CN114180975B - 一种半钢罐罐底工作层浇注料 - Google Patents

一种半钢罐罐底工作层浇注料 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种半钢罐罐底工作层浇注料，主要由以下重量份的原料制备而成：粒径0.074‑1mm的中锆刚玉颗粒7～10份；粒径1‑3mm的中锆刚玉颗粒15～20份；粒径3‑8mm的板状刚玉颗粒8‑12份；粒径8mm‑12mm的板状刚玉15‑20份；粒径12mm‑15mm的板状刚玉11‑14份；粒径＜0.044mm的白刚玉粉17‑20份；粒径＜0.005mm的三氧化二铝微粉4‑6份；粒径＜0.044mm的CA70水泥3‑5份；粒径＜0.044mm的电熔镁粉3‑5份；粒径＜0.044mm的石墨3‑5份；高效减水剂0.05份‑0.1份以及防爆纤维0.03份‑0.06份；在半钢冲刷和脱硫喷吹时不易剥落，不易被石灰侵蚀，工作寿命长，满足大修前需要的耐冲刷次数≥850次的要求。

Description

一种半钢罐罐底工作层浇注料
技术领域
本发明属于炼钢半钢罐耐材技术领域，具体涉及一种半钢罐罐底工作层浇注料。
背景技术
高炉铁水经“提钒”或“三脱”等预处理以后成半钢，某钢钒炼钢厂提钒工艺经优化后，采用先提钒后脱硫工艺，提钒钢水(半钢)达到终点要求时，开始出钢，半钢罐开始承接钢水，此时罐底受到半钢的冲刷，冲刷区是由冲击砖和罐底工作层浇注料组成，形成耐火领域上的“钢筋水泥结构”抵御钢水冲击；非冲击区受到钢水冲击较小，为了达到罐底料寿命同步，该区域全由罐底工作层浇注料组成。
半钢罐承接半钢后进入脱硫工序，该工序通过喷吹钝化石灰以及钝化镁进行脱硫，此时罐底耐材受到钢液搅动力以及活性石灰的侵蚀作用，该过程通常持续时间为5-10分钟，脱硫拔渣完成后，导入炼钢转炉，返回提钒工位待命完成半钢罐的一次周转。
上述的罐底工作层浇注料在半钢冲刷和脱硫喷吹时易剥落，且容易被石灰侵蚀，缩短了罐底工作层浇注料的寿命。
发明内容
本发明针对现有的罐底工作层浇注料在半钢冲刷和脱硫喷吹时易剥落，且容易被石灰侵蚀，缩短了罐底工作层浇注料的寿命的问题，本发明提供一种半钢罐罐底工作层浇注料。
本发明的技术方案为：一种半钢罐罐底工作层浇注料，主要由以下重量份的原料制备而成：
粒径0.074-1mm的中锆刚玉颗粒7～10份；粒径1-3mm的中锆刚玉颗粒15～20份；粒径3-8mm的板状刚玉颗粒8-12份；粒径8mm-12mm的板状刚玉15-20份；粒径12mm-15mm的板状刚玉11-14份；粒径＜0.044mm的白刚玉粉17-20份；粒径＜0.005mm的三氧化二铝微粉4-6份；粒径＜0.044mm的CA70水泥3-5份；粒径＜0.044mm的电熔镁粉3-5份；粒径＜0.044mm的石墨3-5份；高效减水剂0.05份-0.1份以及防爆纤维0.03份-0.06份。
进一步限定，该半钢罐罐底工作层浇注料中化学成分按重量百分比计为：Al2O3≥75％，ZrO2≥5％，固定碳≥2％，MgO＜5％，Fe2O3、NaO以及K2O的总和＜1.5％。
进一步限定，所述中锆刚玉中化学成分按重量百分比计为：ZrO2≥20％，Al2O3≥60％，Fe2O3、NaO以及K2O的总和＜2％。
进一步限定，所述板状刚玉中化学成分按重量百分比计为：Al2O3≥99％，Fe2O3、NaO以及K2O的总和＜0.7％。
进一步限定，所述白刚玉中化学成分按重量百分比计为：Al2O3≥99％，Fe2O3、NaO以及K2O的总和＜1％。
进一步限定，所述三氧化二铝微粉中化学成分按重量百分比计为：Al2O3≥99％，Fe2O3、NaO以及K2O的总和＜1％。
进一步限定，所述CA-70水泥中化学成分按重量百分比计为：纯铝酸钙系水泥中化学成分按重量百分比计为：Al2O3≥70％，CaO＜25％。
进一步限定，所述电熔镁粉中化学成分按重量百分比计为：MgO≥96％，CaO＜2％。
进一步限定，所述石墨中化学成分按重量百分比计为：固定碳≥80％；所述防爆纤维的牌号为JX-3-3；所述高效减水剂为善达化工公司所生产的P201；上述各原料含水重量百分比之和≤1％。
本发明的有益效果为：中锆刚玉和板状刚玉提供基本骨料，白刚玉、电熔镁粉和三氧化二铝微粉提供基本粉料，采用CA-70水泥提供前期施工强度，采用石墨抵抗熔渣侵蚀，采用善达化工公司减水剂P201提供施工流动性能，采用防爆纤维进一步降低浇注料显气孔率；
板状刚玉是一种以高纯氧化铝为原料，它在烧制过程中不用添加任何添加剂，在铝质耐火材料中杂质含量最低，它具有较高的耐火度、优异的抗热震性能和抗剥落性能。
中锆刚玉主要由三氧化二铝和氧化锆组成，具有耐熔渣侵蚀好，致密度高的特点，锆刚玉特殊的晶相结构，能锁紧碳质材料，共同阻止熔渣的侵蚀。
电熔镁粉在高温下与三氧化二铝反应生成铝镁尖晶石，产生要求范围内的微膨胀，微膨胀能让罐底工作层浇注料更加致密；选用的三氧化二铝微粉、电熔镁粉、白刚玉粉、减水剂，在少量加水的条件下形成分散性的凝胶，促进浇注料的自流效果。
石墨具有填充耐火浇注料气孔的特点，阻止熔渣专入贯穿气孔和非贯穿气孔，进一步提升浇注料抗渣性能；
水泥采用铝酸钙系CA70水泥(纯铝酸钙水泥)，水化性能稳定，机械强度优异，而且强度提升合适，适于作为半钢罐罐底工作层浇注料提供前期施工强度。
防爆纤维，细小纤维状物质，其贯穿于浇注料的各个缝隙中，能在钢包罐烘烤过程中输导水蒸气的排出，避免水蒸气无法排出，爆裂产生气孔。
本发明公开的罐底工作层浇注料在半钢冲刷和脱硫喷吹时不易剥落，且不易被石灰侵蚀，工作寿命长，满足大修前需要的耐冲刷次数≥850次的要求。
具体实施方式
本发明公开的半钢罐罐底工作层浇注料，主要由以下重量份的原料制备而成：粒径0.074-1mm的中锆刚玉颗粒7～10份；粒径1-3mm的中锆刚玉颗粒15～20份；粒径3-8mm的板状刚玉颗粒8-12份；粒径8mm-12mm的板状刚玉15-20份；粒径12mm-15mm的板状刚玉11-14份；粒径＜0.044mm的白刚玉粉17-20份；粒径＜0.005mm的三氧化二铝微粉4-6份；粒径＜0.044mm的CA70水泥3-5份；粒径＜0.044mm的电熔镁粉3-5份；粒径＜0.044mm的石墨3-5份；高效减水剂0.05份-0.1份以及防爆纤维0.03份-0.06份。
半钢罐罐底工作层浇注料需满足以下理化指标。
表1半钢罐罐底工作层浇注料理化指标
Figure BDA0003387885070000041
Figure BDA0003387885070000051
下面结合实施例对本发明作进一步描述，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
以下所有实施例中所采用的主要原料板状刚玉、中锆刚玉、白刚玉粉、三氧化二铝微粉、CA70水泥、电熔镁粉以及石墨中各理化指标检测情况见表2。
表2试验用半钢罐罐底工作层浇注料原料化检验结果
Figure BDA0003387885070000052
Figure BDA0003387885070000061
八种原料的技术指标：中锆刚玉中化学成分按重量百分比计为：ZrO2≥20％，Al2O3≥60％，Fe2O3、NaO以及K2O的总和＜2％，其粒度为1-3mm和0.074-1mm两个规格；板状刚玉中化学成分按重量百分比计为：Al2O3≥99％，Fe2O3、NaO以及K2O的总和＜0.7％，其粒度3-8mm、8-12mm以及12-15mm三种规格；白刚玉中化学成分按重量百分比计为：Al2O3≥99％，Fe2O3、NaO以及K2O的总和＜1％，其粒度为＜0.044mm；三氧化二铝微粉中化学成分按重量百分比计为：Al2O3≥99％，Fe2O3、NaO以及K2O的总和＜1％，其粒度为＜0.005mm；水泥CA-70水泥为纯铝酸钙系水泥中化学成分按重量百分比计为：Al2O3≥70％，CaO＜25％,其粒度为＜0.088mm；电熔镁粉中化学成分按重量百分比计为：MgO≥96％，CaO＜2％，其粒度为＜0.044mm；石墨中化学成分按重量百分比计为：固定碳≥80％，粒径＜0.074mm。
实施例1
将检验合格的70kg的0.074mm-1mm中锆刚玉、150kg的1-3mm中锆刚玉、80kg的3-8mm板状刚玉、150kg的8mm-12mm的板状刚玉，110kg的12mm-15mm的板状刚玉送入滚筒式搅拌机内进行混合搅拌，经混合搅拌2min后，再将170kg重量份的＜0.074mm白刚玉粉、40kg＜0.005mm的三氧化二铝微粉、30kg的＜0.044mm的水泥CA70、30kg的＜0.044mm电熔镁粉、30kg的＜0.044石墨、0.5kg善达化工公司所生产的P201、0.3kg牌号为JX-3-3的防爆纤维送入滚筒式搅拌机内进行混合搅拌，经混合搅拌4min后，取样检测半钢罐罐底工作层浇注料的理化指标(检测结果见表3)，检测合格后再运至某钢钒协力修砌作业区。
使用本实施例半钢罐罐底工作层浇注料作为半钢罐罐底工作层耐火材料，本次送往某钢钒炼钢厂协力修砌作业区，应用大修罐两个，从施工到大修下线收集的数据来看，两个罐底工作层浇注料施工情况良好，在养护过程中均无掉料，裂纹现象发生。
表3实施例1半钢罐罐底工作层浇注料理化检测指标
Figure BDA0003387885070000071
Figure BDA0003387885070000081
由表3可知，本实施例制备得到的半钢罐罐底工作层浇注料的各项性能指标均满足要求；在线使用过程中，包底冲击区和非冲击区出现不同程度的剥落次数，由平均5.2次降低至3.4次，包底大修寿命从原来的平均的750次提高到881次，应用效果良好。
实施例2
将检验合格的100kg的0.074mm-1mm中锆刚玉、200kg的1-3mm中锆刚玉、120kg的3-8mm板状刚玉、200kg的8mm-12mm的板状刚玉，140kg的12mm-15mm的板状刚玉送入滚筒式搅拌机内进行混合搅拌，经混合搅拌4min后，再将200kg重量份的＜0.074mm白刚玉粉、60kg＜0.005mm的三氧化二铝微粉、50kg的＜0.044mm的水泥CA70、50kg的＜0.044mm电熔镁粉、50kg的＜0.044石墨、1kg善达化工公司所生产的P201高效减水剂、0.6kg牌号为JX-3-3的防爆纤维送入滚筒式搅拌机内进行混合搅拌，经混合搅拌6min后，取样检测半钢罐罐底工作层浇注料的理化指标(检测结果见表4)，检测合格后再运至某钢钒协力修砌作业区。
使用本实施例半钢罐罐底工作层浇注料作为半钢罐罐底工作层耐火材料，本次送往某钢钒炼钢厂协力修砌作业区，应用大修罐两个，从施工到大修下线收集的数据来看，两个罐底工作层浇注料施工情况良好，在养护过程中均无掉料，裂纹现象发生。
表4实施例2半钢罐罐底工作层浇注料理化检测指标
项目 检测结果
Al2O3，wt％ 80.95
MgO，wt％ 3.76
固定碳，wt％ 4.21
ZrO2，wt％ 6.89
Fe2O3+NaO+K2O，wt％ 0.52
体积密度，g/cm3(110×24h) 3.15
抗折强度，MPa(1400×3h) 9.3
耐压强度，MPa(110×24h) 31
耐压强度，MPa(1400×3h) 39
线变化率，％(1400×3h) 0.19
由表4可知，本实施例制备得到的半钢罐罐底工作层浇注料的各项性能指标均满足要求；在线使用过程中，包底冲击区以及非冲击区出现不同程度的剥落次数，由平均5.2次降低至2.8次，包底大修寿命从原来平均750次提高到911次，应用效果良好。
综上所述，本发明半钢罐罐底工作层浇注料在半钢罐罐底工作层的应用情况良好、施工良好，在线使用寿命明显增长，能有效缓解半钢罐罐底浇注料在线使用过程中出现剥落的现象，应用前景广阔。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种半钢罐罐底工作层浇注料，其特征在于，主要由以下重量份的原料制备而成：
粒径0.074-1mm的中锆刚玉颗粒7～10份；粒径1-3mm的中锆刚玉颗粒15～20份；粒径3-8mm的板状刚玉颗粒8-12份；粒径8mm-12mm的板状刚玉15-20份；粒径12mm-15mm的板状刚玉11-14份；粒径＜0.044mm的白刚玉粉17-20份；粒径＜0.005mm的三氧化二铝微粉4-6份；粒径＜0.044mm的CA70水泥3-5份；粒径＜0.044mm的电熔镁粉3-5份；粒径＜0.044mm的石墨3-5份；高效减水剂0.05份-0.1份以及防爆纤维0.03份-0.06份；
该半钢罐罐底工作层浇注料中化学成分按重量百分比计为：Al2O3≥75％，ZrO2≥5％，固定碳≥2％，MgO＜5％，Fe2O3、NaO以及K2O的总和＜1.5％。
2.根据权利要求1所述的半钢罐罐底工作层浇注料，其特征在于：所述中锆刚玉中化学成分按重量百分比计为：ZrO2≥20％，Al2O3≥60％，Fe2O3、NaO以及K2O的总和＜2％。
3.根据权利要求1所述的半钢罐罐底工作层浇注料，其特征在于：所述板状刚玉中化学成分按重量百分比计为：Al2O3≥99％，Fe2O3、NaO以及K2O的总和＜0.7％。
4.根据权利要求1所述的半钢罐罐底工作层浇注料，其特征在于：所述白刚玉中化学成分按重量百分比计为：Al2O3≥99％，Fe2O3、NaO以及K2O的总和＜1％。
5.根据权利要求1所述的半钢罐罐底工作层浇注料，其特征在于：所述三氧化二铝微粉中化学成分按重量百分比计为：Al2O3≥99％，Fe2O3、NaO以及K2O的总和＜1％。
6.根据权利要求1所述的半钢罐罐底工作层浇注料，其特征在于：所述CA-70水泥中化学成分按重量百分比计为：纯铝酸钙系水泥中化学成分按重量百分比计为：Al2O3≥70％，CaO＜25％。
7.根据权利要求1所述的半钢罐罐底工作层浇注料，其特征在于：所述电熔镁粉中化学成分按重量百分比计为：MgO≥96％，CaO＜2％。
8.根据权利要求1所述的半钢罐罐底工作层浇注料，其特征在于：所述石墨中化学成分按重量百分比计为：固定碳≥80％；所述防爆纤维的牌号为JX-3-3；所述高效减水剂为善达化工公司所生产的P201；上述各原料含水重量百分比之和≤1％。
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