍管间歇式的工作带来强烈的热震破坏和钢液的侵蚀，精炼钢水温度一般为1600～1670℃，每次精炼时间为10～15 min。RH 浸渍管无论是由常温至精炼，还是精炼后的冷却，都承受大温度差的冲击，并使材料内存在较大应力，使得耐火材料的使用寿命较低，尤其是浸渍管外衬浇注料。以低水泥、超低水泥作为结合剂的优质Al₂O₃-MgO浇注料作为新一代的RH浸渍管用高档耐火材料，除了具有一般浇注料所具有的整体性好、抗剥落性强等优点外，还具有热震稳定性好，抗侵蚀性强等特点，可以提高窑炉的使用寿命，增加气密性，提高加热速度。总之，浸渍管耐火材料的寿命或耐用性制约了RH一个炉役寿命的长短。

RH真空脱气炉的二支浸渍管插入钢包的钢水和钢渣熔液里进行精炼脱气作业，损坏十分严重，影响整个精炼脱气的作业率。在生产中，对浸渍管的熔损及不均匀损坏要进行修补才能保证生产的顺利进行。如停炉进行冷修，则冷却过程长，且对内衬也不利，因此，热修补是主要维护手段，热修补分热贴补(可塑料热敷)和热喷补两种。热贴补是手工进行，工作条件极差；而热喷补则工作条件较优，易实现机械化、自动化，适于工业生产需要。

采用热态喷补料喷补浸渍管，目前一般采用镁质或镁钙质，一般采用镁砂或镁钙砂为主要原料，硅微粉、磷酸盐和有机物作为复合结合剂，水为润湿剂和喷补介质，中国专利ZL 200810039249.8、ZL201210147831.2和201310326395.X分别公开了镁钙质、镁质和镁铝质修补料，这些系统都需要添加10～20wt%水，喷补完成后，需要在高温下进行30分钟以上时间的大火烘烤，以利于结合剂与水发生水化反应产生结合强度，在RH真空脱气炉使用前，添加的这些水分需要完全排除，在烘烤过程中需要花费大量的燃料，长时间的烘烤影响了RH真空脱气炉的使用效率；同时由于RH浸渍管内部喷补材料与基体材料不能很好结合，喷补材料使用一次就被冲刷，对内部的修补作用没有很好发挥。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种RH浸渍管热态喷补用修补料及其使用方法，本修补料及方法提高了修补材料与基体材料的相容性和一致性；解决了现有RH喷补料需长时间烘烤、易炸裂，内壁喷补材料使用时间短等缺陷，提高了RH浸渍管的耐侵蚀性能以及使用寿命，保证了RH真空脱气炉的工作效率。

为解决上述技术问题，本发明RH浸渍管热态喷补用修补料包括以下重量份的组分：白刚玉或板状刚玉50~70%、烧结尖晶石或电熔尖晶石20~40%、α-氧化铝微粉8-15%。

进一步，所述白刚玉或板状刚玉以粒径为5~3mm的白刚玉或者板状刚玉5~15 %、粒径为 3~1mm的白刚玉或者板状刚玉25~40 %和粒径为1~0.154mm的白刚玉或者板状刚玉10~20 %配比组成。

进一步，所述烧结尖晶石或电熔尖晶石以粒径为0.5~0.154mm的烧结尖晶石或电熔尖晶石 10~20 %和粒径为0.154~0mm的烧结尖晶石或电熔尖晶石10~20 %配比组成。

进一步，所述α-氧化铝微粉的粒径≤2μm。

进一步，所述烧结尖晶石或电熔尖晶石为高纯烧结尖晶石，其中氧化铝含量为75~85wt%、氧化铝和氧化镁总含量大于97wt%。

一种上述修补料的使用方法，将修补料各组分加入搅拌机混合均匀，并且在修补料中添加硅溶胶作为喷补润湿介质和结合剂，其加入量为所述修补料总重量的8~15wt%，然后采用半干法工艺热态喷补RH浸渍管。

进一步，所述硅溶胶中氧化硅含量为18~36wt%。

由于本发明RH浸渍管热态喷补用修补料及其使用方法采用了上述技术方案，即本修补料包括以下重量份的组分：白刚玉或板状刚玉50~70%、烧结尖晶石或电熔尖晶石20~40%、α-氧化铝微粉8-15%。本方法在修补料中添加硅溶胶作为喷补润湿介质和结合剂，其加入量为修补料总重量的8~15wt%，然后采用半干法工艺喷补RH浸渍管。本修补料及方法提高了修补材料与基体材料的相容性和一致性；解决了现有RH喷补料需长时间烘烤、易炸裂，内壁喷补材料使用时间短等缺陷，提高了RH浸渍管的耐侵蚀性能以及使用寿命，保证了RH真空脱气炉的工作效率。

具体实施方式

本发明RH浸渍管热态喷补用修补料包括以下重量份的组分：白刚玉或板状刚玉50~70%、烧结尖晶石或电熔尖晶石20~40%、α-氧化铝微粉8-15%。

优选的，所述白刚玉或板状刚玉以粒径为5~3mm的白刚玉或者板状刚玉5~15 %、粒径为 3~1mm的白刚玉或者板状刚玉25~40 %和粒径为1~0.154mm的白刚玉或者板状刚玉10~20 %配比组成。

优选的，所述烧结尖晶石或电熔尖晶石以粒径为0.5~0.154mm的烧结尖晶石或电熔尖晶石 10~20 %和粒径为0.154~0mm的烧结尖晶石或电熔尖晶石10~20 %配比组成。

优选的，所述α-氧化铝微粉的粒径≤2μm。

优选的，所述烧结尖晶石或电熔尖晶石为高纯烧结尖晶石，其中氧化铝含量为75~85wt%、氧化铝和氧化镁总含量大于97wt%。

一种上述修补料的使用方法，在所述修补料中添加硅溶胶作为喷补润湿介质和结合剂，其加入量为所述修补料总重量的8~15wt%，然后采用半干法工艺喷补RH浸渍管。

优选的，所述硅溶胶中氧化硅含量为18~36wt%。

本修补料选择目前应用性能最好的铝尖晶石材质，原材料为白刚玉或板状刚玉颗粒和细粉、电熔或者烧结铝镁尖晶石颗粒和细粉α-氧化铝微粉。通过半干法工艺进行喷补，硅溶胶为润湿介质和结合剂，喷补后材料由于采用硅溶胶结合，喷补材料具有更好粘附性能，同时实现快速烘烤，降低烘烤能源消耗。喷补材料与RH浸渍管浇注料为同材质，两者具有相同的热膨胀性能，减少了由于RH循环工作时冷热交替造成的喷补材料的脱落；硅溶胶在喷补时作为固相材料的润湿剂和结合剂，由于硅溶胶是热硬性材料，喷补到RH浸渍管基体时迅速硬化，提高了喷补材料与基体的结合力；在升温过程中，硅溶胶在很宽温度范围进行脱水，杜绝了传统喷补材料直接用水作为润湿介质时由于排水造成的材料内部疏松的缺陷，材料的疏松会造成熔渣和钢水的深入，材料的使用寿命降低；在高温时硅溶胶带入的氧化硅会与喷补材料中的氧化铝和氧化镁发生反应，生成堇青石结合相，并伴随膨胀堵塞烘烤脱水产生的微孔，提高了材料的抗侵蚀性能和热稳定性能。

表一示出了实施例1至实施例7修补料的原料配比，表二示出了实施例1至实施例7修补料的材料性能，由表二显示，本修补料在1650℃保温5小时烧成后，材料内部形成致密结合，材料的物相组成为刚玉和尖晶石相，材料具有良好的抗侵蚀性能，在使用过程中能抵抗钢水和熔渣的侵蚀。

表一：

表二

本发明利用铝镁尖晶石材质为RH浸渍管热态喷补料主材质，利用硅溶胶为润湿剂和结合剂，采用半干法喷涂工艺施工，喷补材料具有更好粘附性能，同时实现快速烘烤，节约烘烤的能源消耗。喷补材料与RH浸渍管浇注料为同材质，提高了喷补材料的抗侵蚀性能，且两者具有相同的热膨胀性能，减少了由于RH真空脱气炉循环工作时冷热交替造成的喷补材料的脱落。该材料可实现快速烘烤，提高RH真空脱气炉的使用效率和使用寿命。

Claims

1.一种RH浸渍管热态喷补用修补料，其特征在于：所述修补料包括以下重量份的组分：白刚玉或板状刚玉50~70%、烧结尖晶石或电熔尖晶石20~40%、α-氧化铝微粉8-15%。

2.根据权利要求1所述的RH浸渍管热态喷补用修补料，其特征在于：所述白刚玉或板状刚玉以粒径为5~3mm的白刚玉或者板状刚玉5~15 %、粒径为 3~1mm的白刚玉或者板状刚玉25~40 %和粒径为1~0.154mm的白刚玉或者板状刚玉10~20 %配比组成。

3.根据权利要求1所述的RH浸渍管热态喷补用修补料，其特征在于：所述烧结尖晶石或电熔尖晶石以粒径为0.5~0.154mm的烧结尖晶石或电熔尖晶石 10~20 %和粒径为0.154~0mm的烧结尖晶石或电熔尖晶石10~20 %配比组成。

4.根据权利要求1、2或3所述的RH浸渍管热态喷补用修补料，其特征在于：所述α-氧化铝微粉的粒径≤2μm。

5.根据权利要求1、2或3所述的RH浸渍管热态喷补用修补料，其特征在于：所述烧结尖晶石或电熔尖晶石为高纯烧结尖晶石，其中氧化铝含量为75~85wt%、氧化铝和氧化镁总含量大于97wt%。

6.一种权利要求1至5所述修补料的使用方法，其特征在于：将修补料各组分加入搅拌机混合均匀，并且在修补料中添加硅溶胶作为喷补润湿介质和结合剂，其加入量为所述修补料总重量的8~15wt%，然后采用半干法工艺热态喷补RH浸渍管。

7.根据权利要求6所述的使用方法，其特征在于：所述硅溶胶中氧化硅含量为18~36wt%。