一种添加含钛尖晶石的炼钢转炉用喷补料

摘要

本发明涉及一种添加含钛尖晶石的炼钢转炉用喷补料，属于耐火材料领域。该喷补料以重量百分比的原料组成包括：镁砂50~60、作为骨料的含钛尖晶石4~8、作为基质料的含钛尖晶石6~15、镁火泥20~30、水泥1~5、硅微粉2~4、粘土1~3、三聚磷酸钠0.1~1、六偏磷酸钠1~4、硼砂2~4；将原料于搅拌设备中混匀后即得成品；本发明以冶炼钛铁铁合金产品的附产物——含钛尖晶石取代部分的镁砂、镁火泥作为骨料和基质料，不但降低了生产成本，同时还解决了钛铁合金生产中附产物的综合利用和环境保护问题，极大的延长了喷补料的使用寿命，每喷补一次，可使用8～12炉，炼钢转炉的生产效率大幅度提高。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于转炉的喷补料，尤其是一种添加有含钛尖晶石的炼钢转炉用喷补料，属于耐火材料领域。

背景技术

喷补料由具有一定颗粒级配的耐火材料、化学结合剂和外加剂组成，用喷射施工方法对热加工设备内衬进行修补时使用的不定形耐火材料。炼钢转炉喷补料主要用于转炉炉衬的修补，且现阶段主要使用的是以镁砂作骨料的半干法喷补料，但在使用过程中发现存在以下一些突出问题：1、使用寿命短，每喷补一次，一般只能使用4～8炉，因而炼钢转炉的使用效率受到影响。2、由于镁砂水化问题严重，因此喷补料的抗侵蚀能力差。3、由于电熔镁砂生产成本较高，所以一般采用优质烧结镁砂作为喷补料的骨料，但在使用过程中存在耐冲刷能力较差的问题。

如中国专利CN 201010174726.9公开了一种转炉防粘渣喷补料，包括以下重量百分比的原料组分：镁碳耐火材料废砖再生骨料35~45%，烧结镁砂5~16%，电熔镁砂18~25%，碳化硅5~8%，石墨8~13%，矾土水泥1~3%，硅微粉1~3%，α-Al2O3微粉1~3%，六偏磷酸钠3~4%；在上述原料的基础上，以上述原料总和为100%计算，外加木质磺酸钙0.2~0.4%，聚丙烯纤维0.05~0.15%。该喷补料主要针对转炉粘渣不易清除的问题，且采用电熔镁砂作为骨料，不仅生产成本相对偏高，且抗侵蚀能力差，因而使用寿命受到影响。

又如中国专利CN 201010263945.4公开了一种转炉用喷补料配方，由以下成份组成（重量百分比）：40-60%粒度为0.1-5mm的镁橄榄石，10-30%粒度为0.1-3mm白云石，10-20%粒度为0.01-0.088mm烧结中档镁砂，0.5-5%的促烧促凝剂，1-5%的结合剂。该喷补料仅采用中档镁砂作为骨料，因而耐冲刷能力较差，其使用寿命及使用效率严重受到影响。

众所周知，攀枝花拥有丰富的钒钛资源，而含钛尖晶石又是冶炼钛铁铁合金产品的附产物，质优价廉，以其取代部分的镁砂、镁火泥作为骨料和基质料，可制得新型炼钢转炉用喷补料，且该技术在国内外未见相关报道。

发明内容

本发明旨在针对现有技术中的喷补料抗侵蚀能力及耐冲刷能力差，使用寿命短，使用效率低，成本较高的问题，提供一种添加含钛尖晶石的炼钢转炉用喷补料。该喷补料以冶炼钛铁铁合金产品的附产物——含钛尖晶石取代部分的镁砂，镁火泥作为骨料和基质料，不但生产成本更低，而且使用寿命更长，同时还解决了钛铁合金生产中附产物的综合利用和环境保护问题。

为实现上述发明目的，本发明采用如下的技术方案。

一种添加含钛尖晶石的炼钢转炉用喷补料，以重量百分比的原料组成包括：镁砂、镁火泥、水泥、硅微粉、粘土、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠和硼砂，具体配比如下：

镁砂粗粉 50~60

镁砂细粉

镁火泥 20~30

水泥 1~5

硅微粉 2~4

粘土 1~3

三聚磷酸钠 0.1~1

六偏磷酸钠 1~4

硼砂 2~4。

其中，优选：

镁砂 53~58

作为骨料的含钛尖晶石 5~7

作为基质料的含钛尖晶石 8~12

镁火泥 23~28

水泥 2~4

硅微粉 2.5~3.5

粘土 1.5~2.5

三聚磷酸钠 0.2~0.7

六偏磷酸钠 2~3

硼砂 2.5~3.5。

所述原料的性能指标分别如下：

镁砂：选取烧结镁砂，其化学成分中的CaO≤1.5%、Al₂O₃≤0.8%、SiO₂≤2.5%，耐火度≥1790℃，体积密度≥3.15g/cm³，烧失≤1.0%；

含钛尖晶石：其化学成分中的3%≤MgO≤7%、12%≤TiO₂≤20%、7%≤CaO≤15%、60%≤Al₂O₃≤75%、SiO₂≤2.0%，耐火度≥1790℃，体积密度≥3.2g/cm³，烧失≤0.5%；

镁火泥：其化学成分中的MgO≥90%、CaO≤1.5%、Al₂O₃≤1.0%、SiO₂≤2.5%，耐火度≥1790℃，体积密度≥3.1g/cm³，烧失≤1.0%；

水泥：其化学成分中的21%≤CaO≤28%、68%≤Al₂O₃≤77% 、SiO₂≤1.0%，耐火度≥1660℃6；

硅微粉：CaO≤1.5%、Al₂O₃≤2.0%、SiO₂≥92%；

粘土：44%≤Al₂O₃≤50%，耐火度≥1750℃，体积密度≥2.5g/cm³；

三聚磷酸钠：纯度为工业级； 

六偏磷酸钠：纯度为工业级；

硼砂：纯度为工业级。

上述性能指标中百分比的单位均为重量百分比。

所述原料的粒度指标分别如下：

镁砂：≤3mm；

含钛尖晶石：0.074mm＜骨料≤3mm，基质料≤0.074mm；

镁火泥：≤0.074mm；

水泥：≤0.044mm；

硅微粉：≤0.044mm；

粘土：≤0.074mm；

三聚磷酸钠：粒度按工业级；

六偏磷酸钠：粒度按工业级；

硼砂：粒度按工业级。

本发明所述原料的性能指标及粒度指标也可分别见表1、表2。

表1   各种原料的性能指标

表2  各种原料的粒度指标

本发明所述的添加含钛尖晶石的炼钢转炉用喷补料的配制方法为：

按上述原料的重量配比及性能粒度要求，于搅拌设备中先加入镁砂、含钛尖晶石，然后将硼砂过筛后与镁火泥一起加入，最后再加入六偏磷酸钠、三聚磷酸钠、水泥、硅微粉及粘土细粉，充分搅拌均匀后，经检验、包装即得成品。

本发明所述添加含钛尖晶石的炼钢转炉用喷补料成品的性能指标如下：

MgO含量≥70%，TiO₂含量≥3%，12%≤Al₂O₃含量≤18%，4%≤CaO含量≤7%，SiO₂含量≤8.0%，体积密度≥2.5g/cm³，耐火度≥1790℃，高温抗折（1500℃×3h）≥5 Mpa。

本发明所述添加含钛尖晶石的炼钢转炉用喷补料的使用方法，采用现有的半干法喷补技术，具体操作步骤如下：

根据转炉炉衬蚀损的程度，确定好一次的用量后，先将喷补料加入喷补罐内，加入量不超过喷补罐容积的3/4，再按重量比将加水量控制在12~15%，在14.6Mpa压力下，将喷枪直接对着需要喷补的炉衬进行喷补，喷补的厚度，以受喷补处与未损毁面处在同一平面时为宜。

本发明突出的技术效果表现在：

1、本发明以冶炼钛铁铁合金产品的附产物——含钛尖晶石取代部分的镁砂、镁火泥作为喷补料的骨料和基质料，不但降低了生产成本，同时还解决了钛铁合金生产中附产物的综合利用和环境保护问题。

2、采用本发明原料组成并以含钛尖晶石取代部分的镁砂、镁火泥作为骨料和基质料，镁砂易水化问题在得到解决的同时，有效提高了喷补料的抗侵蚀及耐冲刷能力，从而极大的延长了喷补料的使用寿命；表现在：每喷补一次，一般可使用8～12炉，炼钢转炉的生产效率大幅度提高，同时，在使用过程中无有害气体放出，无异味，不产生浓烟，完全能达到规定的环境指标和使用要求。

具体实施方式

实施例1

根据原料的性能指标和粒度要求，按重量百分比，将镁砂 50%、作为骨料的含钛尖晶石 5%、作为基质料的含钛尖晶石 10%、镁火泥 21%、水泥 1.5%、硅微粉 2%、粘土3%、三聚磷酸钠 0.5%、六偏磷酸钠4%、硼砂 3%，于搅拌设备中先加入镁砂、含钛尖晶石，然后将硼砂过筛后与镁火泥一起加入，最后再加入六偏磷酸钠、三聚磷酸钠、水泥、硅微粉及粘土细粉，充分搅拌均匀后，经检验、包装即得炼钢转炉用喷补料成品。

实施例2

根据原料的性能指标和粒度要求，按重量百分比，将镁砂 60%、作为骨料的含钛尖晶石 4%、作为基质料的含钛尖晶石6%、镁火泥 20%、水泥 2%、硅微粉 3%、粘土1%、三聚磷酸钠 1%、六偏磷酸钠1%、硼砂 2%，于搅拌设备中先加入镁砂、含钛尖晶石，然后将硼砂过筛后与镁火泥一起加入，最后再加入六偏磷酸钠、三聚磷酸钠、水泥、硅微粉及粘土细粉，充分搅拌均匀后，经检验、包装即得炼钢转炉用喷补料成品。

实施例3

根据原料的性能指标和粒度要求，按重量百分比，将镁砂 53%、作为骨料的含钛尖晶石6%、作为基质料的含钛尖晶石8%、镁火泥 20%、水泥 1.4%、硅微粉 4%、粘土1.5%、三聚磷酸钠 0.1%、六偏磷酸钠2%、硼砂 4%，于搅拌设备中先加入镁砂、含钛尖晶石，然后将硼砂过筛后与镁火泥一起加入，最后再加入六偏磷酸钠、三聚磷酸钠、水泥、硅微粉及粘土细粉，充分搅拌均匀后，经检验、包装即得炼钢转炉用喷补料成品。

实施例4

根据原料的性能指标和粒度要求，按重量百分比，将镁砂 56.3%、作为骨料的含钛尖晶石7%、作为基质料的含钛尖晶石8%、镁火泥 20%、水泥 1%、硅微粉 2.5%、粘土1.5%、三聚磷酸钠 0.2%、六偏磷酸钠1.5%、硼砂 2%，于搅拌设备中先加入镁砂、含钛尖晶石，然后将硼砂过筛后与镁火泥一起加入，最后再加入六偏磷酸钠、三聚磷酸钠、水泥、硅微粉及粘土细粉，充分搅拌均匀后，经检验、包装即得炼钢转炉用喷补料成品。

实施例5

根据原料的性能指标和粒度要求，按重量百分比，将镁砂 50.3%、作为骨料的含钛尖晶石4%、作为基质料的含钛尖晶石15%、镁火泥 20%、水泥 4%、硅微粉2%、粘土1%、三聚磷酸钠 0.7%、六偏磷酸钠1%、硼砂2%，于搅拌设备中先加入镁砂、含钛尖晶石，然后将硼砂过筛后与镁火泥一起加入，最后再加入六偏磷酸钠、三聚磷酸钠、水泥、硅微粉及粘土细粉，充分搅拌均匀后，经检验、包装即得炼钢转炉用喷补料成品。

实施例6

根据原料的性能指标和粒度要求，按重量百分比，将镁砂 50.7%、作为骨料的含钛尖晶石8%、作为基质料的含钛尖晶石6%、镁火泥 28%、水泥 1%、硅微粉2、粘土1%、三聚磷酸钠 0.3%、六偏磷酸钠1%、硼砂2%，于搅拌设备中先加入镁砂、含钛尖晶石，然后将硼砂过筛后与镁火泥一起加入，最后再加入六偏磷酸钠、三聚磷酸钠、水泥、硅微粉及粘土细粉，充分搅拌均匀后，经检验、包装即得炼钢转炉用喷补料成品。

实施例7

根据原料的性能指标和粒度要求，按重量百分比，将镁砂 52.5%、作为骨料的含钛尖晶石4%、作为基质料的含钛尖晶石6%、镁火泥 30%、水泥 1%、硅微粉2、粘土1%、三聚磷酸钠 0.5%、六偏磷酸钠1%、硼砂2%，于搅拌设备中先加入镁砂、含钛尖晶石，然后将硼砂过筛后与镁火泥一起加入，最后再加入六偏磷酸钠、三聚磷酸钠、水泥、硅微粉及粘土细粉，充分搅拌均匀后，经检验、包装即得炼钢转炉用喷补料成品。

实施例8

根据原料的性能指标和粒度要求，按重量百分比，将镁砂 50.5%、作为骨料的含钛尖晶石6%、作为基质料的含钛尖晶石6%、镁火泥 23%、水泥 5%、硅微粉2、粘土1.5%、三聚磷酸钠 0.5%、六偏磷酸钠2%、硼砂3.5%，于搅拌设备中先加入镁砂、含钛尖晶石，然后将硼砂过筛后与镁火泥一起加入，最后再加入六偏磷酸钠、三聚磷酸钠、水泥、硅微粉及粘土细粉，充分搅拌均匀后，经检验、包装即得炼钢转炉用喷补料成品。

应用实例

上述实施例1-8制得的喷补料成品，通过喷补设备采用半干法喷涂的方式对炼钢转炉衬进行喷补后，每喷补一次，均可使用8～12炉，炼钢转炉的生产效率大幅度提高。在使用过程中无有害气体放出，无异味，不产生浓烟，完全能达到规定的环境指标和使用要求。