CN108033799B - 半钢罐罐嘴浇注料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种半钢罐罐嘴浇注料，特别是一种涉及炼钢半钢罐冷修用耐火材料技术领域的半钢罐罐嘴浇注料。本发明的半钢罐罐嘴浇注料，包括骨料、粉料、纤维，其中骨料由刚玉渣和焦宝石组成，粉料包括Al2O3微粉、矾土粉、广西白泥、微硅粉、水泥。本发明的半钢罐罐嘴浇注料具有高温抗折强度、抗热震性能和防沾渣能力，在半钢罐罐嘴的施工情况良好，在养护过程中均无掉料，裂纹现象发生，使用周期显著增长，其很好的保护了罐嘴钢壳，无出现相应的形变，且能改善应用过程中沾渣现象，减少渣处理时间，减少钢壳处理劳动强度。

Description

半钢罐罐嘴浇注料
技术领域
本发明涉及一种半钢罐罐嘴浇注料，特别是一种涉及炼钢半钢罐冷修用耐火材料技术领域的半钢罐罐嘴浇注料。
背景技术
高炉铁水经“提钒”或“三脱”等预处理以后成半钢，四川西昌炼钢厂炼钢工艺为脱硫—提钒—转炉炼钢，也有一些钢厂使用后脱硫工序，此工序一般在脱硫工序出现问题时进行，以保证生产的顺利进行，半钢罐作为盛放半钢的载体，常常通过砌筑或浇注耐火材料保护罐壳以实现钢水的运输，其耐火材料分为，永久层材料，工作层材料，半钢罐周转半钢时长通常为1小时左右，半钢罐耐材的主要损坏机理，一是半钢对罐底耐材的冲刷，二是倒半钢时对罐嘴的冲刷，通常由于半钢留有一定的净空，在不接触钢水时的罐嘴工作温度一般在600-700℃，在接触钢水时大概在1400℃，而现有技术中，兑铁后半钢罐罐嘴往往会沾一定量的铁与渣，沾的多与少，直接影响到工人的劳动强度和处理时间，因此要求半钢罐罐嘴耐材具有一定高温抗折强度、一定抗热震性能和一定防沾渣能力。
用新型内容
本发明提供了一种可以使半钢罐罐嘴耐材具有高温抗折强度、抗热震性能和防沾渣能力的半钢罐罐嘴浇注料。
本发明为解决上述问题所采用的半钢罐罐嘴浇注料，包括骨料、粉料、纤维，其中骨料由刚玉渣和焦宝石组成，粉料包括Al2O3微粉、矾土粉、广西白泥、微硅粉、水泥。
进一步的是，所述骨料所占质量百分比为65％-70％，所述粉料所占质量百分比为30％-33％。
进一步的是，所述粉料中还包括镁铬砖粉。
进一步的是，所述水泥为铝酸钙系A60水泥。
进一步的是，所述纤维为不锈钢钢纤维和防爆纤维。
进一步的是，还包括六偏磷酸钠。
进一步的是，各物料组分的质量百分比为，粒径5-10mm刚玉渣颗粒20～23％，粒径2-5mm刚玉渣颗粒17～20％，粒径1-3mm焦宝石颗粒8-12％，粒径0.074mm-1mm焦宝石颗粒9-11％，粒径0.074mm矾土粉11-13％，粒径0.074mm广西白泥1-3％，粒径0.005mm三氧化二铝微粉4-6％，粒径0.074mmCA-60水泥5-10％，粒径0.074mm硅尘粉1-3％，粒径0.074mm镁铬砖粉4-6％，工业级六偏磷酸钠0.1％，不锈钢钢纤维0.5％，防爆纤维0.05％，
进一步的是，浇注料的化学成分按重量百分比计为：Al2O3≥40％，SiO2≥10％，Cr2O3≥1.5％。
本发明的有益效果是：本发明的半钢罐罐嘴浇注料具有高温抗折强度、抗热震性能和防沾渣能力，在半钢罐罐嘴的施工情况良好，在养护过程中均无掉料，裂纹现象发生，使用周期显著增长，其很好的保护了罐嘴钢壳，无出现相应的形变，且能改善应用过程中沾渣现象，减少渣处理时间，减少钢壳处理劳动强度。
具体实施方式
本申请的半钢罐罐嘴浇注料，包括骨料、粉料、纤维，其中骨料由刚玉渣和焦宝石组成，粉料包括Al2O3微粉、矾土粉、广西白泥、微硅粉、水泥。
本发明采用刚玉渣、焦宝石、白刚玉、矾土粉、白刚玉粉提供Al2O3，采用焦宝石、微硅粉提供SiO2，采用水泥提供前期施工强度，刚玉渣含有70％Al2O3和10％以上的MgO，使得本申请的浇注料具有抗酸、碱性熔渣侵蚀的能力强，高温强度适中，本身请采用的焦宝石经高温煅烧后体积稳定、使本申请的浇注料具有强度大及吸水率小等特性，但其体积密度较小，具有良好的耐热性和烧结性。
此外本申请的耐火微粉选型与颗粒成分相似或同步，在浇注使用后初期、中期不会出现开裂、结合性差等问题，矾土粉、Al2O3微粉、其成分主要为Al2O3，作用是与浇注料中微硅粉、广西白泥、以及焦宝石中二氧化硅高温下反应生成莫来石相，这种莫来石相为针柱状，能阻止熔渣渗透，降低浇注料显气孔率，提高浇注料耐压强度，改善浇注料抗剥落性及热震稳定性。
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。
所述骨料所占质量百分比为65％-70％，所述粉料所占质量百分比为30％-33％。结合上述两种耐火材料骨料各自性能，骨料成分占产品比重65％-70％时，其在初期可以起到一个支撑锁紧粉料作用，而在后期高温过程中强度也能很好体现，稳定其使用寿命，而耐火材料微粉所占比例为30％，能在加水搅拌过程中形成融浆，填补颗粒周边缝隙，且具有一定流动性便于浇注施工。
所述粉料中还包括镁铬砖粉。镁铬砖粉里Cr2O3具有α-Al2O3结构，对酸碱都具有很好稳定性，对熔渣侵蚀具有一定抵抗作用，从而保护衬体，半钢罐通常沾渣是由于渣与浇注料在高温下形成熔融状产物，这些产物伴随着六铝酸钙、二铝酸钙等，加上冷钢的存在，使得粘渣物更加坚固，因此，Cr2O3的加入能阻止上述渣相的形成。
所述水泥为铝酸钙系A60水泥。水泥采用铝酸钙系A60水泥，其中氧化铝含量在60％左右均可作为本发明使用水泥，这类水泥水化性能稳定，机械强度优异，强度提升合适，适于作为半钢罐罐嘴浇注料提供前期施工强度。微硅粉、Al2O3微粉、矾土粉、在水化过程中具有一定结合性能，无需加入任何结合剂，且满足施工浇注要求。
所述纤维为不锈钢钢纤维和防爆纤维。不锈钢钢纤维与CA60水泥结合为浇注料提供更高初始强度和中温强度。
还包括六偏磷酸钠。外加剂六偏磷酸钠，适用于含硅物料，具有一定分散性能，能提高浇注料自流性。
各物料组分的质量百分比为，粒径5-10mm刚玉渣颗粒20～23％，粒径2-5mm刚玉渣颗粒17～20％，粒径1-3mm焦宝石颗粒8-12％，粒径0.074mm-1mm焦宝石颗粒9-11％，粒径0.074mm矾土粉11-13％，粒径0.074mm广西白泥1-3％，粒径0.005mm三氧化二铝微粉4-6％，粒径0.074mmCA-60水泥5-10％，粒径0.074mm硅尘粉1-3％，粒径0.074mm镁铬砖粉4-6％，工业级六偏磷酸钠0.1％，不锈钢钢纤维0.5％，防爆纤维0.05％，
浇注料的化学成分按重量百分比计为：Al2O3≥40％，SiO2≥10％，Cr2O3≥1.5％。
为优化浇注了性能，刚玉渣按重量计含三氧化二铝≥70％，其粒度为5-10mm、2-5mm；焦宝石按重量计含三氧化二铝≥42％，二氧化硅≤52％，其粒度1-3mm，0.088-1mm；广西白泥按重量计含三氧化二铝≥30％，二氧化硅≤45％，其粒度为＜0.088mm；矾土粉按重量计含三氧化二铝≥85％，其粒度为＜0.088mm；镁铬砖粉按重量计含三氧化二铬≥30％，其粒度为＜0.088mm；三氧化二铝微粉按重量计含三氧化二铝≥98％，其粒度为＜0.005mm；CA-60水泥为铝酸钙系水泥，按重量计含三氧化二铝≥50％，其粒度为＜0.088mm；微硅粉按重量计含有二氧化硅≥94％，其粒度为＜0.074mm；六偏磷酸钠对应国家标准为HG/T2837-1997；防爆纤维对应的牌号为JX-3-3；不锈钢钢纤维对应的牌号为446；各原料含水量之和≤1％。
经过试验，本发明半钢罐罐嘴浇注料满足表1中的理化指标：
表1半钢罐罐嘴浇注料理化指标
Figure BDA0001507912170000041
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。实施例中所采用的主要原料刚玉渣、焦宝石、矾土粉、氧化铝微粉、微硅粉、CA60水泥、广西白泥、氧化铬理化指标检测情况见表2：
表2试验用半钢罐罐嘴浇注料原料化检验结果
Figure BDA0001507912170000042
八种主要原料的技术指标：刚玉渣按重量计含三氧化二铝≥70％，其粒度为5-10mm、2-5mm；焦宝石按重量计含三氧化二铝≥42％，二氧化硅≤52％，其粒度1-3mm，0.088-1mm；广西白泥按重量计含三氧化二铝≥30％，二氧化硅≤45％，其粒度为＜0.088mm；矾土粉按重量计含三氧化二铝≥85％，其粒度为＜0.088mm；镁铬砖粉按重量计含三氧化二铬≥30％，其粒度为＜0.088mm；三氧化二铝微粉按重量计含三氧化二铝≥98％，其粒度为＜0.005mm；CA-60水泥为铝酸钙系水泥，按重量计含三氧化二铝≥50％，其粒度为＜0.088mm；所述的微硅粉按重量计含有二氧化硅≥94％，其粒度为＜0.074mm。
实施例1
将检验合格的22重量份的5mm-10mm刚玉渣、19重量份的2-5mm刚玉渣、11重量份的1-3mm焦宝石、11重量份的0.074mm-1mm的焦宝石送入滚筒式搅拌机内进行混合搅拌，经混合搅拌2min后，再将12重量份的0.074mm矾土粉、3重量份0.074mm的广西白泥、6重量份的0.005mm三氧化铝微粉、7重量份的0.074mmCA60水泥、6重量份的镁铬砖粉、3重量份的0.074mm微硅粉以及添加剂部分0.1重量份的工业级六偏磷酸钠、0.5重量份的不锈钢钢纤维、0.03重量份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，将混匀的物料通过三通阀放料装置放进干燥的吨袋包装袋内，按500Kg/袋进行包装，系好开口标识入库备用，取样检测半钢罐罐嘴浇注料的理化指标(检测结果见表3)，检测合格后再运至西昌钢钒协力修砌作业区。
半钢罐罐嘴使用本实施例半钢罐罐嘴浇注料作为耐火浇注材料，应用在某钢厂两个半钢罐罐嘴，浇注料用量5吨，从施工到大修下线收集的数据来看，两个罐嘴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，上线次数从原来的平均的300次提高到373次，罐嘴小修下线处理渣时间平均由1h减少至45分钟，且浇注料很好的保护了罐嘴钢壳，无出现相应的形变。
表3实施例1半钢罐罐嘴浇注料理化检测指标
项目 检测结果％
Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>，％ 77.5
Cr2O3，％ 1.75
SiO2，％ 17
体积密度(110℃×24h)，g/cm<sup>3</sup> 3.08
耐火度，℃ 1700
耐压强度(1450℃×3h)，MPa 82
常温耐压强度(110℃×24h)，MPa 44
常温抗折强度(110℃×3h)，MPa 4.3
常温抗折强度(1450℃×3h)，MPa 8.8
线变化率(1450℃×3h)，％ -0.08
实施例2
将检验合格的23重量份的5mm-10mm刚玉渣、20重量份的2-5mm刚玉渣、11重量份的1-3mm焦宝石、11重量份的0.074mm-1mm的焦宝石送入滚筒式搅拌机内进行混合搅拌，经混合搅拌2min后，再将11重量份的0.074mm矾土粉、3重量份0.074mm的广西白泥、5重量份的0.005mm三氧化铝微粉、8重量份的0.074mmCA60水泥、5重量份的镁铬砖粉、3重量份的0.074mm微硅粉以及添加剂部分0.1重量份的工业级六偏磷酸钠、0.5重量份的不锈钢钢纤维、0.03重量份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，将混匀的物料通过三通阀放料装置放进干燥的吨袋包装袋内，按500Kg/袋进行包装，系好开口标识入库备用，取样检测半钢罐罐嘴浇注料的理化指标(检测结果见表4)，检测合格后再运至西昌钢钒协力修砌作业区。
半钢罐罐嘴使用本实施例半钢罐罐嘴浇注料作为耐火浇注材料，本次送往西昌钢钒炼钢厂协力修砌作业区，应用在三个半钢罐罐嘴，浇注料用量7.5吨，从施工到大修下线收集数据来看，三个罐嘴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，上线次数从原来的平均的300次提高到362次，罐嘴小修下线处理渣时间平均由1h减少至40分钟，且浇注料很好的保护了罐嘴钢壳，无出现相应的形变。
表4实施例2半钢罐罐嘴浇注料理化检测指标
项目 检测结果％
Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>，％ 78
Cr2O3，％ 1.53
SiO2，％ 16
体积密度(110℃×24h)，g/cm<sup>3</sup> 2.99
耐火度，℃ 1720
耐压强度(1500℃×3h)，MPa 73
常温耐压强度(110℃×24h)，MPa 39
常温抗折强度(110℃×3h)，MPa 4.1
常温抗折强度(1500℃×3h)，MPa 8.3
线变化率(1500℃×3h)，％ -0.15
根据本发明背景技术以及实施例1、2的内容可以得出：本发明半钢罐罐嘴浇注料在半钢罐罐嘴的应用情况良好、施工良好，使用周期明显增长，且能改善应用过程中沾渣现象，减少渣处理时间，减少钢壳处理劳动强度，应用前景广阔。

Claims (2)

1.半钢罐罐嘴浇注料，其特征在于：包括骨料、粉料、纤维、六偏磷酸钠，其中骨料由刚玉渣和焦宝石组成，粉料包括Al2O3微粉、矾土粉、广西白泥、微硅粉、水泥、镁铬砖粉，所述骨料所占质量百分比为65%-70%，所述粉料所占质量百分比为30%-33%；
所述水泥为铝酸钙系A60水泥，所述纤维为不锈钢钢纤维和防爆纤维；
各物料组分的质量百分比为，粒径5-10mm刚玉渣颗粒20～23%，粒径2-5mm刚玉渣颗粒17～20%，粒径1-3mm焦宝石颗粒8-12%，粒径0.074mm-1mm焦宝石颗粒9-11%，粒径0.074mm矾土粉11-13%，粒径0.074mm广西白泥1-3%，粒径0.005mm三氧化二铝微粉4-6%，粒径0.074mmCA-60水泥5-10%，粒径0.074mm硅尘粉1-3%，粒径0.074mm镁铬砖粉4-6%，工业级六偏磷酸钠0.1%，不锈钢钢纤维0.5%，防爆纤维0.05%。
2.如权利要求1所述的半钢罐罐嘴浇注料，其特征在于：浇注料的化学成分按重量百分比计为：Al2O3≥40%，SiO2≥10%，Cr2O3≥1.5%。
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