CN107500786B - 一种无碳钢包用喷补料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种无碳钢包用喷补料及其制备方法和应用，所述喷补料主要由以下重量份原料制备而成：刚玉32～35份、尖晶石40～45份、α‑Al2O3微粉5～12份、结合剂8.5～12份、防爆剂0.09～3份和保塌剂0.01～1份。本发明所述无碳钢包用喷补料，具有粘性好、高温抗压、抗折性强，不会引入碳杂质的优点。本发明所述无碳钢包喷补料在冷修时可以对局部熔损过快，残厚不够的部位直接进行喷补修补，有效延长无碳钢包的使用寿命，在使用过程表现出良好的抗钢水侵蚀性能和冲刷性能。可以显著降低吨钢的耐材消耗，同时降低工人的劳动强度，提高企业的经济效益，具有重大的的经济意义。
Description
技术领域
本发明涉及钢铁冶炼领域，具体而言，涉及一种无碳钢包用喷补料及其制备方法和应用。
背景技术
钢包，又名钢水包，最初用于炼钢厂、铸造厂在平炉、电炉或转炉前承接钢水、进行浇注作业，只是作为钢水连铸作业线上的传输装置。而随着炉外精炼和连铸技术的发展，利用钢包进行二次精炼已经成为各大钢厂的主流工艺，是高质量钢生产的关键环节。同时，为了满足用户对高纯度、高洁净度低碳钢的要求，炼钢厂在冶炼过程中必须进一步控制钢水的洁净度，特别是低碳、超低碳钢同时还应最大限度地避免生产过程的增碳，这对冶炼用盛钢容器提出了更加苛刻的要求。目前国内很多大型钢厂都开始采用无碳钢包工作衬，即用钢包无碳预制块作为钢包。
而高的出钢温度和钢水在钢包中时间的延长，尤其是存在不均衡熔损。导致钢包耐材使用寿命不同步，严重影响钢包的使用，因此在使用过程要对熔损的钢包进行修补。
根据施工工艺要求，无碳钢包工作衬用喷补料不仅要求不能引入新的碳源，还要求具有良好的涂抹性能，能够很好的粘附在钢包工作衬上；同时烘烤后还要求具有一定的强度，保证钢水进入钢包时不被冲刷掉，经过钢水的浸泡后能够快速的烧结，抵挡钢渣的侵蚀，起到保护工作衬的作用。但遗憾的是，目前国内大型钢厂的无碳钢包工作衬用喷补料一直存在粘结性能不强、耐压和高温抗折能力较差的缺陷。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种无碳钢包用喷补料，所述喷补料具有粘性好、高温抗压、抗折性强，不会引入碳杂质的优点。
本发明的第二目的在于提供一种所述的无碳钢包用喷补料的制备方法，该方法通过简单地混合即可得到无碳钢包用喷补料，其操作方法简单易行，便于规模化生产。
本发明的第三目的在于提供一种上述喷补料在修补无碳钢包中的应用，通过上述喷补料的使用可以有效延长无碳钢包的使用寿命，提高钢铁冶炼的经济效益。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
一种无碳钢包用喷补料，所述喷补料主要由以下重量份原料制备而成：
刚玉32～35份、尖晶石40～45份、α-Al2O3微粉5～12份、结合剂8.5～12份、防爆剂0.09～3份和保塌剂0.01～1份。
本发明所述喷补料主要由刚玉、尖晶石、α-Al2O3微粉、结合剂、防爆剂和保塌剂组成。本发明所述喷补料以刚玉、尖晶石和α-Al2O3微粉为主料，刚玉主要含有氧化铝，尖晶石含镁铝氧化物，刚玉、尖晶石和α-Al2O3微粉能够形成铝、或铝和镁的同质耐火材料，使本发明所述喷补料具有良好的耐火、抗冲刷、抗侵蚀性能。同时，无碳钢包工作衬的主要原料也是刚玉和尖晶石，因此，本发明所述喷补料还具有与无碳钢包的工作残衬的结合性能好的优点。而结合剂、防爆剂和保塌剂的加入，能够使喷补料具有足够的强度、附着性能和抗冲击力。另外，本发明所述喷补料中各原料配伍得当、配比合理，具有功能互补、协同增效的作用，进一步增强所述喷补料耐火、耐高温、抗压、抗折、抗腐蚀和冲击等功能。
总而言之，发明所述无碳钢包喷补料在冷修时可以对局部熔损过快，残厚不够的部位直接进行喷补修补，有效延长无碳钢包的使用寿命，在使用过程表现出良好的抗钢水侵蚀性能和冲刷性能。可以显著降低吨钢的耐材消耗，同时降低工人的劳动强度，提高企业的经济效益，具有重大的的经济意义。
在一些具体的实施方式中，所述喷补料主要由以下重量份原料制备而成：刚玉33～35份、尖晶石42～45份、α-Al2O3微粉7～12份、结合剂10～12份、防爆剂0.5～3份和保塌剂0.05～1份。
在一些具体的实施方式中，所述喷补料主要由以下重量份原料制备而成：刚玉34～35份、尖晶石43～45份、α-Al2O3微粉10～12份、结合剂10～11份、防爆剂1～3份和保塌剂0.07～1份。
在一些具体的实施方式中，所述喷补料主要由以下重量份原料制备而成：刚玉35份、尖晶石45份、α-Al2O3微粉8份、结合剂10.5份、防爆剂1份和保塌剂0.5份。
在一些具体的实施方式中，按重量份计，所述刚玉包括16～20份5～3mm的刚玉以及12～15份3～1mm的刚玉。
在一些具体的实施方式中，按重量份计，按重量份计，所述刚玉包括20份5～3mm的刚玉以及15份3～1mm的刚玉。
在一些具体的实施方式中，所述刚玉选自板状刚玉、电熔白刚玉、亚白刚玉、棕刚玉、致密刚玉中的一种或多种，优选地，所述刚玉为板状刚玉，更优选地，所述板状刚玉中Al2O3的含量≥99.5％。
在一些具体的实施方式中，按重量份计，按重量份计，所述尖晶石包括20～25份1～0mm的尖晶石和20～25份粒度小于325目的尖晶石。
在一些具体的实施方式中，所述尖晶石包括20份1～0mm的尖晶石和23份粒度小于325目的尖晶石。
在一些具体的实施方式中，所述尖晶石的Al2O3的含量≥78％，MgO含量≥21％。
在一些具体的实施方式中，所述防爆剂选自有机纤维、金属铝粉、乳酸铝或偶氮酰氨中的一种或多种。
在一些具体的实施方式中，所述防爆剂优选由有机纤维和金属铝粉组成。
在一些具体的实施方式中，所述有机纤维和所述金属铝粉的质量比为0.01～1：0.08～2。
在一些具体的实施方式中，更优选地，所述有机纤维和所述金属铝粉的质量比为1:1。
在一些具体的实施方式中，所述保塌剂选自聚羧酸盐类保塌剂、萘系保塌剂或硼砂中的一种或多种。
在一些具体的实施方式中，所述保塌剂为聚羧酸盐类水泥用保塌剂。
在一些具体的实施方式中，所述结合剂选自铝酸钙水泥、六偏磷酸钠、水合氧化铝、水玻璃、铝溶胶中的一种或多种。
在一些具体的实施方式中，所述结合剂由铝酸钙水泥和六偏磷酸钠组成。
在一些具体的实施方式中，所述铝酸钙水泥和所述六聚偏磷酸钠的质量比为8～10：0.5～2。
在一些具体的实施方式中，所述铝酸钙水泥和所述六聚偏磷酸钠的质量比为20：1。
本发明还涉及上述喷补料的制备方法，所述方法通过将所述原料混合均匀即获得所述无碳钢包用喷补料。
本发明所述制备方法，通过简单地混合即可得到无碳钢包用喷补料，其操作方法简单易行，便于规模化生产。
本发明还涉及上述喷补料在修补无碳钢包中的应用。
本发明所述应用可以有效延长无碳钢包的使用寿命，提高钢铁冶炼的经济效益。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1)、本发明所述无碳钢包用喷补料，具有粘性好、高温抗压、抗折性强，不会引入碳杂质的优点。本发明所述无碳钢包喷补料在冷修时可以对局部熔损过快，残厚不够的部位直接进行喷补修补，有效延长无碳钢包的使用寿命，在使用过程表现出良好的抗钢水侵蚀性能和冲刷性能。可以显著降低吨钢的耐材消耗，同时降低工人的劳动强度，提高企业的经济效益，具有重大的的经济意义。
2)、本发明所述制备方法，通过简单地混合即可得到无碳钢包用喷补料，其操作方法简单易行，便于规模化生产。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
实施例1
一种无碳钢包用喷补料，由以下原料组成：
5～3mm的板状刚玉：20Kg；3～1mm的板状刚玉：15Kg；1～0mm的尖晶石：20Kg；325目的尖晶石：23Kg；α-Al2O3微粉：8Kg；铝酸钙水泥：10Kg；防爆纤维为0.5Kg；金属铝粉：0.5Kg；聚羧酸盐保塌剂：0.5Kg；六偏磷酸钠：0.5Kg。
其中，所述板状刚玉中Al2O3的含量≥99.5％，所述尖晶石中Al2O3的含量≥78％，MgO含量≥21％。
制备工艺如下：将上述原料按配方称量，加入强制搅拌器内搅拌均匀，即得所述无碳钢包用喷补料。
检测所述无碳钢包用喷补料的理化指标，具体检测结果如表1所示。根据表1所示数据可知，实施例1所述喷补料的体积密度适宜，在高温和超高温下均具有优良的耐压强度和耐折强度。
实施例1所述无碳钢包喷补料在冷修时可以对局部熔损过快，残厚不够的部位直接进行喷补修补，在使用过程表现出良好的抗钢水侵蚀性能和冲刷性能。可以显著降低吨钢的耐材消耗，同时降低工人的劳动强度，提高企业的经济效益，具有重大的的经济意义。
表1实施例1所述喷补料的理化指标
实施例2
一种无碳钢包用喷补料，由以下原料组成：
5～3mm的板状刚玉：16Kg；3～1mm的板状刚玉：15Kg；1～0mm的尖晶石：20Kg；325目的尖晶石：25Kg；α-Al2O3微粉：5Kg；铝酸钙水泥：8Kg；防爆纤维为0.08Kg；金属铝粉：0.05Kg；聚羧酸盐保塌剂：0.05Kg；六偏磷酸钠：1Kg。
其中，所述板状刚玉中Al2O3的含量≥99.5％，所述尖晶石中Al2O3的含量≥78％，MgO含量≥21％。
制备工艺如下：将上述原料按配方称量，加入强制搅拌器内搅拌均匀，即得所述无碳钢包用喷补料。
检测所述无碳钢包用喷补料的理化指标，具体检测结果如表2所示。根据表2所示数据可知，实施例2所述喷补料的体积密度适宜，在高温和超高温下均具有优良的耐压强度和耐折强度。
实施例2所述无碳钢包喷补料在冷修时可以对局部熔损过快，残厚不够的部位直接进行喷补修补，在使用过程表现出良好的抗钢水侵蚀性能和冲刷性能。可以显著降低吨钢的耐材消耗，同时降低工人的劳动强度，提高企业的经济效益，具有重大的的经济意义。
表2实施例2所述喷补料的理化指标
实施例3
一种无碳钢包用喷补料，由以下原料组成：
5～3mm的板状刚玉：20Kg；3～1mm的板状刚玉：15Kg；1～0mm的尖晶石：25Kg；325目的尖晶石：20Kg；α-Al2O3微粉：12Kg；铝酸钙水泥：10Kg；防爆纤维为2Kg；金属铝粉：2Kg；聚羧酸盐保塌剂：1Kg；六偏氯酸钠：2Kg。
其中，所述板状刚玉中Al2O3的含量≥99.5％。
制备工艺如下：将上述原料按配方称量，加入强制搅拌器内搅拌均匀，即得所述无碳钢包用喷补料。
检测所述无碳钢包用喷补料的理化指标，具体检测结果如表3所示。根据表3所示数据可知，实施例3所述喷补料的体积密度适宜，在高温和超高温下均具有优良的耐压强度和耐折强度。
实施例3所述无碳钢包喷补料在冷修时可以对局部熔损过快，残厚不够的部位直接进行喷补修补，在使用过程表现出良好的抗钢水侵蚀性能和冲刷性能。可以显著降低吨钢的耐材消耗，同时降低工人的劳动强度，提高企业的经济效益，具有重大的的经济意义。
表3实施例3所述喷补料的理化指标
实施例4
一种无碳钢包用喷补料，由以下原料组成：
5～3mm的板状刚玉：20Kg；3～1mm的板状刚玉：12Kg；1～0mm的尖晶石：20Kg；325目的尖晶石：20Kg；α-Al2O3微粉：10Kg；铝酸钙水泥：9Kg；防爆纤维为0.2Kg；金属铝粉：0.2Kg；聚羧酸盐保塌剂：0.2Kg；六偏氯酸钠：0.8Kg。
其中，所述板状刚玉中Al2O3的含量≥99.5％。
制备工艺如下：将上述原料按配方称量，加入强制搅拌器内搅拌均匀，即得所述无碳钢包用喷补料。
检测所述无碳钢包用喷补料的理化指标，具体检测结果如表4所示。根据表4所示数据可知，实施例4所述喷补料的体积密度适宜，在高温和超高温下均具有优良的耐压强度和耐折强度。
实施例4所述无碳钢包喷补料在冷修时可以对局部熔损过快，残厚不够的部位直接进行喷补修补，在使用过程表现出良好的抗钢水侵蚀性能和冲刷性能。可以显著降低吨钢的耐材消耗，同时降低工人的劳动强度，提高企业的经济效益，具有重大的的经济意义。
表4实施例4所述喷补料的理化指标
实施例5
一种无碳钢包用喷补料，由以下原料组成：
5～3mm的板状刚玉：16Kg；3～1mm的板状刚玉：14Kg；1～0mm的尖晶石：23Kg；325目的尖晶石：22Kg；α-Al2O3微粉：9Kg；铝酸钙水泥：9Kg；防爆纤维为0.8Kg；金属铝粉：0.8Kg；聚羧酸盐保塌剂：0.8Kg；六偏氯酸钠：1Kg。
其中，所述板状刚玉中Al2O3的含量≥99.5％。
制备工艺如下：将上述原料按配方称量，加入强制搅拌器内搅拌均匀，即得所述无碳钢包用喷补料。
检测所述无碳钢包用喷补料的理化指标，具体检测结果如表5所示。根据表5所示数据可知，实施例5所述喷补料的体积密度适宜，在高温和超高温下均具有优良的耐压强度和耐折强度。
实施例5所述无碳钢包喷补料在冷修时可以对局部熔损过快，残厚不够的部位直接进行喷补修补，在使用过程表现出良好的抗钢水侵蚀性能和冲刷性能。可以显著降低吨钢的耐材消耗，同时降低工人的劳动强度，提高企业的经济效益，具有重大的的经济意义。
表5实施例5所述喷补料的理化指标
对比例1
参照申请号为CN201210516037.0实施例1所述无碳钢包工作衬用修补料，检测所述无碳钢包用喷补料的理化指标，具体检测结果如表6所示。
表6对比例1所述无碳喷补料的理化指标
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，但本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (16)
1.一种无碳钢包用喷补料，其特征在于，所述喷补料主要由以下重量份原料制备而成：
刚玉32~35份、尖晶石40~45份、α-Al2O3微粉5~12份、结合剂8.5~12份、防爆剂0.09~3份和保塌剂0.01~1份；
按重量份计，所述刚玉包括16~20份5~3mm的刚玉以及12~15份3~1mm的刚玉；
按重量份计，所述尖晶石包括20~25份1~0mm的尖晶石和20~25份粒径小于325目的尖晶石。
2.根据权利要求1所述的喷补料，其特征在于，所述喷补料主要由以下重量份原料制备而成：
刚玉35份、尖晶石45份、α-Al2O3微粉8份、结合剂10.5份、防爆剂1份和保塌剂0.5份。
3.根据权利要求1所述的喷补料，其特征在于，按重量份计，所述刚玉包括20份5~3mm的刚玉以及15份3~1mm的刚玉。
4.根据权利要求3所述的喷补料，其特征在于，所述刚玉选自板状刚玉、电熔白刚玉、亚白刚玉、棕刚玉、致密刚玉中的一种或多种。
5.根据权利要求3所述的喷补料，其特征在于，所述刚玉为板状刚玉，所述板状刚玉中Al2O3的含量≥99.5%。
6.根据权利要求1所述的喷补料，其特征在于，所述尖晶石包括20份1~0mm的尖晶石和23份粒径小于325目的尖晶石；所述尖晶石的Al2O3的含量≥78%，MgO含量≥21%。
7.根据权利要求1所述的喷补料，其特征在于，所述防爆剂选自有机纤维、金属铝粉、乳酸铝或偶氮酰氨中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的喷补料，其特征在于，所述防爆剂由有机纤维和金属铝粉组成；所述有机纤维与金属铝粉的质量比为0.01~1：0.08~2。
9.根据权利要求8所述的喷补料，其特征在于，所述有机纤维与所述金属铝粉的质量比为1:1。
10.根据权利要求1所述的喷补料，其特征在于，所述保塌剂选自聚羧酸盐类保塌剂、萘系保塌剂、或硼砂中的一种或多种。
11.根据权利要求1所述的喷补料，其特征在于，所述保塌剂为聚羧酸盐类水泥用保塌剂。
12.根据权利要求1所述的喷补料，其特征在于，所述结合剂选自铝酸钙水泥、六偏磷酸钠、水合氧化铝、水玻璃、铝溶胶中的一种或多种。
13.根据权利要求1所述的喷补料，其特征在于，所述结合剂由铝酸钙水泥和六偏磷酸钠组成；所述铝酸钙水泥与所述六偏磷酸钠的质量比为8~10：0.5~2份。
14.根据权利要求13所述的喷补料，其特征在于，所述铝酸钙水泥与所述六偏磷酸钠的质量比为20:1。
15.权利要求1~14任一项所述的喷补料的制备方法，其特征在于，将所述原料混合均匀，即得无碳钢包用喷补料。
16.权利要求1~14任一项所述喷补料在修补无碳钢包中的应用。
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