CN116283249A - 一种钢包水口座砖热态修补料及其制备、使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种钢包水口座砖热态修补料及其制备、使用方法，是由如下重量份数的原料制备而成：烧结板状刚玉3～1mm 30～40份、烧结板状刚玉1～0mm 25～35份、活性三氧化二铝微粉5～15份、中温煅烧三氧化二铝微粉(AR12B5)3～8份、煅烧镁铝尖晶石325目10～18份、三氧化二铬粉325目1～5份、缓凝剂1～3份、结合剂5～10份。该修补料具有粘接性能好、强度高、线变化率小，同时具有较好的中、高温强度，优良的抗冲刷、抗剥落、抗渣侵蚀性能，能有效的提高钢包水口座砖的使用性能。
Description
技术领域
本发明涉及炼钢钢包耐材技术领域，具体涉及一种钢包水口座砖热态修补料及其制备、使用方法。
背景技术
随着钢包炉外精炼技术的提高，钢包炉龄长寿化是钢包运转的主要追求目标，水口座砖的使用寿命严重影响钢包的整体寿命。钢包在运转过程中，钢水从水口座砖的水口砖中流入中间包，受钢水的冲刷和钢渣的侵蚀，钢包水口座砖上口逐渐损蚀、扩孔，当蚀损达到一定程度后，使其提前结束使用寿命，提前整修，增加钢包整修次数，从而影响炼钢工序的正常运转。
传统修补料施工时需在现场加水或其它结合剂混合搅拌，若人工搅拌，费时费力，且混合效果较差；若机械搅拌又需要专业设备和地方，即不经济又耗费时间，甚至影响钢包的运转效率；
中国专利文件CN105503206B，无碳精炼钢包包底座砖的热态修补料及其制备方法，公开的是用水结合或干法投补的一种修补料，主要用于投补钢包透气座砖，未明确钢包水口座砖的修补使用方法。中国专利文件CN110981449A，钢包座砖热态修补料及其制备方法，公开的是水泥结合的一种自流投补料。在实际使用中，修补料一般用流动性较好的自流料投补使用，且主要用于钢包透气座砖。而在投补水口座砖时，就存在较大问题，需要封堵住水口眼或者预先做模，使用后撤除，此操作费时费力，在实际操作中不实用。且该公开号未对钢包水口座砖的修补使用做详细说明。
传统涂抹修补料一般用粘土或水泥结合，用长石、玻璃粉、磷酸二氢铝、水玻璃做助烧结剂，降低了修补料的使用性能，使其抗侵蚀性差，收缩大，易剥落，达不到修补的预期效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种钢包水口座砖热态修补料及其制备、使用方法，该修补料具有粘接性能好、强度高、线变化率小，同时具有较好的中、高温强度，优良的抗冲刷、抗剥落、抗渣侵蚀性能，能有效的提高钢包水口座砖的使用性能。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种钢包水口座砖热态修补料，其特征在于，是由如下重量份数的原料制备而成：烧结板状刚玉3≥粒径＞1mm 30～40份、烧结板状刚玉1≥粒径＞0mm 25～35份、活性三氧化二铝微粉5～15份、中温煅烧三氧化二铝微粉(AR12B5)3～8份、煅烧镁铝尖晶石325目10～18份、三氧化二铬粉325目1～5份、缓凝剂1～3份、结合剂5～10份。
所述中温煅烧三氧化二铝微粉(AR12B5)作为结合剂和助烧结剂，其中三氧化二铝≥99％，粒径中位径5.5μm，BET比表面积12.5m2/g。
所述烧结板状刚玉中三氧化二铝≥98％。
所述煅烧镁铝尖晶石含三氧化二铝≥70％，氧化镁≥20％。
所述活性三氧化二铝微粉含三氧化二铝≥98％，粒径中位径2.5μm。
所述的三氧化二铬粉含三氧化二铬≥99％。
所述缓凝剂为硼酸和或柠檬酸，所述的结合剂为磷酸和或磷酸二氢铝。
液体结合剂磷酸ρ＝1.3g/cm3；磷酸二氢铝ρ＝1.56g/cm3。本发明的液态结合剂保证了钢包水口座砖热态修补料的粘接性能，增加了修补料的烧结强度。
热态修补料中主要成分含量按重量百分比计，Al2O3≥85％，MgO≥2％，Cr2O3≥1.5％。修补料的体积密度≥3.0g/cm3,抗折强度1500℃*3h≥15MPa,耐压强度1500℃*3h≥60MPa,线变化1500℃*3h-0.5％～0.5％。
制备方法包括以下步骤：
1)将原料采用混砂机搅拌混合，加料顺序为粗骨料(粒径＞1mm)-细粉-缓凝剂，干混5-10分钟，加入液体结合剂湿混5-8分钟。
2)混合好的钢包水口座砖热态修补料用能够密封的塑料袋分装，3-5千克/袋，排出袋内空气，封好密封口，按顺序叠放在大袋内。
3)包装好的钢包水口座砖热态修补料存放在阴凉处，待使用时，随用随取。
使用方法包括：将热态钢包在翻包机上放置为水平方向，打开滑板机构，卸下上水口砖，露出钢包水口座砖，用电镐或钢钎把钢包水口座砖内壁清扫干净，并清除待修补座砖表面冷钢及残渣；准备工作做好后，根据水口座砖待修补区域大小，取分装好的钢包水口座砖修补料适量，投放到座砖凹陷处及需要修补的部位，用扁铲将修补料涂抹至与座砖内壁相平。
本发明结合钢包水口座砖材质，为提高钢包水口座砖热态修补料的耐火性能，在原材料上进行创新选择。其中，上述钢包水口座砖热态修补料中，中温煅烧三氧化二铝微粉(AR12B5)作为结合剂和助烧结剂，三氧化二铝≥99％，粒径中位径5.5μm，BET比表面积12.5m2/g(对比相同粒径的普通三氧化二铝微粉)，BET比表面积仅为0.7～1.5m2/g)；其中温煅烧三氧化二铝微粉(AR12B5)Al2O3含量高、粒度细、比表面积大，可提高修补料的粘接性、可塑性，同时增加修补料的高温烧结性能；使用过程中，提高修补料的中、高温强度及修补料的耐火性能。
本发明为提高钢包水口座砖的修补效率，提供了一种预先混合好的钢包水口座砖修补料，无需在现场混合搅拌，常温下可长期存放，不硬化、不结块，可保存30～50天，并能根据修补水口座砖的需要随用随取，进行方便快捷的修补施工。
本发明提供的钢包水口座砖的修补料，能够对水口座砖进行精准涂抹修补施工，即卸下钢包后部的钢包水口砖，从该位置能准确的看到钢包水口座砖的蚀损情况及扩孔情况，根据蚀损及扩孔大小，取适量的修补料，通过水口座砖孔眼对钢包水口座砖进行精准修补。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)本发明提供了一种钢包水口座砖热态修补料，具有粘接性能好、强度高、线变化率小，同时具有较好的中、高温强度，优良的抗冲刷、抗剥落、抗渣侵蚀性能，能有效的提高钢包水口座砖的使用性能。
2)本发明采用了中温煅烧三氧化二铝微粉(AR12B5)作为结合剂和助烧结剂，三氧化二铝≥99％，粒径中位径5.5μm，BET比表面积12.5m2/g，替代传统涂抹修补料一般用的粘土、水泥，或者长石、磷酸二氢铝、硫酸铝、水玻璃等；该中温煅烧三氧化二铝微粉Al2O3含量高、粒度细、比表面积大，增加了修补料的粘接性、可塑性，可显著提高修补料的高温性能。
3)本发明的液体结合剂为磷酸或磷酸二氢铝的一种或两种，无水泥结合，添加有硼酸、柠檬酸缓凝剂，常温下不硬化、不结块，可保存30～50天，可随用随取。提高了修补效率，解决了在现场施工过程中，由于修补料使用量少，必须进行人工现场搅拌，费时费力等难题。
4)本发明提供了一种钢包水口座砖热态修补料，在更换上水口砖时对钢包水口座砖进行精准施工修补。即根据钢包水口座砖蚀损及扩孔大小，取适量的修补料，从钢包后部通过水口座砖的孔眼，投放到座砖凹陷处及需要修补的部位，对钢包水口座砖进行精准修补。比投补更加精准，操作更加方便。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步说明：
实施例中所用的烧结板状刚玉、活性三氧化二铝微粉、中温煅烧三氧化二铝微粉(AR12B5)、镁铝尖晶石325目、三氧化二铬粉等主要原料的理化指标结果如表1所示。
表1实例中钢包水口座砖热态修补料原料理化性能(典型值)。
将上述原料配制成修补料后，满足表2所示的性能要求。
表2钢包水口座砖热态修补料理化指标标准
表3是本发明的钢包水口座砖热态修补料的几个最佳实例。
表3实施例配方
| 原料 | 规格 | 实例配比1(份) | 实例配比2(份) | 实例配比3(份) |
| 烧结板状刚玉 | 3-1mm | 35 | 36 | 38 |
| 烧结板状刚玉 | 1-0mm | 30 | 28 | 33 |
| 煅烧镁铝尖晶石粉 | 325目 | 13 | 11.5 | 9 |
| 活性氧化铝微粉 | 6 | 10 | 12 | |
| 中温煅烧氧化铝微粉 | 5 | 6 | 4 | |
| 三氧化二铬粉 | 325目 | 2 | 3 | 4 |
| 缓凝剂 | 3 | 1 | 2 | |
| 结合剂磷酸 | ρ＝1.3g/cm3 | 6 | 4 | 0 |
| 结合剂磷酸二氢铝 | ρ＝1.56/cm3 | 3.5 | 10 |
下表4是本发明的钢包水口座砖热态修补料的几个最佳实例的检测指标。
表4实施例检测指标
实例1、2、3如表3配比所示生产钢包水口座砖修补料，按重量配比称取各原料，采用混砂机搅拌混合，加料顺序为粗骨料-细粉-缓凝剂，干混8分钟。
实例1加入液体结合剂磷酸(ρ＝1.3g/cm3)湿混6分钟；
实例2先加入液体结合剂磷酸(ρ＝1.3g/cm3)湿混2分钟，后加入液体结合剂磷酸二氢铝(ρ＝1.56g/cm3)湿混4分钟；
实例3加入液体结合剂磷酸二氢铝(ρ＝1.56g/cm3)湿混6分钟；使修补料混合均匀，上下干稀一致。
混合好的钢包水口座砖热态修补料用密封塑料袋分装，5克/袋，排出袋内多余空气，封好密封口，多余部分折叠起来，按顺序叠放在大包装袋内。同时取试样做理化检测，检测结果见表4，符合表2要求，可发送钢厂使用。
检测结果符合理化要求的实例1、2、3修补料，运输到钢厂内，存放在阴凉处，等待使用。
实例1、2、3修补料在某钢厂260吨钢包上使用，存放时间最长50天，该钢厂260吨钢包上水口砖使用寿命一般为10-14次，更换钢包上水口砖时，实例1、2、3修补料在水口座砖上陆续修补使用。
施工时，将热态钢包在翻包机上放置为水平方向，打开滑板机构，卸下上水口砖，露出钢包水口座砖，用电镐或钢钎把钢包水口座砖内壁清扫干净，并清除待修补座砖表面冷钢及残渣。
根据水口座砖待修补区域大小，取分装好的钢包水口座砖修补料适量，通过水口座砖孔眼投放到座砖凹陷处及需要修补的部位，用扁铲将修补料涂抹于座砖内壁相平，并涂抹光滑平整，便于后道工序安装上水口砖。该修补料粘接性强，可塑性好、料性柔和，便于涂抹，易于粘接；施工快捷方便，并与座砖粘接牢靠，不脱落。
实例1、2、3修补料与座砖不修补和某厂家生产投补料使用效果对比如表5。
表5
实例1、2、3修补料可以在每次钢包更换上水口砖时进行修补施工；根据水口座砖蚀损及扩孔大小，取适量的修补料，从钢包后部通过水口座砖的孔眼，投放到座砖凹陷处及需要修补的部位，对钢包水口座砖进行精准修补。而投补料在座砖扩孔及蚀损不大时，不适合投补，因此，投补料只在第二次更换水口砖时投补。
由实例的实验及使用结果可知：本发明提供的一种钢包水口座砖热态修补料，具有粘接性强、可塑性好、强度高、线变化率小，同时具有较好的中、高温强度，优良的抗冲刷、抗剥落、抗渣侵蚀性能，能有效的提高钢包水口座砖的使用性能；本发明提供的一种钢包水口座砖热态修补料，常温下长期存放不硬化、不结块，可保存30～50天，可随用随取，简化了钢包水口座砖修补工序，提高了钢包水口座砖修补效率，解决了在现场施工过程中，由于修补料使用量少，必须进行人工现场搅拌，费时费力等难题；本发明提供了一种钢包水口座砖热态修补料，能够对水口座砖进行精准修补施工，避免了修补料投补时投偏、投不准、补不上等问题，增加了钢包水口座砖使用时的稳定性和有效性。
Claims (10)
1.一种钢包水口座砖热态修补料，其特征在于，是由如下重量份数的原料制备而成：烧结板状刚玉3≥粒径＞1mm 30～40份、烧结板状刚玉1≥粒径＞0mm 25～35份、活性三氧化二铝微粉5～15份、中温煅烧三氧化二铝微粉3～8份、煅烧镁铝尖晶石325目10～18份、三氧化二铬粉325目1～5份、缓凝剂1～3份、结合剂5～10份。
2.根据权利要求1所述的一种钢包水口座砖热态修补料，其特征在于，所述中温煅烧三氧化二铝微粉，其中三氧化二铝≥99％，粒径中位径5.5μm，BET比表面积12.5m2/g。
3.根据权利要求1所述的一种钢包水口座砖热态修补料，其特征在于，所述烧结板状刚玉中三氧化二铝≥98％。
4.根据权利要求1所述的一种钢包水口座砖热态修补料，其特征在于，所述煅烧镁铝尖晶石含三氧化二铝≥70％，氧化镁≥20％。
5.根据权利要求1所述的一种钢包水口座砖热态修补料，其特征在于，所述活性三氧化二铝微粉含三氧化二铝≥98％，粒径中位径2.5μm。
6.根据权利要求1所述的一种钢包水口座砖热态修补料，其特征在于，所述的三氧化二铬粉含三氧化二铬≥99％。
7.根据权利要求1所述的一种钢包水口座砖热态修补料，其特征在于，所述缓凝剂为硼酸和或柠檬酸，所述的结合剂为磷酸和或磷酸二氢铝。
8.根据权利要求1所述的一种钢包水口座砖热态修补料，其特征在于，修补料的体积密度≥3.0g/cm3,抗折强度1500℃*3h≥15MPa,耐压强度1500℃*3h≥60MPa,线变化1500℃*3h-0.5％～0.5％。
9.如权利要求1-8其中任意一项所述的钢包水口座砖热态修补料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)原料搅拌混合，干混5-10分钟，加入液体结合剂湿混5-8分钟；
2)混合好的钢包水口座砖热态修补料用能够密封的塑料袋分装，3-5千克/袋，排出袋内空气，封好密封口。
10.如权利要求1-8其中任意一项所述的钢包水口座砖热态修补料的使用方法，其特征在于，包括：将热态钢包在翻包机上放置为水平方向，打开滑板机构，卸下上水口砖，露出钢包水口座砖，把钢包水口座砖内壁清扫干净，并清除待修补座砖表面冷钢及残渣；根据水口座砖待修补区域大小，取分装好的钢包水口座砖修补料，投放到座砖凹陷处及需要修补的部位，用工具将修补料涂抹至与座砖内壁相平。
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