CN110734280A - 一种转炉大面热态修补料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种转炉大面热态修补料及其制备方法,所述制备方法具体包括以下步骤:S1:制备预混料:先将35wt%的镁橄榄石、3~5wt%的金属铬、10~20wt%的氧化钙、2~10wt%的氧化锂、5~15wt%的氧化铝与5~8wt%的新戊二醇在120℃~150℃条件下混合搅拌均匀,冷却后得到预混料;S2:制备修补料:将S1中制备得到的预混料与5~40wt%镁橄榄石、5~10wt%的镁砂及0.1~0.5wt%的聚羧酸增塑剂混合,搅拌均匀,制得转炉大面用热态修补料。本发明提出的一种转炉大面热态修补料及其制备方法,所制备的修补料具有高温自流性好、粘附性好、烧结时间短、强度高、耐炉渣侵蚀、寿命长、低导热和环境友好的特点。
Description
技术领域
本发明涉及耐火材料技术领域,特别是涉及一种转炉大面热态修补料及其制备方法。
背景技术
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、沥青等作结合剂。从使用效果来看,该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:该类热态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
为了克服现有技术的上述不足,本发明提出了一种转炉大面热态修补料及其制备方法,用该方法制备的修补料具备环境友好、高温自流性好、烧结速度快、附着性优异、强度高、耐冲刷、耐炉渣侵蚀、低导热和寿命长的优点。
本发明是通过以下技术方案实现的:
一种转炉大面热态修补料的制备方法,具体包括以下步骤:
S1:制备预混料:先将35wt%的镁橄榄石、3~5wt%的金属铬、10~20wt%的氧化钙、2~10wt%的氧化锂、5~15wt%的氧化铝与5~8wt%的新戊二醇在120℃~150℃条件下混合搅拌均匀,冷却后得到预混料;
S2:制备修补料:将S1中制备得到的预混料与5~40wt%镁橄榄石、5~10wt%的镁砂及0.1~0.5wt%的聚羧酸增塑剂混合,搅拌均匀,制得转炉大面用热态修补料。
进一步的,步骤S1及S2中所述的镁橄榄石主要包含以下重量组分原料:MgO含量>40wt%,SiO2含量<40wt%,Fe2O3含量<10wt%。
进一步的,所述氧化钙中的CaO含量>98.5wt%,粒径为1~0.15mm。
进一步的,所述氧化铝中的Al2O3含量≥99.5wt%,粒径≤45μm。
进一步的,所述氧化锂中的Li2O含量≥99.5wt%,粒径≤45μm。
进一步的,所述金属铬中的Cr含量≥99wt%,粒径≤45μm。
进一步的,所述新戊二醇的粒径<0.2mm。
进一步的,所述镁砂中的MgO含量>96wt%,粒径为3~0.045mm。
采用所述的制备方法所制备的转炉大面热态修补料。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
本发明在制备修补料的过程中,金属铬和氧化钙均匀附着在镁橄榄石颗粒上,伴随氧化钙的部分水化现象,在热处理条件下形成复合预应力,同时氧化锂和氧化铝在热态修补条件下会形成锆酸锂化合物(LixAlyOz),其具有多种化学组成和晶相结构,不仅能促进材料的快速烧结,且在喷涂过程中因多次相变而能产生连续应力,再结合新戊二醇的高温形变和挥发,从而使得材料具有很好的高温流动铺展性兼具优异的附着性;另一方面,材料在服役过程中,形成的高含锂的锆酸锂化合物能有效吸收碳复合耐火材料产生的CO2等气体,能有效避免结构的崩塌;同时,金属铬被氧化为氧化铬,固溶进入锆酸锂化合物中,使材料逐步稳定且具有很好的高温强度及抗侵蚀性能。
具体实施方式
展示一下实例来具体说明本发明的某些实施例,且不应解释为限制本发明的范围。对本发明公开的内容可以同时从材料、方法和反应条件进行改进,所有这些改进,均应落入本发明的的精神和范围之内。
实施例1
一种转炉大面热态修补料的制备方法,具体包括以下步骤:
S1:制备预混料:先将35wt%的镁橄榄石、3wt%的金属铬、14.5wt%的氧化钙、2wt%的氧化锂、5wt%的氧化铝与5wt%的新戊二醇在120℃~150℃条件下混合搅拌均匀,冷却后得到预混料;
S2:制备修补料:将S1中制备得到的预混料与25wt%镁橄榄石、10wt%的镁砂及0.5wt%的聚羧酸增塑剂混合,搅拌均匀,制得转炉大面用热态修补料。
其中,镁橄榄石中:MgO含量为55wt%,SiO2含量为38wt%,Fe2O3含量为7wt%;所述氧化钙中的CaO含量为99wt%,粒径为1~0.15mm;所述氧化铝中的Al2O3含量为99.5wt%,粒径≤45μm;所述氧化锂中的Li2O含量为99.5wt%,粒径≤45μm;所述金属铬中的Cr含量为99wt%,粒径≤45μm;所述新戊二醇的粒径<0.2mm;所述镁砂中的MgO含量为97wt%,粒径为3~0.045mm。
实施例2
S1:制备预混料:先将35wt%的镁橄榄石、4wt%的金属铬、16.9wt%的氧化钙、5wt%的氧化锂、10wt%的氧化铝与6wt%的新戊二醇在120℃~150℃条件下混合搅拌均匀,冷却后得到预混料;
S2:制备修补料:将S1中制备得到的预混料与15wt%镁橄榄石、8wt%的镁砂及0.1wt%的聚羧酸增塑剂混合,搅拌均匀,制得转炉大面用热态修补料。
其中,镁橄榄石中:MgO含量为58wt%,SiO2含量为33wt%,Fe2O3含量为9wt%;所述氧化钙中的CaO含量为98.9wt%,粒径为1~0.15mm;所述氧化铝中的Al2O3含量为99.7wt%,粒径≤45μm;所述氧化锂中的Li2O含量为99.6wt%,粒径≤45μm;所述金属铬中的Cr含量为99.2wt%,粒径≤45μm;所述新戊二醇的粒径<0.2mm;所述镁砂中的MgO含量为98wt%,粒径为3~0.045mm。
实施例3
S1:制备预混料:先将35wt%的镁橄榄石、5wt%的金属铬、18.8wt%的氧化钙、8wt%的氧化锂、13wt%的氧化铝与8wt%的新戊二醇在120℃~150℃条件下混合搅拌均匀,冷却后得到预混料;
S2:制备修补料:将S1中制备得到的预混料与5wt%镁橄榄石、7wt%的镁砂及0.2wt%的聚羧酸增塑剂混合,搅拌均匀,制得转炉大面用热态修补料。
其中,镁橄榄石中:MgO含量为60wt%,SiO2含量为35wt%,Fe2O3含量为5wt%;所述氧化钙中的CaO含量为99.2wt%,粒径为1~0.15mm;所述氧化铝中的Al2O3含量为99.6wt%,粒径≤45μm;所述氧化锂中的Li2O含量为99.7wt%,粒径≤45μm;所述金属铬中的Cr含量为99.4wt%,粒径≤45μm;所述新戊二醇的粒径<0.2mm;所述镁砂中的MgO含量为97wt%,粒径为3~0.045mm。
实施例4
S1:制备预混料:先将35wt%的镁橄榄石、4wt%的金属铬、17.7wt%的氧化钙、6wt%的氧化锂、12wt%的氧化铝与7wt%的新戊二醇在120℃~150℃条件下混合搅拌均匀,冷却后得到预混料;
S2:制备修补料:将S1中制备得到的预混料与10wt%镁橄榄石、8wt%的镁砂及0.3wt%的聚羧酸增塑剂混合,搅拌均匀,制得转炉大面用热态修补料。
其中,镁橄榄石中:MgO含量为62wt%,SiO2含量为34wt%,Fe2O3含量为4wt%;所述氧化钙中的CaO含量为98.8wt%,粒径为1~0.15mm;所述氧化铝中的Al2O3含量为99.9wt%,粒径≤45μm;所述氧化锂中的Li2O含量为99.7wt%,粒径≤45μm;所述金属铬中的Cr含量为99.3wt%,粒径≤45μm;所述新戊二醇的粒径<0.2mm;所述镁砂中的MgO含量为97wt%,粒径为3~0.045mm。
实施例5
S1:制备预混料:先将35wt%的镁橄榄石、4.5wt%的金属铬、17.6wt%的氧化钙、4wt%的氧化锂、14wt%的氧化铝与6wt%的新戊二醇在120℃~150℃条件下混合搅拌均匀,冷却后得到预混料;
S2:制备修补料:将S1中制备得到的预混料与11wt%镁橄榄石、7.5wt%的镁砂及0.4wt%的聚羧酸增塑剂混合,搅拌均匀,制得转炉大面用热态修补料。
其中,镁橄榄石中:MgO含量为60wt%,SiO2含量为34wt%,Fe2O3含量为6wt%;所述氧化钙中的CaO含量为98.6wt%,粒径为1~0.15mm;所述氧化铝中的Al2O3含量为99.7wt%,粒径≤45μm;所述氧化锂中的Li2O含量为99.8wt%,粒径≤45μm;所述金属铬中的Cr含量为99.6wt%,粒径≤45μm;所述新戊二醇的粒径<0.2mm;所述镁砂中的MgO含量为96.9wt%,粒径为3~0.045mm。
采用实施例1-5所述的制备方法所制备得到转炉大面用热态修补料,检测其各项性能指标如下:
从上表可以看出,采用本申请的制备方法制备得到的热态修补料,烧结时间≤15分钟,使用寿命>40次;既解决了碳系结合含碳质修补料烧结时间长、污染环境的问题,又解决了湿法水系结合镁质修补料粘附性差、不耐侵蚀、不耐冲刷及使用寿命短的问题,简而言之,本申请的修补材料集现有不同种修补料的优点于一体: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、环境友好,具有良好的社会经济效益。
以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (9)
1.一种转炉大面热态修补料的制备方法,其特征在于,具体包括以下步骤:
S1:制备预混料:先将35wt%的镁橄榄石、3~5wt%的金属铬、10~20wt%的氧化钙、2~10wt%的氧化锂、5~15wt%的氧化铝与5~8wt%的新戊二醇在120℃~150℃条件下混合搅拌均匀,冷却后得到预混料;
S2:制备修补料:将S1中制备得到的预混料与5~40wt%镁橄榄石、5~10wt%的镁砂及0.1~0.5wt%的聚羧酸增塑剂混合,搅拌均匀,制得转炉大面用热态修补料。
2.根据权利要求1所述的一种转炉大面热态修补料的制备方法,其特征在于,步骤S1及S2中所述的镁橄榄石主要包含以下重量组分原料:MgO含量>40wt%,SiO2含量<40wt%,Fe2O3含量<10wt%。
3.根据权利要求1所述的一种转炉大面热态修补料的制备方法,其特征在于,所述氧化钙中的CaO含量>98.5wt%,粒径为1~0.15mm。
4.根据权利要求1所述的一种转炉大面热态修补料的制备方法,其特征在于,所述氧化铝中的Al2O3含量≥99.5wt%,粒径≤45μm。
5.根据权利要求1所述的一种转炉大面热态修补料的制备方法,其特征在于,所述氧化锂中的Li2O含量≥99.5wt%,粒径≤45μm。
6.根据权利要求1所述的一种转炉大面热态修补料的制备方法,其特征在于,所述金属铬中的Cr含量≥99wt%,粒径≤45μm。
7.根据权利要求1所述的一种转炉大面热态修补料的制备方法,其特征在于,所述新戊二醇的粒径<0.2mm。
8.根据权利要求1所述的一种转炉大面热态修补料的制备方法,其特征在于,所述镁砂中的MgO含量>96wt%,粒径为3~0.045mm。
9.采用权利要求1-8任意一项所述的制备方法所制备的转炉大面热态修补料。
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CN114149267A (zh) * | 2021-11-18 | 2022-03-08 | 偏关县晋电化工有限责任公司 | 一种矿热炉出渣口保护料 |
CN114149267B (zh) * | 2021-11-18 | 2023-05-05 | 偏关县晋电化工有限责任公司 | 一种矿热炉出渣口保护料 |
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