CN109626966A - 一种环保型快速烧结转炉大面修补料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种环保型快速烧结转炉大面修补料，其原料按重量的配方如下：烧结镁砂50‑70份，中档镁砂70‑88份，电熔镁砂70‑88份，沥青10‑20份，白油1‑5份，柴油1‑5份，机油1‑5份，己内酰胺1‑5份，乙二醇1‑5份，金属Al粉1‑5份，金属Si粉1‑5份。本发明还公开了一种环保型快速烧结转炉大面修补料的制备方法。本发明在高温作用下，大面修补料中的沥青软化熔融并与镁砂颗粒及液体润湿剂和助流剂发生界面作用，进而一一步炭化烧结，镁砂颗粒固结，形成具有一定强度的烧结体。

Description

一种环保型快速烧结转炉大面修补料及其制备方法
技术领域
本发明涉及耐火材料制备技术领域，尤其涉及一种环保型快速烧结转炉大面修补料及其制备方法。
背景技术
转炉大面修补料，又称为转炉热态修补料、补炉砂或转炉投补料，是保护转炉炉衬、延长转炉炉龄的最重要的维护材料之一。它是利用人力或是废钢溜槽以投入的方式进行施工的混合料，用来修补装料侧炉壁(称为前大面)、出钢侧炉壁(称为后大面)和炉底及出钢口附近的凹槽等损耗部位。
转炉顶底复吹技术的应用，对转炉大面修补料提出了更高的要求。传统的焦油或沥青结合的镁白云石质大面修补料因发烟大、烧结时间长、耐用性一般，正在逐渐被淘汰。以偏硅酸钠为结合剂的大面修补料虽然烧结时间短且无烟，但高温下低熔点物多使得此大面修补料寿命较短。以磷酸盐或无机物等为结合剂的水系大面修补料虽环保，但现场需要有加水混料设备，施工相对复杂，而且高温下产生大量的水蒸气使得大面修补料的结构疏松，强度很小，大量的水蒸气对转炉炉衬也是不利的。以酚醛树脂为结合剂的转炉大面修补料价格较高昂，也限制了其使用。为此，我们提出了一种环保型快速烧结转炉大面修补料及其制备方法。
发明内容
本发明提出了一种环保型快速烧结转炉大面修补料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
本发明提出了一种环保型快速烧结转炉大面修补料，其原料按重量的配方如下：烧结镁砂50-70份，中档镁砂70-88份，电熔镁砂70-88份，沥青10-20份，白油1-5份，柴油1-5份，机油1-5份，己内酰胺1-5份，乙二醇1-5份，金属Al粉1-5份，金属Si粉1-5份。
优选的，其原料按重量的优选配方如下：
烧结镁砂55-65份，中档镁砂75-85份，电熔镁砂75-85份，沥青12-18份，白油2-4份，柴油2-4份，机油2-4份，己内酰胺2-4份，乙二醇2-4份，金属Al粉2-4份，金属Si粉2-4份。
优选的，其原料按重量的最优配方如下：
烧结镁砂60份，中档镁砂80份，电熔镁砂80份，沥青15份，白油3份，柴油3份，机油3份，己内酰胺3份，乙二醇3份，金属Al粉3份，金属Si粉3份。
优选的，所述烧结镁砂各种颗粒的粒径及其重量百分比组成为：5≤粒径≤10mm占5-40％，3≤粒径≤5mm占5-30％，1≤粒径≤3mm占5-30％，0≤粒径≤1mm占5-30％，烧结镁砂的各种颗粒直径之和为100％。
优选的，所述中档镁砂各种颗粒的粒径及其重量百分比组成为：5≤粒径≤10mm占5-40％，3≤粒径≤5mm占5-30％，1≤粒径≤3mm占5-30％，0≤粒径≤1mm占5-30％，中档镁砂的各种颗粒直径之和为100％。
优选的，所述电熔镁砂各种颗粒的粒径及其重量百分比组成为：5≤粒径≤10mm占0-40％，3≤粒径≤5mm占0-40％，1≤粒径≤3mm占0-50％，0≤粒径≤1mm占0-50％，粒径≤0.074mm占0-100％，电熔镁砂的各种颗粒直径之和为100％。
优选的，所述烧结镁砂、中档镁砂以及电熔镁砂中的全铁重量百分比均为1-5％。
优选的，所述沥青的粒径≤1mm，且沥青是由中温沥青和高温沥青组成，所述中温沥青为固定碳含量为55-60％，且软化点为98℃的中温沥青；所述高温沥青为固定碳含量为60-68％，且软化点为120℃的高温沥青。
优选的，所述金属Al粉以及金属Si粉的粒径均小于等于0.074mm。
本发明还提供了一种环保型快速烧结转炉大面修补料的制备方法，包括如下步骤：
(1)、按照所述重量配比称取烧结镁砂、中档镁砂以及电熔镁砂，且需控制称取误差；
(2)、将(1)中的各物料在搅拌机中混合均匀；
(3)、然后加入白油、柴油、机油、己内酰胺以及乙二醇，并混合搅拌3min；
(4)、再次加入金属Al粉、金属Si粉和沥青，再次搅拌10-30min后出料，即可得到环保型快速烧结转炉大面修补料。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
1、本发明在高温作用下，大面修补料中的沥青软化熔融并与镁砂颗粒及液体润湿剂和助流剂(白油、柴油、机油、己内酰胺、乙二醇)发生界面作用，进而一一步炭化烧结，镁砂颗粒固结，形成具有一定强度的烧结体。金属Al粉在660℃时即能熔化，表层的A1能立即与沥青中的C反应形成高熔点化合物A14C3；同时，金属Al粉与沥青被氧化后的CO反应生成A12O3和C，填充试样中的孔隙，使得试样更加致密，阻止试样进而步被氧化；而且生成的A12O3会在使用过程中与镁砂反应生成镁铝尖晶石，提高高温性能。
2、本发明利用金属Al粉和Si粉分别在低温和高温下起到较好的防氧化作用，并生成镁铝尖晶石和镁橄榄石等高熔点化合物，进而步提高高温性能。
3、本发明利用高温沥青具有高的固定碳含量和制备的试样具有高强度，以及中温沥青具有较好的流动性和容易形成致密体的特性，将高温沥青和中温沥青复合加入，改善了转炉大面料的流动性和强度，获得了较好的物理性能。实践证明，通过此方法制备的转炉大面修补料，流动性好、能快速烧结、寿命长，发烟量少，满足环保的要求。
具体实施方式
下面结合具体实施例来对本发明做进而步说明。
实施例1
本发明提出了一种环保型快速烧结转炉大面修补料，其原料按重量的配方如下：烧结镁砂50份，中档镁砂70份，电熔镁砂70份，沥青10份，白油1份，柴油1份，机油1份，己内酰胺1份，乙二醇1份，金属Al粉1份，金属Si粉1份。
所述烧结镁砂各种颗粒的粒径及其重量百分比组成为：5≤粒径≤10mm占5-40％，3≤粒径≤5mm占5-30％，1≤粒径≤3mm占5-30％，0≤粒径≤1mm占5-30％，烧结镁砂的各种颗粒直径之和为100％。
所述中档镁砂各种颗粒的粒径及其重量百分比组成为：5≤粒径≤10mm占5-40％，3≤粒径≤5mm占5-30％，1≤粒径≤3mm占5-30％，0≤粒径≤1mm占5-30％，中档镁砂的各种颗粒直径之和为100％。
所述电熔镁砂各种颗粒的粒径及其重量百分比组成为：5≤粒径≤10mm占0-40％，3≤粒径≤5mm占0-40％，1≤粒径≤3mm占0-50％，0≤粒径≤1mm占0-50％，粒径≤0.074mm占0-100％，电熔镁砂的各种颗粒直径之和为100％。
所述烧结镁砂、中档镁砂以及电熔镁砂中的全铁重量百分比均为1-5％。
所述沥青的粒径≤1mm，且沥青是由中温沥青和高温沥青组成，所述中温沥青为固定碳含量为55-60％，且软化点为98℃的中温沥青；所述高温沥青为固定碳含量为60-68％，且软化点为120℃的高温沥青。
所述金属Al粉以及金属Si粉的粒径均小于等于0.074mm。
本发明还提供了一种环保型快速烧结转炉大面修补料的制备方法，包括如下步骤：
(1)、按照所述重量配比称取烧结镁砂、中档镁砂以及电熔镁砂，且需控制称取误差；
(2)、将(1)中的各物料在搅拌机中混合均匀；
(3)、然后加入白油、柴油、机油、己内酰胺以及乙二醇，并混合搅拌3min；
(4)、再次加入金属Al粉、金属Si粉和沥青，再次搅拌10-30min后出料，即可得到环保型快速烧结转炉大面修补料。
本实施例的大面修补料经试验检测，流动性指数为84，烧结时间12min，烟尘少。
实施例2
本发明提出了一种环保型快速烧结转炉大面修补料，其原料按重量的配方如下：烧结镁砂55份，中档镁砂75份，电熔镁砂75份，沥青12份，白油2份，柴油2份，机油2份，己内酰胺2份，乙二醇2份，金属Al粉2份，金属Si粉2份。
所述烧结镁砂各种颗粒的粒径及其重量百分比组成为：5≤粒径≤10mm占5-40％，3≤粒径≤5mm占5-30％，1≤粒径≤3mm占5-30％，0≤粒径≤1mm占5-30％，烧结镁砂的各种颗粒直径之和为100％。
所述中档镁砂各种颗粒的粒径及其重量百分比组成为：5≤粒径≤10mm占5-40％，3≤粒径≤5mm占5-30％，1≤粒径≤3mm占5-30％，0≤粒径≤1mm占5-30％，中档镁砂的各种颗粒直径之和为100％。
所述电熔镁砂各种颗粒的粒径及其重量百分比组成为：5≤粒径≤10mm占0-40％，3≤粒径≤5mm占0-40％，1≤粒径≤3mm占0-50％，0≤粒径≤1mm占0-50％，粒径≤0.074mm占0-100％，电熔镁砂的各种颗粒直径之和为100％。
所述烧结镁砂、中档镁砂以及电熔镁砂中的全铁重量百分比均为1-5％。
所述沥青的粒径≤1mm，且沥青是由中温沥青和高温沥青组成，所述中温沥青为固定碳含量为55-60％，且软化点为98℃的中温沥青；所述高温沥青为固定碳含量为60-68％，且软化点为120℃的高温沥青。
所述金属Al粉以及金属Si粉的粒径均小于等于0.074mm。
本发明还提供了一种环保型快速烧结转炉大面修补料的制备方法，包括如下步骤：
(1)、按照所述重量配比称取烧结镁砂、中档镁砂以及电熔镁砂，且需控制称取误差；
(2)、将(1)中的各物料在搅拌机中混合均匀；
(3)、然后加入白油、柴油、机油、己内酰胺以及乙二醇，并混合搅拌3min；
(4)、再次加入金属Al粉、金属Si粉和沥青，再次搅拌10-30min后出料，即可得到环保型快速烧结转炉大面修补料。
该一种环保型快速烧结转炉大面修补料的制备方法，同实施例1。
本实施例的大面修补料经试验检测，流动性指数为84，烧结时间11min，烟尘少。
实施例3
本发明提出了一种环保型快速烧结转炉大面修补料，其原料按重量的配方如下：烧结镁砂60份，中档镁砂80份，电熔镁砂80份，沥青15份，白油3份，柴油3份，机油3份，己内酰胺3份，乙二醇3份，金属Al粉3份，金属Si粉3份。
所述烧结镁砂各种颗粒的粒径及其重量百分比组成为：5≤粒径≤10mm占5-40％，3≤粒径≤5mm占5-30％，1≤粒径≤3mm占5-30％，0≤粒径≤1mm占5-30％，烧结镁砂的各种颗粒直径之和为100％。
所述中档镁砂各种颗粒的粒径及其重量百分比组成为：5≤粒径≤10mm占5-40％，3≤粒径≤5mm占5-30％，1≤粒径≤3mm占5-30％，0≤粒径≤1mm占5-30％，中档镁砂的各种颗粒直径之和为100％。
所述电熔镁砂各种颗粒的粒径及其重量百分比组成为：5≤粒径≤10mm占0-40％，3≤粒径≤5mm占0-40％，1≤粒径≤3mm占0-50％，0≤粒径≤1mm占0-50％，粒径≤0.074mm占0-100％，电熔镁砂的各种颗粒直径之和为100％。
所述烧结镁砂、中档镁砂以及电熔镁砂中的全铁重量百分比均为1-5％。
所述沥青的粒径≤1mm，且沥青是由中温沥青和高温沥青组成，所述中温沥青为固定碳含量为55-60％，且软化点为98℃的中温沥青；所述高温沥青为固定碳含量为60-68％，且软化点为120℃的高温沥青。
所述金属Al粉以及金属Si粉的粒径均小于等于0.074mm。
本发明还提供了一种环保型快速烧结转炉大面修补料的制备方法，包括如下步骤：
(1)、按照所述重量配比称取烧结镁砂、中档镁砂以及电熔镁砂，且需控制称取误差；
(2)、将(1)中的各物料在搅拌机中混合均匀；
(3)、然后加入白油、柴油、机油、己内酰胺以及乙二醇，并混合搅拌3min；
(4)、再次加入金属Al粉、金属Si粉和沥青，再次搅拌10-30min后出料，即可得到环保型快速烧结转炉大面修补料。
该一种环保型快速烧结转炉大面修补料的制备方法，同实施例1。
本实施例的大面修补料经试验检测，流动性指数为86，烧结时间13min，烟尘少。
实施例4
本发明提出了一种环保型快速烧结转炉大面修补料，其原料按重量的配方如下：烧结镁砂65份，中档镁砂85份，电熔镁砂85份，沥青18份，白油4份，柴油4份，机油4份，己内酰胺4份，乙二醇4份，金属Al粉4份，金属Si粉4份。
所述烧结镁砂各种颗粒的粒径及其重量百分比组成为：5≤粒径≤10mm占5-40％，3≤粒径≤5mm占5-30％，1≤粒径≤3mm占5-30％，0≤粒径≤1mm占5-30％，烧结镁砂的各种颗粒直径之和为100％。
所述中档镁砂各种颗粒的粒径及其重量百分比组成为：5≤粒径≤10mm占5-40％，3≤粒径≤5mm占5-30％，1≤粒径≤3mm占5-30％，0≤粒径≤1mm占5-30％，中档镁砂的各种颗粒直径之和为100％。
所述电熔镁砂各种颗粒的粒径及其重量百分比组成为：5≤粒径≤10mm占0-40％，3≤粒径≤5mm占0-40％，1≤粒径≤3mm占0-50％，0≤粒径≤1mm占0-50％，粒径≤0.074mm占0-100％，电熔镁砂的各种颗粒直径之和为100％。
所述烧结镁砂、中档镁砂以及电熔镁砂中的全铁重量百分比均为1-5％。
所述沥青的粒径≤1mm，且沥青是由中温沥青和高温沥青组成，所述中温沥青为固定碳含量为55-60％，且软化点为98℃的中温沥青；所述高温沥青为固定碳含量为60-68％，且软化点为120℃的高温沥青。
所述金属Al粉以及金属Si粉的粒径均小于等于0.074mm。
本发明还提供了一种环保型快速烧结转炉大面修补料的制备方法，包括如下步骤：
(1)、按照所述重量配比称取烧结镁砂、中档镁砂以及电熔镁砂，且需控制称取误差；
(2)、将(1)中的各物料在搅拌机中混合均匀；
(3)、然后加入白油、柴油、机油、己内酰胺以及乙二醇，并混合搅拌3min；
(4)、再次加入金属Al粉、金属Si粉和沥青，再次搅拌10-30min后出料，即可得到环保型快速烧结转炉大面修补料。
该一种环保型快速烧结转炉大面修补料的制备方法，同实施例1。
本实施例的大面修补料经试验检测，流动性指数为88，烧结时间15min，烟尘少。
实施例5
本发明提出了一种环保型快速烧结转炉大面修补料，其原料按重量的配方如下：烧结镁砂70份，中档镁砂88份，电熔镁砂88份，沥青20份，白油5份，柴油5份，机油5份，己内酰胺5份，乙二醇5份，金属Al粉5份，金属Si粉5份。
所述烧结镁砂各种颗粒的粒径及其重量百分比组成为：5≤粒径≤10mm占5-40％，3≤粒径≤5mm占5-30％，1≤粒径≤3mm占5-30％，0≤粒径≤1mm占5-30％，烧结镁砂的各种颗粒直径之和为100％。
所述中档镁砂各种颗粒的粒径及其重量百分比组成为：5≤粒径≤10mm占5-40％，3≤粒径≤5mm占5-30％，1≤粒径≤3mm占5-30％，0≤粒径≤1mm占5-30％，中档镁砂的各种颗粒直径之和为100％。
所述电熔镁砂各种颗粒的粒径及其重量百分比组成为：5≤粒径≤10mm占0-40％，3≤粒径≤5mm占0-40％，1≤粒径≤3mm占0-50％，0≤粒径≤1mm占0-50％，粒径≤0.074mm占0-100％，电熔镁砂的各种颗粒直径之和为100％。
所述烧结镁砂、中档镁砂以及电熔镁砂中的全铁重量百分比均为1-5％。
所述沥青的粒径≤1mm，且沥青是由中温沥青和高温沥青组成，所述中温沥青为固定碳含量为55-60％，且软化点为98℃的中温沥青；所述高温沥青为固定碳含量为60-68％，且软化点为120℃的高温沥青。
所述金属Al粉以及金属Si粉的粒径均小于等于0.074mm。
本发明还提供了一种环保型快速烧结转炉大面修补料的制备方法，包括如下步骤：
(1)、按照所述重量配比称取烧结镁砂、中档镁砂以及电熔镁砂，且需控制称取误差；
(2)、将(1)中的各物料在搅拌机中混合均匀；
(3)、然后加入白油、柴油、机油、己内酰胺以及乙二醇，并混合搅拌3min；
(4)、再次加入金属Al粉、金属Si粉和沥青，再次搅拌10-30min后出料，即可得到环保型快速烧结转炉大面修补料。
该一种环保型快速烧结转炉大面修补料的制备方法，同实施例1。
本实施例的大面修补料经试验检测，流动性指数为90，烧结时间16min，烟尘少。
对比例1
市场上购买了一种转炉大面修补料，其组成按重量百分比计为：镁砂85％；沥青粉12％；焦油8％；其中主要原料镁砂中各颗粒的粒径组成和重量百分比为3-1mm的细颗粒占60％；≤1mm的细小颗粒占40％。
该大面修补料，流动性指数为58，烧结时间30min，烟尘多。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种环保型快速烧结转炉大面修补料，其特征在于，其原料按重量的配方如下：烧结镁砂50-70份，中档镁砂70-88份，电熔镁砂70-88份，沥青10-20份，白油1-5份，柴油1-5份，机油1-5份，己内酰胺1-5份，乙二醇1-5份，金属Al粉1-5份，金属Si粉1-5份。
2.根据权利要求1所述的环保型快速烧结转炉大面修补料，其特征在于，其原料按重量的优选配方如下：
烧结镁砂55-65份，中档镁砂75-85份，电熔镁砂75-85份，沥青12-18份，白油2-4份，柴油2-4份，机油2-4份，己内酰胺2-4份，乙二醇2-4份，金属Al粉2-4份，金属Si粉2-4份。
3.根据权利要求2所述的环保型快速烧结转炉大面修补料，其特征在于，其原料按重量的最优配方如下：
烧结镁砂60份，中档镁砂80份，电熔镁砂80份，沥青15份，白油3份，柴油3份，机油3份，己内酰胺3份，乙二醇3份，金属Al粉3份，金属Si粉3份。
4.根据权利要求3所述的环保型快速烧结转炉大面修补料，其特征在于，所述烧结镁砂各种颗粒的粒径及其重量百分比组成为：5≤粒径≤10mm占5-40％，3≤粒径≤5mm占5-30％，1≤粒径≤3mm占5-30％，0≤粒径≤1mm占5-30％，烧结镁砂的各种颗粒直径之和为100％。
5.根据权利要求3所述的环保型快速烧结转炉大面修补料，其特征在于，所述中档镁砂各种颗粒的粒径及其重量百分比组成为：5≤粒径≤10mm占5-40％，3≤粒径≤5mm占5-30％，1≤粒径≤3mm占5-30％，0≤粒径≤1mm占5-30％，中档镁砂的各种颗粒直径之和为100％。
6.根据权利要求3所述的环保型快速烧结转炉大面修补料，其特征在于，所述电熔镁砂各种颗粒的粒径及其重量百分比组成为：5≤粒径≤10mm占0-40％，3≤粒径≤5mm占0-40％，1≤粒径≤3mm占0-50％，0≤粒径≤1mm占0-50％，粒径≤0.074mm占0-100％，电熔镁砂的各种颗粒直径之和为100％。
7.根据权利要求3所述的环保型快速烧结转炉大面修补料，其特征在于，所述烧结镁砂、中档镁砂以及电熔镁砂中的全铁重量百分比均为1-5％。
8.根据权利要求3所述的环保型快速烧结转炉大面修补料，其特征在于，所述沥青的粒径≤1mm，且沥青是由中温沥青和高温沥青组成，所述中温沥青为固定碳含量为55-60％，且软化点为98℃的中温沥青；所述高温沥青为固定碳含量为60-68％，且软化点为120℃的高温沥青。
9.根据权利要求3所述的环保型快速烧结转炉大面修补料，其特征在于，所述金属Al粉以及金属Si粉的粒径均小于等于0.074mm。
10.一种根据权利要求1-9所述的环保型快速烧结转炉大面修补料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)、按照所述重量配比称取烧结镁砂、中档镁砂以及电熔镁砂，且需控制称取误差；
(2)、将(1)中的各物料在搅拌机中混合均匀；
(3)、然后加入白油、柴油、机油、己内酰胺以及乙二醇，并混合搅拌3min；
(4)、再次加入金属Al粉、金属Si粉和沥青，再次搅拌10-30min后出料，即可得到环保型快速烧结转炉大面修补料。
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