一种水基转炉大面修补料及其使用方法

摘要

本发明公开一种水基转炉大面修补料及其使用方法。所述修补料由甲、乙两组份组成：甲组份是以40~65wt%镁砂颗粒、10~20wt%镁橄榄石颗粒、15~25wt%镁砂细粉、5~15wt%氧化镁微粉、2~5wt%碳化硅微粉、1~3wt%熔融石英细粉、0.5~2wt%石英细粉、0.5~2wt%硅微粉、0.2~1.5wt%纯铝酸钙水泥和0.5~2.5wt%α-Al

说明书

技术领域

本发明属于修补料技术领域。具体涉及一种水基转炉大面修补料及其使用方法。

背景技术

转炉炉龄是转炉炼钢中的一个重要的技术经济指标，是炼钢厂发挥效益的一个重要因素。提高转炉炉龄可以提高转炉的生产效率，降低耐材消耗。随着转炉溅渣护炉技术的普及推广，转炉炉龄得到提高，可达约4万炉次。但应用溅渣护炉技术之后，转炉炉衬的侵蚀情况也发生了相应变化，制约炉龄提高的主要因素由炉帽、耳轴等部位侵蚀过快变为转炉前后大面侵蚀过快。因此，加强转炉前后大面维护，降低炉衬的损毁，对于进一步提高转炉炉龄具有十分重要的意义。

目前，转炉大面修补料主要有两大类：1)碳系结合含碳质修补料：它主要采用焦油、沥青或树脂等作结合剂。从使用效果来看，该大面修补料高温流动性好、耐侵蚀和使用寿命长，但烧结时间长，施工时冒浓烟并释放大量有毒有害气体，对环境污染严重；2)湿法水系结合镁质修补料：该类大面修补料烧结时间相对较短，对环境无污染，可及时、快速补炉，但该大面修补料与炉衬材料粘附性差、不耐侵蚀和不耐冲刷、使用寿命相对较短。

发明内容

本发明旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种环境友好、高温自流性好、烧结速度快、附着性优异、结构致密、耐冲刷、耐炉渣侵蚀和寿命长的水基转炉大面修补料及其使用方法。

为实现上述任务，本发明所采用的技术方案是：所述水基转炉大面修补料由甲组份和乙组份组成，其中：

甲组份是以40~65wt%的镁砂颗粒、10~20wt%的镁橄榄石颗粒、15~25wt%的镁砂细粉、5~15wt%的氧化镁微粉、2~5wt%的碳化硅微粉、1~3wt%的熔融石英细粉、0.5~2wt%的石英细粉、0.5~2wt%的硅微粉、0.2~1.5wt%的纯铝酸钙水泥和0.5~2.5wt%的α-Al₂O₃微粉为原料，再外加所述原料0.05~0.15wt%的有机纤维、0.05~0.15wt%的硝酸盐和0.05~0.1wt%的聚羧酸减水剂，混合1~3分钟，装袋备用。

乙组份是将亲水改性有机硅和水按质量比为1︰(8~10)混合，封装备用。

所述镁砂颗粒的MgO含量>95wt%，粒径为3~0.088mm。

所述镁橄榄石颗粒的主要化学成分是：MgO含量>40wt%，SiO₂含量<40wt%，Fe₂O₃含量<10wt%；镁橄榄石颗粒的粒径为1~0.088mm。

所述镁砂细粉的MgO含量>98wt%，粒径<0.088mm。

所述氧化镁微粉的MgO含量>99wt%，粒径<0.001mm。

所述碳化硅微粉的SiC含量>98.5wt%，粒径<0.001mm。

所述熔融石英细粉的SiO₂含量>99wt%，粒径<0.01mm。

所述石英细粉的SiO₂含量>99wt%，粒径<0.01mm。

所述硅微粉SiO₂含量为>94wt%，粒径<0.001mm。

所述纯铝酸钙水泥的主要化学成分是：Al₂O₃含量为50~60wt%，SiO₂含量＜8wt%，Fe₂O₃含量＜2.5wt%；纯铝酸钙水泥的粒径<0.01mm。

所述α-Al₂O₃微粉的Al₂O₃含量>99wt%，粒径<0.001mm。

所述硝酸盐为硝酸钠、硝酸钾、硝酸铵和硝酸钙中的一种以上。

所述的水基转炉大面修补料的使用方法：将甲组份和乙组份按质量比1︰(0.06~0.12)进行配料，搅拌至流塑状，装入料斗投入转炉炉内，迅速摇动转炉炉体，使所述修补料铺满修补部位。

由于采用上述技术方案，本发明与现有技术相比具有如下积极效果：

本发明所采用亲水改性有机硅包覆由聚羧酸减水剂分散的水分子，同时聚羧酸减水剂会和水形成高分散小气泡，与硝酸盐、熔融石英和石英混合成多分散相连续基体，形成多层次阶梯熔点混合相包覆的水气化能量的合理释放曲线，依靠内部合理的“自振动”使得材料在高温下迅速自流铺展，同时提高了碳化硅等微粉的分散性和耐侵蚀性，然后氧化镁微粉等MgO源与硅微粉等SiO₂源在高温下反应快速生成镁橄榄石，材料的烧结性能和抗侵蚀性能优异，能很好与转炉原大面炉衬相结合，提高了修补料的寿命。

本发明所制得的水基转炉大面修补料烧结时间短，使用寿命>25次。

因此，本发明所制备的修补料具有高温自流性好、烧结时间短、粘结强度高、耐冲刷、耐炉渣侵蚀、寿命长和环境友好的特点。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的描述，并非对其保护范围的限制。

为避免重复，先将本具体实施方式所涉及的原料的技术参数统一描述如下，实施例中不再赘述：

所述镁砂颗粒的MgO含量>95wt%，粒径为3~0.088mm。

所述镁橄榄石颗粒的主要化学成分是：MgO含量>40wt%，SiO₂含量<40wt%，Fe₂O₃含量<10wt%；镁橄榄石颗粒的粒径为1~0.088mm。

所述镁砂细粉的MgO含量>98wt%，粒径<0.088mm。

所述氧化镁微粉的MgO含量>99wt%，粒径<0.001mm。

所述碳化硅微粉的SiC含量>98.5wt%，粒径<0.001mm。

所述熔融石英细粉的SiO₂含量>99wt%，粒径<0.01mm。

所述石英细粉的SiO₂含量>99wt%，粒径<0.01mm。

所述硅微粉SiO₂含量为>94wt%，粒径<0.001mm。

所述纯铝酸钙水泥的主要化学成分是：Al₂O₃含量为50~60wt%，SiO₂含量＜8wt%，Fe₂O₃含量＜2.5wt%；纯铝酸钙水泥的粒径<0.01mm。

所述α-Al₂O₃微粉的Al₂O₃含量>99wt%，粒径<0.001mm。

实施例1

一种水基转炉大面修补料及其使用方法。所述水基转炉大面修补料由甲组份和乙组份组成，其中：

甲组份是以40~50wt%的镁砂颗粒、15~20wt%的镁橄榄石颗粒、15~20wt%的镁砂细粉、10~15wt%的氧化镁微粉、3~5wt%的碳化硅微粉、2~3wt%的熔融石英细粉、0.5~1.5wt%的石英细粉、1.5~2wt%的硅微粉、0.2~1.0wt%的纯铝酸钙水泥和0.5~1.5wt%的α-Al₂O₃微粉为原料，再外加所述原料0.05~0.10wt%的有机纤维、0.05~0.10wt%的硝酸盐和0.08~0.1wt%的聚羧酸减水剂，混合1~3分钟，装袋备用。

乙组份是将亲水改性有机硅和水按质量比为1︰(9.5~10)混合，封装备用。

本实施例所述的硝酸盐为硝酸钠。

本实施例所述的水基转炉大面修补料的使用方法：将甲组份和乙组份按质量比1︰(0.06~0.08)进行配料，搅拌至流塑状，装入料斗投入转炉炉内，迅速摇动转炉炉体，使所述修补料铺满修补部位。

本实施例1所制得的水基转炉大面修补料烧结时间短，使用寿命>28次。

实施例2

一种水基转炉大面修补料及其使用方法。本实施例除硝酸盐为硝酸钠和硝酸钾外，其余同实施例1。

本实施例2所制得的水基转炉大面修补料烧结时间短，使用寿命>28次。

实施例3

一种水基转炉大面修补料及其使用方法。本实施例除硝酸盐为硝酸钠、硝酸钾和硝酸铵外，其余同实施例1。

本实施例3所制得的水基转炉大面修补料烧结时间短，使用寿命>28次。

实施例4

一种水基转炉大面修补料及其使用方法。所述水基转炉大面修补料由甲组份和乙组份组成。其中：

甲组份是以45~55wt%的镁砂颗粒、10~15wt%的镁橄榄石颗粒、20~25wt%的镁砂细粉、5~10wt%的氧化镁微粉、3~4wt%的碳化硅微粉、1~2wt%的熔融石英细粉、1.5~2wt%的石英细粉、1~2wt%的硅微粉、1~1.5wt%的纯铝酸钙水泥和2~2.5wt%的α-Al₂O₃微粉为原料，再外加所述原料0.05~0.10wt%的有机纤维、0.05~0.10wt%的硝酸盐和0.07~0.09wt%的聚羧酸减水剂，混合1~3分钟，装袋备用。

乙组份是将亲水改性有机硅和水按质量比为1︰(8~8.5)混合，封装备用。

本实施例所述的硝酸盐为硝酸钾。

本实施例所述的水基转炉大面修补料的使用方法：将甲组份和乙组份按质量比1︰(0.08~0.10)进行配料，搅拌至流塑状，装入料斗投入转炉炉内，迅速摇动转炉炉体，使所述修补料铺满修补部位。

本实施例4所制得的水基转炉大面修补料烧结时间短，使用寿命>30次。

实施例5

一种水基转炉大面修补料及其使用方法。本实施例除硝酸盐为硝酸钾和硝酸铵外，其余同实施例4。

本实施例5所制得的水基转炉大面修补料烧结时间短，使用寿命>30次。

实施例6

一种水基转炉大面修补料及其使用方法。本实施例除硝酸盐为硝酸钾、硝酸铵和硝酸钙外，其余同实施例4。

本实施例6所制得的水基转炉大面修补料烧结时间短，使用寿命>30次。

实施例7

一种水基转炉大面修补料及其使用方法。所述水基转炉大面修补料由甲组份和乙组份组成，其中：

甲组份是以50~60wt%的镁砂颗粒、10~15wt%的镁橄榄石颗粒、15~20wt%的镁砂细粉、5~10wt%的氧化镁微粉、2~3wt%的碳化硅微粉、1~1.5wt%的熔融石英细粉、1~2wt%的石英细粉、0.5~1.5wt%的硅微粉、0.8~1.2wt%的纯铝酸钙水泥和1.5~2.5wt%的α-Al₂O₃微粉为原料，再外加所述原料0.10~0.15wt%的有机纤维、0.10~0.15wt%的硝酸盐和0.06~0.08wt%的聚羧酸减水剂，混合1~3分钟，装袋备用。

乙组份是将亲水改性有机硅和水按质量比为1︰(8.5~9)混合，封装备用。

本实施例所述的硝酸盐为硝酸铵。

本实施例所述的水基转炉大面修补料的使用方法：将甲组份和乙组份按质量比1︰(0.10~0.12)进行配料，搅拌至流塑状，装入料斗投入转炉炉内，迅速摇动转炉炉体，使所述修补料铺满修补部位。

本实施例7所制得的水基转炉大面修补料烧结时间短，使用寿命>25次。

实施例8

一种水基转炉大面修补料及其使用方法。本实施例除硝酸盐为硝酸铵和硝酸钙外，其余同实施例7。

本实施例8所制得的水基转炉大面修补料烧结时间短，使用寿命>25次。

实施例9

一种水基转炉大面修补料及其使用方法。本实施例除硝酸盐为硝酸钠、硝酸铵和硝酸钙外，其余同实施例7。

本实施例9所制得的水基转炉大面修补料烧结时间短，使用寿命>25次。

实施例10

一种水基转炉大面修补料及其使用方法。所述水基转炉大面修补料由甲组份和乙组份组成，其中：

甲组份是以55~65wt%的镁砂颗粒、10~15wt%的镁橄榄石颗粒、15~20wt%的镁砂细粉、5~10wt%的氧化镁微粉、2~3wt%的碳化硅微粉、1~1.5wt%的熔融石英细粉、0.5~1wt%的石英细粉、0.5~1wt%的硅微粉、0.2~0.4wt%的纯铝酸钙水泥和0.5~1wt%的α-Al₂O₃微粉为原料，再外加所述原料0.10~0.15wt%的有机纤维、0.10~0.15wt%的硝酸盐和0.05~0.06wt%的聚羧酸减水剂，混合1~3分钟，装袋备用。

乙组份是将亲水改性有机硅和水按质量比为1︰(9~9.5)混合，封装备用。

本实施例所述的硝酸盐为硝酸钙。

本实施例所述的水基转炉大面修补料的使用方法：将甲组份和乙组份按质量比1︰(0.06~0.10)进行配料，搅拌至流塑状，装入料斗投入转炉炉内，迅速摇动转炉炉体，使所述修补料铺满修补部位。

本实施例10所制得的水基转炉大面修补料烧结时间短，使用寿命>32次。

实施例11

一种水基转炉大面修补料及其使用方法。本实施例除硝酸盐为硝酸钙和硝酸钾外，其余同实施例10。

本实施例11所制得的水基转炉大面修补料烧结时间短，使用寿命>32次。

实施例12

一种水基转炉大面修补料及其使用方法。本实施例除硝酸盐为硝酸钠、硝酸钾和硝酸钙外，其余同实施例10。

本实施例12所制得的水基转炉大面修补料烧结时间短，使用寿命>32次。

实施例13

一种水基转炉大面修补料及其使用方法。所述水基转炉大面修补料由甲组份和乙组份组成，其中：

甲组份是以40~50wt%的镁砂颗粒、15~20wt%的镁橄榄石颗粒、15~20wt%的镁砂细粉、10~15wt%的氧化镁微粉、3~5wt%的碳化硅微粉、2~3wt%的熔融石英细粉、0.5~1.5wt%的石英细粉、1.5~2wt%的硅微粉、0.2~1.0wt%的纯铝酸钙水泥和0.5~1.5wt%的α-Al₂O₃微粉为原料，再外加所述原料0.05~0.10wt%的有机纤维、0.05~0.10wt%的硝酸盐和0.08~0.1wt%的聚羧酸减水剂，混合1~3分钟，装袋备用。

乙组份是将亲水改性有机硅和水按质量比为1︰(9.5~10)混合，封装备用。

本实施例所述的硝酸盐为硝酸钠、硝酸钾、硝酸铵和硝酸钙。

本实施例所述的水基转炉大面修补料的使用方法：将甲组份和乙组份按质量比1︰(0.06~0.08)进行配料，搅拌至流塑状，装入料斗投入转炉炉内，迅速摇动转炉炉体，使所述修补料铺满修补部位。

本实施例13所制得的水基转炉大面修补料烧结时间短，使用寿命>26次。

本具体实施方式与现有技术相比具有如下积极效果：

本具体实施方式所采用亲水改性有机硅包覆由聚羧酸减水剂分散的水分子，同时聚羧酸减水剂会和水形成高分散小气泡，与硝酸盐、熔融石英和石英混合成多分散相连续基体，形成多层次阶梯熔点混合相包覆的水气化能量的合理释放曲线，依靠内部合理的“自振动”使得材料在高温下迅速自流铺展，同时提高了碳化硅等微粉的分散性和耐侵蚀性，然后氧化镁微粉等MgO源与硅微粉等SiO₂源在高温下反应快速生成镁橄榄石，材料的烧结性能和抗侵蚀性能优异，能很好与转炉原大面炉衬相结合，提高了修补料的寿命。

本具体实施方式所制得的水基转炉大面修补料烧结时间短，使用寿命>25次。

因此，本具体实施方式所制备的修补料具有高温自流性好、烧结时间短、粘结强度高、耐冲刷、耐炉渣侵蚀、寿命长和环境友好的特点。