CN103373855A

CN103373855A - 再生型钢包修补料

Info

Publication number: CN103373855A
Application number: CN2012101229517A
Authority: CN
Inventors: 姚金甫; 方善华; 牟济宁; 俞平; 伍春芳; 王涛
Original assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2012-04-25
Filing date: 2012-04-25
Publication date: 2013-10-30
Anticipated expiration: 2032-04-25
Also published as: CN103373855B

Abstract

本发明涉及一种耐火材料。一种再生型钢包修补料，所述修补料的化学组分按重量百分比计包括：用后钢包浇注料20-60%，尖晶石5-15%，棕刚玉20-60%，96电熔氧化镁3-7%，铝酸钙水泥2-6%，粘土1-5%；所述用后钢包浇注料Al₂O₃含量不低于90%。所述修补料的制备方法是：首先将细粉状的新原料加入搅拌机搅拌，搅拌均匀后加入用后钢包浇注料颗粒，再搅拌时间不少于3min，使得用后钢包浇注料颗粒表面均匀地包裹一层新原料细粉；现场施工时加入一定的水搅拌后就可施工。本发明的修改料采用一部分用后钢包浇注料，能降低修补料的生产成本，确保修补料的抗侵蚀性，有利于降低吨钢耐材消耗。

Description

再生型钢包修补料

技术领域

本发明涉及一种耐火材料，尤其涉及一种钢包修补料。

背景技术

钢包不仅是装载钢水的高温容器，而且随着钢水纯净度的不断提高和各种品种钢冶炼的要求，钢包已越来越成为重要的炉外精炼设备。因此，钢包耐火材料的使用要求越来越高。大型钢包内衬除了渣线使用镁碳砖，包壁和包底一般使用刚玉尖晶石或铝镁质浇注料（或预制块）。钢包渣线往往受到的侵蚀较大，一般在中修时要更换一次渣线。包壁也会出现明显侵蚀，而且会产生不均衡蚀损。因此，需要及时对钢包进行修补，维持均衡蚀损，延长钢包寿命。

钢包的修补包括喷补、手工修补和套浇。对于套浇需要有一定的条件，要求包衬基本不粘渣，包衬侵蚀较均匀，钢包不变形和钢包周转不快。相对地，喷补和手工修补比较灵活，适合局部和小范围的修补。喷补作业需要事前进行喷补设备和管道的连接准备，喷补后又要对设备进行清理，如果附着率不高，材料浪费较大。因此，手工修补是最灵活的修补方式。

早期的高铝可塑料属于手工修补料，主原料一般为特级矾土，采用磷酸盐结合，并加入较多的粘土作为塑性剂。由于耐火厂已将高铝可塑料搅拌成湿料，存放期长可能会硬化而影响施工，且磷酸盐结合可能会使钢水增磷，因此不适合用于钢包工作衬的修补。目前，手工修补料采用棕刚玉、刚玉和矾土为原料，加入少量塑性剂，采用低水泥或超低水泥结合，或硅溶胶结合，或MgO-SiO₂-H₂O结合。现场施工前搅拌，随用随搅拌。

中国专利CN101089210A公开了钢包水口座砖高温修补的技术，主要描述了如何修补的方法，修补料的成分和性能没有详细说明。中国专利CN101486581A公开了一种钢包修补料，采用5-70%高铝矾土、20-90%刚玉和4-20%氧化镁为原料，以5-20%硅溶胶为结合剂，这样配成的修补料强度高，与残衬粘附性好，可局部和大面积进行修补，能提高钢包使用寿命，加快钢包周转。特开平11－300467公开了不定形耐材的修补方法，该方法先在被修补衬表面涂敷有机结合剂结合的氧化物碳化硅涂料作为中间层材料，然后在涂料表面进行耐材的修补施工，养生、烘烤后中间层材料具有了强度，这样可以提高被修补衬和修补层的结合强度。特开2006-220376公开了不定形耐材的热态修补技术，该技术采用专门的液压设备，将含水5-10%的不定形耐材压缩成型至熔损部位，达到热态修补。其中：不定形耐材的成分，SiO₂≤10%，Al₂O₃≤4%，CaO≤5%，MgO≥70%。

发明内容

本发明的目的在于提供一种再生型钢包修补料，该修改料采用一部分用后钢包浇注料，既可降低修补料的生产成本，确保修补料的抗侵蚀性，又能节省优质耐火矿物资源，有利于降低吨钢耐材消耗，有利于环境保护和节能减排。

为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：

一种再生型钢包修补料，所述修补料的化学组分按重量百分比计包括：

用后钢包浇注料 20-60%，尖晶石5-15%，棕刚玉20-60%，96电熔氧化镁3-7%，铝酸钙水泥2-6%，粘土1-5%；所述用后钢包浇注料Al₂O₃含量不低于90%。

所述用后钢包浇注料的处理加工工艺是：首先将回收的用后钢包浇注料去除渣层和变质层，进行日晒，再进行粗碎、中碎的破碎处理，接着采用强磁除铁后，进行筛分，最后得到的是用后钢包浇注料合格原料，合格原料粒度是5-3mm，3-1mm，1-0.088mm。

所述用后钢包浇注料采用强磁除铁后，用后钢包浇注料的Fe₂O₃含量控制在1%以下。

所述尖晶石、棕刚玉、96电熔氧化镁、铝酸钙水泥和粘土为新原料，新原料为细粉状；所述用后钢包浇注料为颗粒状；所述修补料的制备方法是：首先将细粉状的新原料加入搅拌机搅拌，搅拌均匀后加入用后钢包浇注料颗粒，再搅拌时间不少于3min，使得用后钢包浇注料颗粒表面均匀地包裹一层新原料细粉；现场施工时加入一定的水搅拌后就可施工。

本发明的再生型钢包修补料采用一部分用后钢包（刚玉尖晶石）浇注料，既可降低修补料的生产成本，确保修补料的抗侵蚀性，又能节省优质耐火矿物资源，有利于降低吨钢耐材消耗。不仅实现了用后耐材的再生利用和循环经济，而且有利于环境保护和节能减排。

所述用后钢包浇注料是对现有的大型钢包使用后的钢包浇注料的再利用，用后钢包浇注料主原料是电熔白刚玉（或板状刚玉或致密刚玉）和尖晶石或高档电熔镁砂，采用超低水泥或无水泥结合，材料品位高、杂质含量低。采用刚玉－尖晶石浇注料（或铝镁浇注料）材质的部位，除了钢包包壁，还有钢包包底（含冲击区），座砖，RH浸渍管，CAS浸渍管和摆动流嘴等。如果是铝镁浇注料，通过高温使用，发生形成尖晶石的反应，会转变成刚玉尖晶石材质。

本发明的钢包修补料主要是对钢包包壁进行修补，加入用后钢包浇注料的修补料与原钢包浇注料的材质是一致的，也即是在同一部位使用，使用条件相同。

所述用后钢包浇注料的工作面往往含有渣层和变质层，一般的处理方法，至多把粘附的渣层去掉，然后简单破碎和除铁后作为再生原料。钢包浇注料使用过程中，发生渣渗透，形成变质层。这部分材料的颜色大多从白色变成灰白色，杂质含量显著升高，材质已经发生变化，所以称为变质层。变质层有一定的厚度，没有去除变质层的处理方式降低了用后钢包浇注料的再利用价值。本发明不仅去除了渣层，同时还去除了变质层，提高了用后钢包浇注料的纯度和附加值。

图1列出了本发明所述用后钢包浇注料的处理加工工艺。首先是将回收的用后钢包浇注料去除渣层和变质层，进行日晒，再进行粗碎、中碎的破碎处理，接着采用强磁除铁后，进行筛分，最后得到的是用后钢包浇注料合格原料，合格原料粒度是5-3mm，3-1mm，1-0.088mm。本发明修补料中的用后钢包浇注料含量为 20-60%。

所述日晒处理主要是考虑用后钢包浇注料粗料在堆放和运输过程中受到雨淋或吸潮。所述强磁除铁处理是：由于用后钢包浇注料的强度很高，变质层不可能完全去除，并且破碎过程中还会带入一些铁，因此，用后钢包浇注料中的铁含量较高，特别是1-0.088mm中的铁含量最多，采用强磁除铁，能使用后钢包浇注料的Fe₂O₃含量控制在1%以下。

表1列出了用后钢包浇注料的主要化学成分，可见有益成分Al₂O₃+MgO的含量较高，杂质CaO+Fe₂O₃的含量较低，Al₂O₃含量不低于90%，故具有很高再利用价值。

表1 用后钢包浇注料的主要化学成分（wt％）

项目	Al₂O₃	MgO	CaO+Fe₂O₃	Al₂O₃+MgO
					化学成分	90-95	2-4	1-2	92-97.5

所述尖晶石、棕刚玉、电熔氧化镁、铝酸钙水泥和粘土为新原料，新原料为细粉状。目前，刚玉尖晶石浇注料普遍用于钢包衬，浇注料中含有一定的尖晶石可提高浇注料的抗侵蚀性和抗剥落性。钢包修补料用于钢包衬的修补，因此修补料中加入一定的尖晶石，同样也起到改善抗侵蚀性的作用，本发明修补料中的尖晶石含量为5-15%。加入棕刚玉，既确保修补料的Al₂O₃含量，又实现良好的性价比，本发明修补料中的棕刚玉含量为20-60%。加入电熔氧化镁，使材料在高温下原位反应形成尖晶石，强化材料的组织，同时该反应产生一定的膨胀可以一定程度上弥补修补料的收缩，本发明修补料中的96电熔氧化镁含量为3-7%。铝酸钙水泥作为结合剂，使修补料具有足够的强度，本发明修补料中的铝酸钙水泥含量为2-6%。加入粘土使修补料具有良好的塑性，便于修补施工，本发明修补料中的粘土含量为1-5%。本发明的再生型钢包修补料采用用后钢包浇注料，以及新原料尖晶石、棕刚玉和电熔镁砂，再加上超低水泥结合技术，加入一定的塑性粘土，使修补料具有良好的可塑涂抹施工性能。

本发明的再生型钢包修补料的使用要求如下：

（1）可塑性好，便于手工修补作业；

（2）粘附性好，与被修补包衬的粘接性好；

（3）具有较高的强度和良好的耐侵蚀性。

本发明的再生型钢包修补料通过引入用后钢包浇注料，一方面实现了用后耐材的循环利用，降低了钢包修补料的制造成本；另一方面，加入用后刚玉尖晶石浇注料，引入了高档的刚玉和尖晶石，提高了修补料的品位，使修补料具有良好的抗侵蚀性。

附图说明

图1为本发明的用后钢包浇注料的处理加工工艺。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

参见图1，本发明所述用后钢包浇注料的处理加工工艺，首先是将用后钢包浇注料粗料去除渣层和变质层，进行日晒，再进行粗碎、中碎的破碎处理，接着采用强磁除铁后，进行筛分，最后得到的是用后钢包浇注料合格原料，合格原料粒度是5-3mm，3-1mm，1-0.088mm。

用后钢包浇注料的主要化学成分参见表1，其中的有益成分Al₂O₃+MgO的含量达92-97.5%，杂质CaO+Fe₂O₃的含量1-2%，Al₂O₃含量不低于90%，Fe₂O₃含量控制在1%以下。

本发明的再生型钢包修补料采用用后钢包浇注料，以及新原料尖晶石、棕刚玉和电熔镁砂，再加上超低水泥结合技术，加入一定的塑性粘土，具体实施例参见表2。

表2 再生型修补料的配比(wt%)

编号	A1	A2	A3	A4	A5	A6
							用后钢包浇注料	20	35	45	50	55	60
尖晶石	10	10	10	10	10	10
							棕刚玉	60	45	35	30	25	20
96电熔氧化镁	5	5	5	5	5	5
							铝酸钙水泥	3	3	3	3	3	3
粘土	2	2	2	2	2	2

用后钢包浇注料破碎后含有较多的假颗粒，假颗粒表面粗糙、气孔率较高，存在较多假颗粒会明显提高修补料的加水量。普通的搅拌方式，修补料的加水量较高，使修补料的性能受到影响。为了确保再生钢包修补料具有良好的性能，本发明采用了特殊的搅拌方式。表2中，用后钢包浇注料（用后耐材）基本以颗粒形式加入，新原料基本上是细粉。先将所有新原料加入搅拌机搅拌，搅拌均匀后加入用后耐材颗粒，搅拌时间不少于3min，使得用后耐材颗粒表面均匀地包裹一层新原料细粉。这样，加水后，可减少用后耐材颗粒与水直接接触的机会，减少了修补料的加水量，从而可以确保修补料的性能。

3 再生型修补料的性能

Figure 2012101229517100002DEST_PATH_IMAGE001

表3列出了再生型修补料的性能。可以看出，随着用后钢包浇注料的增加，再生修补料的需水量增加，体积密度趋于减小，显气孔率趋于增加。抗渣性显示，用后钢包浇注料加入量从20%增加到45%，渣侵蚀增加，当继续增加用后耐材，渣侵蚀基本没什么变化。不同配比的渣渗透基本没什么变化。从再生修补料的成分可以看出，随着用后钢包浇注料的增加，主要成分Al₂O₃+MgO没什么变化，一直维持在较高的水平，并且尖晶石含量趋于增加（加入氧化镁形成原位尖晶石的量没有计入），而尖晶石具有良好的抗渣性。因此，尽管随着用后钢包浇注料的增加，需水量增加、显气孔率上升，但抗渣性并没有明显降低。

将含35%用后钢包浇注料的A2进行了实炉使用。修补部位300t钢包包壁，修补料涂层厚度约15-20mm。使用26次后，残余修补料涂层约还有80%。说明再生型修补料具有优良的抗侵蚀性。

Claims

1.一种再生型钢包修补料，其特征是：所述修补料的化学组分按重量百分比计包括：用后钢包浇注料 20-60%，尖晶石5-15%，棕刚玉20-60%，96电熔氧化镁3-7%，铝酸钙水泥2-6%，粘土1-5%；所述用后钢包浇注料Al₂O₃含量不低于90%。

2.根据权利要求1所述的再生型钢包修补料，其特征是：所述用后钢包浇注料的处理加工工艺是：首先将回收的用后钢包浇注料去除渣层和变质层，进行日晒，再进行粗碎、中碎的破碎处理，接着采用强磁除铁后，进行筛分，最后得到的是用后钢包浇注料合格原料，合格原料粒度是5-3mm，3-1mm，1-0.088mm。

3.根据权利要求2所述的再生型钢包修补料，其特征是：所述用后钢包浇注料采用强磁除铁后，用后钢包浇注料的Fe₂O₃含量控制在1%以下。

4.根据权利要求1或2所述的再生型钢包修补料，其特征是：所述尖晶石、棕刚玉、96电熔氧化镁、铝酸钙水泥和粘土为新原料，新原料为细粉状；所述用后钢包浇注料为颗粒状；所述修补料的制备方法是：首先将细粉状的新原料加入搅拌机搅拌，搅拌均匀后加入用后钢包浇注料颗粒，再搅拌时间不少于3min，使得用后钢包浇注料颗粒表面均匀地包裹一层新原料细粉；现场施工时加入一定的水搅拌后就可施工。