CN108264362A - 一种转炉大面修补料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种转炉大面修补料及其制备方法，解决现有转炉大面修补料冲刷性低的技术问题。本发明的技术方案为：一种转炉大面修补料，其化学组分的重量百分比为：镁铝砖19‑65％、烧结镁砂27‑70％、纳米碳酸钙3‑4％、固体水玻璃3‑5％、三聚磷酸钠1‑2％。本发明修补料主要用于转炉前后大面的热态修补。

Description

一种转炉大面修补料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种用于钢水冶炼炉的修补料，特别涉及一种转炉大面修补料及其制备方法，具体而言，涉及一种用于转炉工作衬修补的修补料。
背景技术
转炉是炼钢生产的主要设备，转炉由于长期在高温状态下受到机械力冲击和炉渣侵蚀，造成其炉底和前后大面的耐火材料极易被侵蚀损坏，为提高转炉寿命，降低炼钢成本，通常对转炉工作衬进行维护。现在采用维护的方法是转炉溅渣护炉和大面热修补同时进行。由于转炉工作衬的损坏是不规则的，铁水、废钢的加入和出钢等因数使转炉的炉底和前后大面的耐火材料的损坏较其它部位严重，需要采用修补料对对这些部位进行修补。
转炉工作衬需要具有优良的抗侵蚀性和冲刷性，因此对修补料的品质也要求较高。目前，转炉大面一般采用MgO基的修补料，以抵抗炼钢高温冶炼的侵蚀和冲刷作用。MgO基的喷补料包括镁质喷补料、镁钙质喷补料、镁铬质喷补料等。专利公开号为CN101792322A中国专利申请公开了一种环保型水系转炉长寿命自流修补料及其制备方法，以电熔镁砂、烧结镁砂和二氧化硅微粉为主要原料，复合使用硅铁粉、碳化硅粉和金属微粉等一种或多种作为促烧剂，采用柠檬酸、硼酸、酒石酸、草酸等为缓凝剂，经混合搅拌得到，尽管环保，但其存在制备成本高缺陷，而且由于其存在在高温下产生的低溶物或水汽的蒸发，使得修补后的工作衬结构疏松、强度很小，存在使用寿命短，使得转炉修补频繁，影响了转炉的生产效率，修补料成产成本高。
申请公布号为CN103373854A中国专利文件公开了一种转炉大面修补料及其制备方法，由用后镁铝砖、烧结镁砂、预熔渣、三聚磷酸钠、固体水玻璃构成，既可降低喷补料的生产成本，又能提高喷补料的抗侵蚀性,但抗冲刷比较差，使用50炉次后又被钢水和渣冲刷而恢复了原样，需要再次修补，修补料的使用成本高，修补后转炉工作炉龄短。
发明内容
本发明的目的是提供一种转炉大面修补料及其制备方法，解决现有转炉大面修补料冲刷性低的技术问题。
本发明的技术方案是：一种转炉大面修补料，其原料组分的重量百分比为：镁铝砖19-65％、烧结镁砂27-70％、纳米碳酸钙3-4％、固体水玻璃3-5％、三聚磷酸钠1-2％。
其中，镁铝砖采用回收的钢铁企业的钢水包使用后废弃的镁铝砖，用后镁铝砖中含有一定的铝，用作喷补料有利于提高转炉工作衬的强度，并能提高喷补料的抗侵蚀性。
钢水包使用后废弃的镁铝砖的回收再利用工艺包括以下步骤：将钢水包使用后的镁铝砖从钢水包上拆除的步骤，将镁铝砖表面粘接的渣铁去除的步骤，将镁铝砖破碎的步骤，将破碎后的镁铝砖进行筛分的步骤，对筛分后的镁铝砖进行磁选的分离铁颗粒进而获得镁铝砖原料颗粒的步骤。回收的镁铝砖，其化学组分的重量百分比为：MgO76-80％、C14-17％、Al2O33-8％、SiO21-3％。
镁铝砖的加入量低于19％，通过加入镁铝砖引入的铝含量较少，其对改善工作衬抗渗透性的能力不足，并且对喷补料制造成本的降低不明显；镁铝砖的加入量高于65％，因大量使用用镁铝砖而使得修补料的加水量和显气孔率明显增加，强度也降低，同时镁砂细粉的含量较少，造成修补料的粘性较差、附着性降低，镁铝砖的加入量重量百分比控制在19-65％为佳。
镁铝砖在修补料中起骨架支撑作用，大粒度镁铝砖和原有的转炉工作衬接触面积小于于同质量的小粒度镁铝砖，大粒度镁铝砖难以和原有工作衬相融合形成致密的结合层，修补后会造成修补层的剥落，镁铝砖的粒度过小，则其强度会降低，不能发挥骨料的作用，镁铝砖粒度控制在1-3mm为佳。
本发明的结合剂采用纳米碳酸钙、固体水玻璃、三聚磷酸钠，加入纳米碳酸钙可改善修补料与转炉大面的抗折强度，进而提高其抗冲刷性。其主要是纳米碳酸钙加入后，纳米碳酸钙遇热分解后与钢渣中的Al2O3生成，生成就有高强度的六铝酸钙CaO·6A2O3(简称CA6)，CA6生成能将修补料快速粘在转炉大面上并提高了其抗折强度，进而提高了抗冲刷性。由于CaO活性度高，通常还没加入就与周围的物质进行了结合，很难与渣中的Al2O3生成六铝酸钙CaO·6A2O3，本发明创造性的CaO以纳米碳酸钙的方式加入，利用了转炉大面在修补时的余热将其进行分解，由于钢分解产生的CaO的活性度高，快速与其周围的Al2O3生成就有高强度的六铝酸钙CaO·6A2O3，大大地提高了其抗折强度，进而提高其抗冲刷性。因为残留在转炉大面的钢渣中Al2O3含量有限，这就决定了纳米碳酸钙的加入量，经过多年研究，本发明设定纳米碳酸钙重量含量为3-4％，粒度为0.01-0.1μm，修补料的综合效果为佳。
上述转炉大面修补料制备方法，包括：
将粒度1-3mm镁铝砖与采购的烧结镁砂、纳米碳酸钙用搅拌机进行混合，在混合的过程中加入三聚磷酸钠和固体水玻璃，充分混匀后得到本发明的转炉工作衬大面修补料。
所述的方法包括，将钢水包使用后的镁铝砖从钢水包上拆除，然后清除其粘接的渣铁，再进行破碎，最后将破碎后的镁铝砖进行筛分，制备成粒度1-3mm镁铝砖；
本发明结合剂固体水玻璃、三聚磷酸钠是为了提高其早期的结合强度，两产品往往是配合使用，其三聚磷酸钠与固体水玻璃使用比例1-3之间。
本发明相比现有技术具有如下积极效果：1、本发明组合物中含有纳米碳酸钙，可改善修补料与转炉大面的抗折强度，进而提高其抗冲刷性，其制造成本和使用成本低。2、本发明的主要原料之一镁铝砖的采用钢铁企业的钢水包使用后废弃的镁铝砖，可以极大降低修补料的成本。
具体实施方式
下面结合实施例1～5对本发明做进一步说明。
一种转炉大面修补料，其原料组分的重量百分比为：镁铝砖19-65％、烧结镁砂27-70％、纳米碳酸钙3-4％、固体水玻璃3-5％、三聚磷酸钠1-2％。
镁铝砖购自南京梅山梅利达材料有限公司，型号为YHMZ，烧结镁砂购自焦作振德窑业有限公司，型号为SJMS-60,纳米碳酸钙购买浙江常山金雄有限公司，型号为NMG-30。
转炉大面修补料用于对热态转炉大面进行修补，修补温度一般在800～1500℃。对于这样的喷补工矿条件，首先要求喷补料在热态喷补时具有良好的附着性。由于热态喷补时，喷涂层中的水分急剧蒸发，要求修补料在中温下具有一定的强度，同时水分急剧蒸发需要足够的气孔通道，较高的气孔率则有利于水分的蒸发，否则喷涂层在一定的水蒸汽压的作用下容易发生剥落。
表1本发明实施例的原料组分，单位：重量百分比。
使用方法：待转炉溅渣后进行补炉，用量根据具体情况而定，修补料加入炉体后，尽快将炉体摇至合适角度，不要来回摇炉，烧结时间一般控制为30-50min左右。
采用本发明修补料修补转炉大面后，转炉平均使用炉数为116.8炉，而现有修补料的平均使用炉数为50炉。转炉大面的使用寿命平均是采用现有修补料使用寿命2.35倍，实现了提高寿命的目的，且在修补转炉大面的施工过程方便，修补作业中烟尘小；本发明采用了用后镁铝砖，实现了用后耐材的循环利用，用后镁铝砖其采购成本比现有修补料成本相当，实现了绿色生产。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种转炉大面修补料，其原料组分的重量百分比为：镁铝砖19-65％、烧结镁砂27-70％、纳米碳酸钙3-4％、固体水玻璃3-5％、三聚磷酸钠1-2％。
2.根据权利要求1所述的一种转炉大面修补料，其特征是，所述纳米碳酸钙粒度为0.01-0.1μm。
3.根据权利要求1所述的一种转炉大面修补料，其特征是，所述镁铝砖为钢水包使用后的镁铝砖。
4.根据权利要求1所述的一种转炉大面修补料，其特征是，所述镁铝砖的粒度为1-3mm。
5.一种转炉大面修补料的制备方法，包括将镁铝砖、烧结镁砂、纳米碳酸钙、三聚磷酸钠、固体水玻璃进行混均的步骤，其特征是，还包括在混均步骤前对镁铝砖进行筛分选取粒度1-3mm的步骤。
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