CN111995408A - 铁水罐底工作层修补料及修补方法 - Google Patents

铁水罐底工作层修补料及修补方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种铁水罐底工作层修补料及修补方法，属于耐火材料技术领域。该修补料主要由修补砖及用于将修补砖与铁水罐底工作层砖粘结一起的浇注料组成，修补砖为高铝砖或/和铝碳化硅碳砖，且高铝砖和铝碳化硅碳砖中氧化铝质量百分比含量不低于40％，浇注料由高铝料、磷酸溶液及活性石灰制得，高铝料中氧化铝质量百分比含量大于等于55％。通过在铁水罐底工作层待修补区域的中间位置放置修补砖，并在修补砖四周涂覆足够量浇注料的修补方式使得修补完成后的铁水罐平均使用寿命在320炉以上。

Description

铁水罐底工作层修补料及修补方法
技术领域
本发明涉及一种对冶金铁水罐的修补方式，属于耐火材料技术领域，具体地涉及一种铁水罐底工作层修补料及修补方法。
背景技术
在钢铁冶金行业中，铁水罐是铁水运输的重要设备，具有使用周期长的特点。铁水罐底部形状主要有平底和球底两种，其中球型铁水罐在长期使用过程中受到铁水集中冲击以及残铁的集中渗透，中心区域工作层砖—铝碳化硅碳砖或铝碳砖的损毁速度远大于其它部位，导致使用过程中必须对该部位进行修补后才能满足铁水罐长期使用要求。通常修补方式如下：
(1)对中心区域工作层砖进行挖补或贴补，挖补或贴补后罐底使用寿命较高，但挖补或贴补过程中，难以避免新砖与旧砖之间存在缝隙，铁水渗透风险加大；
(2)使用铝酸钙水泥结合高铝质或铝碳化硅质浇注料进行浇注修补，虽然能够有效填补薄弱区域，但铝酸盐水泥结合浇注料与原有工作层砖结合力有限，该浇注料在使用过程中可能存在与原砖层分离，整体上浮的风险，同时，铝酸钙水泥结合浇注料因氧化钙含量较高，抗渣渗透性及抗铁水冲刷性有限，导致该浇注料使用寿命较低。
为了满足球型铁水罐长寿命使用需求，减少底部维护次数，提升底部修补区域使用寿命，需要开发一种长寿命的球型铁水罐底工作层修补方式。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明公开了一种铁水罐底工作层修补料及修补方法。该修补料为包含磷酸及高氧化铝含量的浇注料，不仅能紧密的结合原砖层，而且成分简单，成本低廉。
为实现上述目的，本发明公开了一种铁水罐底工作层修补料，它主要由修补砖及用于将所述修补砖与铁水罐底工作层砖粘结一起的浇注料组成，所述修补砖为高铝砖或/和铝碳化硅碳砖，且所述高铝砖和铝碳化硅碳砖中氧化铝质量百分比含量不低于40％，所述浇注料由高铝料、磷酸溶液及活性石灰制得，所述高铝料中氧化铝质量百分比含量大于等于55％。其中，本发明浇注料中的活性石灰能够促进磷酸与高铝料反应，避免烘烤过程中因强度不足出现裂纹问题。
进一步地，所述浇注料中各原料的质量百分比含量如下：高铝料:72～92％、磷酸:5～15％、活性石灰:1～3％。
进一步地，将配方量的高铝料搅匀后，再加入对应配方量的磷酸溶液、活性石灰，继续搅匀后即制得浇注料；，其中，所述高铝料的粒度为0.088～12mm。
进一步地，所述高铝料为矾土熟料、再生高铝料、再生刚玉料或再生铁钩料中的一种或两种及两种以上混合物；其中，所述再生高铝料为使用过后的高铝砖或用后高铝浇注料经拣选，除杂，干燥，破碎加工得到；所述再生刚玉料为使用过后的刚玉砖或用后刚玉浇注料经拣选，除杂，干燥，破碎加工得到；所述再生铁钩料为用后高炉铁钩料经拣选，除杂，干燥，破碎加工得到；
所述矾土熟料、再生高铝料、再生刚玉料中氧化铝质量百分比含量均在70％以上。
进一步地，所述再生刚玉料中氧化铝质量百分比含量≥80％，所述再生铁钩料中氧化铝质量百分比含量≥55％，碳化硅质量百分比含量≥10％。
进一步地，所述高铝砖中氧化铝质量百分比含量≥70％，所述铝碳化硅碳砖中氧化铝质量百分比含量≥40％，碳化硅质量百分比含量≥5％。本发明设计在修补中心部位填补几块高铝砖或铝碳化硅碳砖等修补砖，该修补砖比修补料更致密，弥补了铁水罐底待修补中心部位损毁速度过快的问题。
进一步地，所述磷酸溶液中磷酸的质量百分含量为50～85％。本发明选择磷酸作为结合剂，利用磷酸与高铝砖或/和铝碳化硅碳砖，及高铝料中氧化铝反应生成酸式磷酸盐，该酸式磷酸盐的结合能力较强，能将修补料层与原砖层紧密结合在一起，并且不产生分层现象。
此外，本发明还公开了一种铁水罐底工作层修补料的使用方法，它包括在铁水罐底工作层待修补区域的中间位置放置修补砖，其中，布置好后修补砖高度低于铁水罐底工作层待修补区域高度；
再在所述修补砖四周涂覆足够量浇注料使所述浇注料完全覆盖修补砖基础上还将浇注料与铁水罐底工作层砖粘结在一起，涂覆完毕后振动并进行自然养护，烘烤后即可进行正常使用。
进一步地，所述铁水罐底工作层待修补区域在修补以前需清理包底残渣区域。
进一步地，修补完成后的铁水罐平均使用寿命在320炉以上。
有益效果：
1、本发明设计的修补料组分简单，在不需要配微粉、结合剂、添加剂等的基础上，利用磷酸分子与高铝料、铁水罐底工作层砖及修补砖中氧化铝反应生成酸式磷酸盐，该酸式磷酸盐有利于将修补料层与铁水罐底工作层紧密的结合在一起，避免产生分层现象并导致不必要的分离整体上浮技术问题；同时修补砖比修补料更加致密，弥补了铁水罐底待修补中心部位损毁速度过快的问题；外加1～3％活性石灰能够促进磷酸与高铝料反应，避免烘烤过程中因强度不足出现裂纹。
2、本发明设计的修补方式具备强度高，耐冲刷性好的优点，修补完成后的铁水罐平均使用寿命在320炉以上。
具体实施方式
本发明为解决球型铁水罐在长期使用过程中罐底工作层损毁后影响继续使用的技术问题，提供了一种铁水罐底工作层修补料。所述修补料主要由修补砖及用于将所述修补砖与铁水罐底工作层砖粘结一起的浇注料组成，所述修补砖为高铝砖或/和铝碳化硅碳砖，且所述高铝砖和铝碳化硅碳砖中氧化铝质量百分比含量不低于40％，所述浇注料由高铝料、磷酸溶液及活性石灰制得，所述高铝料中氧化铝质量百分比含量大于等于55％。其中，所述高铝料为矾土熟料、再生高铝料、再生刚玉料或再生铁钩料中的一种或两种及两种以上混合物；本发明选择的矾土熟料中氧化铝质量百分比含量≥70％，所述再生高铝料为使用后高铝砖或用后高铝浇注料经拣选，除杂，干燥，破碎加工得到，其Al2O3≥70％；所同上述再生刚玉料为用后刚玉砖或用后刚玉浇注料经拣选，除杂，干燥，破碎加工得到，其Al2O3≥80％；所述再生铁钩料为用后高炉铁钩料经拣选，除杂，干燥，破碎加工得到，其Al2O3≥55％；SiC≥10％。
同时，本发明设计的所述浇注料中各原料的质量百分比含量如下：高铝料:72～92％、磷酸溶液:5～15％、活性石灰:1～3％。具体是配方量的高铝料搅匀后，再加入对应配方量的磷酸、活性石灰，继续搅匀后即制得浇注料。
所述高铝砖中氧化铝质量百分比含量≥70％，所述铝碳化硅碳砖中氧化铝质量百分比含量≥40％，碳化硅质量百分比含量≥5％。
本发明优选所述磷酸溶液中磷酸质量百分含量为50～85％。利用磷酸分子作为结合剂，其与铁水罐底工作层砖、修补砖及浇注料中高含量氧化铝反应生成酸式磷酸盐，从而通过浇注料将铁水罐底工作层砖、修补砖紧密结合在一起，并杜绝了分层现象。
为更好的实现本发明技术目的，本发明还公开了上述修补料修补铁水罐底工作层的具体过程，它包括如下步骤：
首先将铁水罐底待修补的包底区域残渣清理干净；
然后在铁水罐底工作层待修补区域的中间位置放置修补砖，其中，布置好后的修补砖高度低于铁水罐底工作层待修补区域高度；
最后在所述修补砖四周涂覆足够量浇注料使所述浇注料完全覆盖修补砖基础上还将浇注料与铁水罐底工作层粘结在一起，涂覆完毕后振动并进行自然养护，烘烤后即可进行正常使用。
将上述修补后铁水罐继续投入正常使用，探究发现使用320炉以上，其仍能保持部分残留。
其中，本发明选择物料中各成分含量的符号“≥”或“＞”表示只要满足在其下限值及以上即可，并且含量不包含也不可能达到100％。
为更好的解释本发明，以下结合具体实施例进行详细说明。
实施例1
本实施例公开了一种球型铁水罐底工作层修补方式：
它包括首先将球型铁水罐底待修补的包底区域残渣清理干净，然后在铁水罐底工作层待修补区域的中间位置放置一层矩形铝碳化硅碳砖，其中，铁水罐底工作层待修补区域最大缺陷部位的高度为300mm，本发明选择矩形铝碳化硅碳砖形成的工作层高度为230mm，接着将矾土熟料置于搅拌机中搅匀后继续加入磷酸溶液及活性石灰，且各原料的质量百分比含量如下：矾土熟料:89％、磷酸溶液:10％、活性石灰:1％，搅拌3分钟制得浇注料；其中，矾土熟料为12mm左右的颗粒物，将该浇注料涂覆在矩形铝碳化硅碳砖四周使所述浇注料完全覆盖矩形铝碳化硅碳砖基础上还将浇注料与铁水罐底工作层粘结在一起，涂覆完毕后振动并进行自然养护，烘烤后即可进行正常使用。
实施例2
本实施例公开了一种球型铁水罐底工作层修补方式：
它包括首先将球型铁水罐底待修补的包底区域残渣清理干净，然后在铁水罐底工作层待修补区域的中间位置放置一层矩形高铝砖，其中，铁水罐底工作层待修补区域最大缺陷部位的高度为350mm，本发明选择矩形高铝砖形成的工作层高度为230mm，接着将再生刚玉料置于搅拌机中搅匀后继续加入磷酸溶液及活性石灰，且各原料的质量百分比含量如下：再生刚玉料:83％、磷酸溶液:15％、活性石灰:2％，搅拌3分钟制得浇注料；其中，再生刚玉料为10mm的颗粒物，将该浇注料涂覆在矩形高铝砖四周使所述浇注料完全覆盖矩形高铝砖基础上还将浇注料与铁水罐底工作层粘结在一起，涂覆完毕后振动并进行自然养护，烘烤后即可进行正常使用。
实施例3
本实施例公开了一种球型铁水罐底工作层修补方式：
它包括首先将球型铁水罐底待修补的包底区域残渣清理干净，然后在铁水罐底工作层待修补区域的中间位置放置一层矩形高铝砖，其中，铁水罐底工作层待修补区域最大缺陷部位的高度为300mm，本发明选择矩形高铝砖形成的工作层高度为180mm，接着将再生高铝料置于搅拌机中搅匀后继续加入磷酸溶液及活性石灰，且各原料的质量百分比含量如下：再生高铝料:89％、磷酸溶液:8％、活性石灰:3％。搅拌3分钟左右制得浇注料。其中，再生高铝料为8mm左右的颗粒物，将该颗粒物浇注料涂覆在矩形高铝砖四周使所述浇注料完全覆盖矩形高铝砖基础上还将浇注料与铁水罐底工作层粘结在一起，涂覆完毕后振动并进行自然养护，烘烤后即可进行正常使用。
实施例4
本实施例公开了一种球型铁水罐底工作层修补方式：
它包括首先将球型铁水罐底待修补的包底区域残渣清理干净，然后在铁水罐底工作层待修补区域的中间位置放置一层矩形铝碳化硅碳砖，其中，铁水罐底工作层待修补区域最大缺陷部位的高度为320mm，本发明选择矩形铝碳化硅碳砖形成的工作层高度为250mm，接着将再生铁钩料置于搅拌机中搅匀后继续加入磷酸溶液及活性石灰，且各原料的质量百分比含量如下：再生铁钩料:84％、磷酸溶液:15％、活性石灰:1％。搅拌4分钟左右得到浇注料，其中，再生铁钩料为5mm左右的颗粒物；将该浇注料涂覆在矩形铝碳化硅碳砖四周使所述浇注料完全覆盖矩形铝碳化硅碳砖基础上还将浇注料与铁水罐底工作层粘结在一起，涂覆完毕后振动并进行自然养护，烘烤后即可进行正常使用。
实施例5
本实施例公开了一种球型铁水罐底工作层修补方式：
它包括首先将球型铁水罐底待修补的包底区域残渣清理干净，然后在铁水罐底工作层待修补区域的中间位置放置一层矩形铝碳化硅碳砖，其中，铁水罐底工作层待修补区域最大缺陷部位的高度为250mm，本发明选择矩形铝碳化硅碳砖形成的工作层高度为200mm，接着将矾土熟料置于搅拌机中搅匀后继续加入磷酸溶液及活性石灰，且各原料的质量百分比含量如下：矾土熟料:86％、磷酸溶液:12％、活性石灰:2％，搅拌3分钟左右制得浇注料；其中，矾土熟料为2mm左右颗粒物；将该浇注料涂覆在矩形铝碳化硅碳砖四周使所述浇注料完全覆盖矩形铝碳化硅碳砖基础上还将浇注料与铁水罐底工作层粘结在一起，涂覆完毕后振动并进行自然养护，烘烤后即可进行正常使用。
实施例6
本实施例在实施例2的基础上，选择浇注料中各原料的质量百分比含量如下：再生刚玉料:82％、磷酸溶液:15％、活性石灰:3％。
实施例7
本实施例在实施例2的基础上，选择浇注料中各原料的质量百分比含量如下：再生刚玉料:92％、磷酸溶液:5％、活性石灰:3％。
实施例8
本实施例在实施例2的基础上，将再生刚玉料替换成再生刚玉料、再生铁钩料质量比为1:1的混合物。
实施例9
本实施例在实施例5的基础上，将矾土熟料替换成矾土熟料、再生刚玉料和再生铁钩料质量比为1:1:1的混合物。
将上述实施例1～9制备的浇注料及修补后的铁水罐进行性能测试，得到如下表1；
表1浇注料性能及对应铁水罐使用寿命
Figure BDA0002637814800000081
由上述表1可知，采用本发明设计的修补方式，有利于提高铁水罐的使用寿命。
以上实施例仅为最佳举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。除上述实施例外，本发明还有其他实施方式。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 (10)

1.一种铁水罐底工作层修补料，其特征在于，它主要由修补砖及用于将所述修补砖与铁水罐底工作层砖粘结一起的浇注料组成，所述修补砖为高铝砖或/和铝碳化硅碳砖，且所述高铝砖和铝碳化硅碳砖中氧化铝质量百分比含量不低于40％，所述浇注料由高铝料、磷酸溶液及活性石灰制得，所述高铝料中氧化铝质量百分比含量大于等于55％。
2.根据权利要求1所述铁水罐底工作层修补料，其特征在于，所述浇注料中各原料的质量百分比含量如下：高铝料:72～92％、磷酸溶液:5～15％、活性石灰:1～3％。
3.根据权利要求1或2所述铁水罐底工作层修补料，其特征在于，将配方量的高铝料搅匀后，再加入对应配方量的磷酸溶液、活性石灰，继续搅匀后即制得浇注料，其中，所述高铝料的粒度为0.088～12mm。
4.根据权利要求3所述铁水罐底工作层修补料，其特征在于，所述高铝料为矾土熟料、再生高铝料、再生刚玉料或再生铁钩料中的一种或两种及两种以上混合物；
所述矾土熟料、再生高铝料、再生刚玉料中氧化铝质量百分比含量均在70％以上。
5.根据权利要求4所述铁水罐底工作层修补料，其特征在于，所述再生刚玉料中氧化铝质量百分比含量≥80％，所述再生铁钩料中氧化铝质量百分比含量≥55％，碳化硅质量百分比含量≥10％。
6.根据权利要求1或2或4或5所述铁水罐底工作层修补料，其特征在于，所述高铝砖中氧化铝质量百分比含量≥70％，所述铝碳化硅碳砖中氧化铝质量百分比含量≥40％，碳化硅质量百分比含量≥5％。
7.根据权利要求1或2或4或5所述铁水罐底工作层修补料，其特征在于，所述磷酸溶液中磷酸质量百分比含量为50～85％。
8.一种铁水罐底工作层修补料的使用方法，其特征在于，它包括在铁水罐底工作层待修补区域的中间位置放置修补砖，其中，布置好后的修补砖高度低于铁水罐底工作层待修补区域高度；
再在所述修补砖四周涂覆足够量浇注料使所述浇注料完全覆盖修补砖基础上还将浇注料与铁水罐底工作层砖粘结在一起，涂覆完毕后振动并进行自然养护，烘烤后即可进行正常使用。
9.根据权利要求8所述铁水罐底工作层修补料的使用方法，其特征在于，所述铁水罐底工作层待修补区域在修补以前需清理包底残渣区域。
10.根据权利要求8或9所述铁水罐底工作层修补料的使用方法，其特征在于，修补完成后的铁水罐平均使用寿命在320炉以上。
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