CN110204317A - 一种在线热补钢包透气砖的透气型热补料及施工方法 - Google Patents
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Abstract
一种在线热补钢包透气砖的透气型热补料，以刚玉颗粒为主要原料，添加相关微粉和结合剂，可直接用于钢包透气砖使用到中后期的在线热补，无须使钢包冷却，其特点为利用颗粒原料的堆积产生气体通道，利用微粉和结合剂结合骨料，同时使透气型热补料与原透气芯和原座砖结合到一起；同时本发明还提供了该透气型热补料的施工方法，合理的配料和严格的施工操作方法相结合，能够较大程度的延长原透气砖寿命。
Description
技术领域
本发明涉及钢铁冶金炉外精炼底吹氩系统，特别是一种在钢包透气砖使用到中后期可以在线热补钢包透气砖的透气型热补料及施工方法。
背景技术
炉外精炼是制造高品质钢的基础工艺，其关键在于底吹氩透气砖，透气砖包括透气芯和透气座砖两部分，其作用是通过向钢包内供给氩气来搅拌钢水，实现精炼的目的。透气砖在服役过程中，底吹氩气压力一般为0.8MPa-2.0MPa，透气芯基本上按照4-10mm/炉的速度逐渐损耗，正常服役下的透气座砖的高度则基本与包底平齐，但随着持续使用会逐渐形成喇叭孔。
目前，影响钢包耐火材料寿命的部位一般在于透气砖，整个钢包耐火材料中，大都是因为透气砖寿命到期而下线维修，因此如果透气砖的寿命能在自身寿命基础上通过一些手段有所提高，哪怕是提高几次，也能够减少其余钢包耐火材料的浪费，另外减少了钢包下线维修次数，对冶炼效率及节能降耗有重要意义。
专利“200910010818.0”是利用具有一定理化指标的修补料在一定条件下对钢包进行热修补，该专利只公开了修补料的理化指标，并未公开具体的用料组成，而且，其热修补的方法较为简单。
专利“201010230615.5”公开了一种简单的修补料配方和修补方法，其修补料也具有透气性，根据记载，其透气通道是利用金属铝或可燃纤维在一定条件下形成透气通道，这种办法形成的透气通道透气量较小，并且其修补方法不够细致，无法实现较高寿命的修补。
另外，外装式透气砖通常会在更换透气芯后对座砖进行修补，这种修补与本发明所述的热补无论从材料来讲或施工方法来讲都不是一个类型。
发明内容
为达到上述目的及解决现有技术方案出现的问题，本发明公开了一种透气型热补料，并提供了其热补方法，形成一种结构，可进一步延长原透气砖的寿命，不但能够保证透气砖的透气功能，并具有较高的可靠性。
本发明采取的技术方案是：
所述透气型热补料由骨料、细粉和结合剂构成，其透气性的设计原理是利用粒度搭配产生空隙，这种空隙便是气体通道：骨料与骨料之间通过细粉或结合剂结合形成点结合或不完全面结合，产生大量的空隙，从而形成气体通道，并将这种透气型热补料捣固在使用到中后期的钢包透气砖喇叭孔内，使之与原透气芯工作面、原座砖形成一个整体结构。
1，透气型热补料的原料重量组成是：粒度规格为0.8mm-1.2mm的刚玉颗粒为82％-92％，粒度规格为0-0.1mm的刚玉颗粒为0％-6％，其余为细粉，细粉总量为8％-18％，其中，氧化铬微粉为2％-7％，α氧化铝微粉为4％-7％，粒度为200目的膨润土为2％-4％，施工时在现场外加上述散料总重量3％-5％的硅溶胶或铝溶胶。
2，透气型热补料的原料重量组成，根据技术方案1可最佳设计为：粒度规格为0.8mm-1.2mm的刚玉颗粒为85％，粒度规格为0-0.1mm的刚玉颗粒为3％，氧化铬微粉为4％，α氧化铝微粉为5％，粒度为200目的膨润土为3％，施工时在现场外加上述散料总重量4％的硅溶胶或铝溶胶。
3，透气型热补料的原料重量组成，根据技术方案1也可设计为：粒度规格为0.8mm-1.2mm的刚玉颗粒为82％，氧化铬微粉为7％，α氧化铝微粉为7％，粒度为200目的膨润土为4％，施工时在现场外加上述散料总重量5％的浓度为10％的硅溶胶。
4，透气型热补料的原料重量组成，根据技术方案1可最佳设计为：粒度规格为0.8mm-1.2mm的刚玉颗粒为92％，氧化铬微粉为2％，α氧化铝微粉为4％，粒度为200目的膨润土为2％，施工时在现场外加上述散料总重量3％的浓度为30％的硅溶胶。
5，上述中所述的刚玉可以是板状刚玉、白刚玉、棕刚玉、致密刚玉中的一种或几种任意比例组合。
6，技术方案1和2中外加的硅溶胶的浓度为10％-30％。
7，施工过程：
本方案只适用透气砖使用到中后期时对透气芯进行热补；
本方案最好适用于整体透气砖的修补，并且透气芯小头直径大于116cm为佳；
所修补的透气座砖不能有大面积较深的断裂，喇叭孔开孔较大时热补效果不佳；
热补前必须用氧枪对透气芯和座砖喇叭孔部位的钢渣、钢水清扫干净；
将透气型热补料在常规混料机中混合均匀，按20Kg/袋的规格防潮包装；
在热补现场，称取所需量的透气型热补料，加入3％-5％的硅溶胶或铝溶胶，利用碾轮式混碾机混碾充分，使得细粉充分包裹在骨料表面，形成半干式物料；
将钢包立置在热补平台下方，待修补透气砖底吹气体开通，压力约0.02MPa-0.06MPa，使其有微量通气，但又不至于将热补料吹开无法修补；
将混碾好的半干式透气型热补料利用工具置于座砖喇叭孔内，并逐层捣固，直到与包底耐火材料平齐；
此时关掉底吹气体，将钢包静置约5min-8min；
钢包接钢水时所修补的透气砖不能开通底吹氩气，直到钢水完全接完后，使其充分烧结。
本发明的有益效果是：粒度级配中大量选择规格为0.8mm-1.2mm的刚玉，目的是让该规格的刚玉堆积形成空隙，所选择的细粉原料目的是使骨料之间形成点结合或不完全面结合，从而形成气体通道，同时实现透气型热补料与原透气芯面和座砖喇叭孔更好结合，保证使用时透气型热补料不脱落。氧化铬、硅溶胶、膨润土、α氧化铝微粉都是结合材料或烧结材料，这些细粉类材料占比例8％-18％，最佳为12％，根据试验情况，能够较好的保证结合及烧结功能，但又不至于过度填充通气孔而影响透气性。
另外，透气型热补料的粒度搭配不符合耐火材料致密填充原理，目的是有意制造通气孔，这种办法形成的气体通道比添加烧失物形成的气体通道有更好的可靠性，但物料的施工性能会变差，因此方案中选择的溶胶作为结合剂，一方面和膨润土搭配具有一定的粘合性，包裹在骨料表面，便于施工，另外，溶胶中的硅或铝元素属纳米级活性物质，对修补后的烧结有很大好处。
施工过程中，本方案只能针对于座砖相对完好的使用到后期的透气砖进行修补，如果座砖出现大面积断裂或喇叭孔太大，则本技术方案无法适用，另外在修补过程中使透气砖有适量的气体通过，目的是让透气型热补料在捣固过程中更好的形成气体通道，这也是比较明显的技术特征，此外，为了更好的保证修补可靠性，本技术方案还要求，修补后的透气砖在完全接满钢水之前不允许开通底吹气体，目的是将透气型热补料利用钢水温度充分烧结，这一点是保证本技术方案可靠性的必要条件并且是与其它透气砖修补方法的区别。
总之，同其它透气砖修补方案的有益效果一样，本方案可在原透气砖寿命基础上延长透气砖寿命，而且与其它透气砖修补方案相比，本方案的严格设计和严格施工要求能够进一步延长透气砖寿命，从而达到节约钢包其它耐火材料、减少因冷修产生的能耗并且提高了冶炼效率。
附图说明：
图1：修补后透气砖剖面图；
图2：不适合热补透气砖剖面图；
图3：透气砖热补示意图；
图4：透气型热补料结构截面示意图。
图中①透气座砖；②透气芯；③透气型热补料；④透气砖接缝料；⑤包底永久衬；⑥包底砖；⑦透气砖；⑧钢包；⑨热补工作平台；⑩热补工作孔；颗粒料；结合料；气体通道。
具体实施方式
实施例1：
1，透气型热补料③的配制：
粒度规格为0.8mm-1.2mm的刚玉颗粒为82％，氧化铬微粉为7％，α氧化铝微粉为7％，粒度为200目的膨润土为4％，施工时在现场外加上述散料总重量5％的浓度为10％的硅溶胶。
2，施工：
将待修补透气砖⑦在热修时用氧枪将透气芯②表面和透气座砖①喇叭孔内的钢渣、钢水清扫干净；
将钢包⑧吊运到热补工作平台⑨正下方，使得待热补透气砖⑦的位置正好置于热补工作孔⑩正下方，此时保证包内钢渣或残留钢水不能返流到透待修补透气砖⑦喇叭孔内；
将适量透气型热补料③倒入轮碾式混碾机中，外加相应的溶胶，使其充分拌和，使得细粉充分包裹在骨料表面；
开通待修补透气砖⑦底吹，压力为0.02MPa-0.06MPa，然后马上将拌和好的透气型热补料③通过热补工作孔⑩置于喇叭孔内，并且分层进行捣固，直到与包底耐火材料基本平齐；
施工完毕后关掉底吹气体，使钢包⑧静置5min-8min使其利用余热进行烧结；
钢包⑧在接满钢水之前，所修补的透气砖⑦不可开启底吹氩气。
实施例2：
粒度规格为0.8mm-1.2mm的刚玉颗粒为92％，氧化铬微粉为2％，α氧化铝微粉为4％，粒度为200目的膨润土为2％，施工时在现场外加上述散料总重量3％的浓度为30％的硅溶胶；施工方法同实施例1.
实施例3：
粒度规格为0.8mm-1.2mm的刚玉颗粒为85％，粒度规格为0-0.1mm的刚玉颗粒为3％，氧化铬微粉为4％，α氧化铝微粉为5％，粒度为200目的膨润土为3％，施工时在现场外加上述散料总重量4％的硅溶胶或铝溶胶，硅溶胶的浓度为10％-30％；其它施工步骤同实施例1。
Claims (7)
1.一种在线热补钢包透气砖的透气型热补料，其特征是：透气型热补料的原料重量组成是：粒度规格为0.8mm-1.2mm的刚玉颗粒为82％-92％，粒度规格为0-0.1mm的刚玉颗粒为0％-6％，其余为细粉，细粉总量为8％-18％，其中，氧化铬微粉为2％-7％，α氧化铝微粉为4％-7％，粒度为200目的膨润土为2％-4％，施工时在现场外加上述散料总重量3％-5％的硅溶胶或铝溶胶。
2.根据权利要求1所述的一种透气型热补料，其特征是：其原料重量组成为：粒度规格为0.8mm-1.2mm的刚玉颗粒为85％，粒度规格为0-0.1mm的刚玉颗粒为3％，氧化铬微粉为4％，α氧化铝微粉为5％，粒度为200目的膨润土为3％，施工时在现场外加上述散料总重量4％的硅溶胶或铝溶胶。
3.根据权利要求1所述的一种透气型热补料，其特征是：原料重量组成为：粒度规格为0.8mm-1.2mm的刚玉颗粒为82％，氧化铬微粉为7％，α氧化铝微粉为7％，粒度为200目的膨润土为4％，施工时在现场外加上述散料总重量5％的浓度为10％的硅溶胶。
4.根据权利要求1所述的一种透气型热补料，其特征是：原料重量组成是：粒度规格为0.8mm-1.2mm的刚玉颗粒为92％，氧化铬微粉为2％，α氧化铝微粉为4％，粒度为200目的膨润土为2％，施工时在现场外加上述散料总重量3％的浓度为30％的硅溶胶。
5.根据权利要求1-4所述的种透气型热补料，其特征是：刚玉可以是板状刚玉、白刚玉、棕刚玉、致密刚玉中的一种或几种任意比例组合。
6.根据权利要求1和2所述的种透气型热补料，其特征是：施工时外加的硅溶胶的浓度为10％-30％。
7.一种如权利要求1所述的透气型热补料的施工方法，其特征是：
透气型热补料只适用透气砖使用到中后期时对透气芯进行热补；
所修补的透气砖最好是整体型透气砖，并且原透气芯小头直径大于116cm为佳；
所修补的透气座砖不能有大面积较深的断裂，喇叭孔开孔较大时热补效果不佳；
热补前必须用氧枪对透气芯和座砖喇叭孔部位的钢渣、钢水清扫干净；
将透气型热补料在常规混料机中混合均匀，按20Kg/袋的规格防潮包装；
在热补现场，称取所需量的透气型热补料，加入硅溶胶或铝溶胶，利用碾轮式混碾机混碾充分，形成半干式物料；
将钢包立置在热补平台下方，待修补透气砖底吹气体开通，压力约0.02MPa-0.06MPa，使其有适度通气，但又不至于将热补料吹开无法修补；
将混碾好的半干式透气型热补料利用工具置于座砖喇叭孔内，并逐层捣固，直到与包底耐火材料平齐；
捣固完毕后关掉底吹气体，将钢包静置约5min-8min；
钢包接钢水时所修补的透气砖不能开通底吹氩气，直到钢水完全接完后，使其充分烧结，才可正常开通底吹氩气。
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