鋼包包底工作層澆注料及其制備方法
【專利摘要】本發明屬于鋼鐵冶煉和耐火材料【技術領域】，具體涉及鋼包包底工作層澆注料及其制備方法。本發明所要解決的問題是現有鋼包包底工作層澆注料的使用壽命較短，不能很好地適應各種作業環境，且成本高。本發明解決上述技術問題的技術方案是提供一種鋼包包底工作層澆注料。該鋼包包底工作層澆注料的原料按重量配比為：均化礬土熟料42～52%、白剛玉36～46%、電熔鎂粉5～10%、微硅粉2～4%、α-三氧化二鋁微粉2～4%、高鋁水泥2～3%、六偏磷酸鈉0.15%、防爆纖維0.03%。本發明提供的澆注料能夠增加包底工作層的使用壽命，降低成本，為鋼包包底工作層澆注料提供了一種新的選擇。
【專利說明】鋼包包底工作層澆注料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于鋼鐵冶煉和耐火材料【技術領域】，具體涉及鋼包包底工作層澆注料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]目前國內大多數的鋼鐵企業所采用的鋼包包底砌筑結構一般分為三層，分別是鋼包包底永久層、耐火磚工作層(耐火磚工作層分為沖擊區域和水口區域)、澆注工作層。一般包底永久層采用輕質自流澆注料進行打結，耐火磚工作層采用耐火預制塊進行修砌，澆注工作層采用自流澆注料進行澆注。采用這種砌筑結構不僅能夠很好的解決全部用耐火磚砌筑所產生的滲鋼問題，還能夠避免整體采用澆注料打結所造成脫模困難等問題，而且能夠提高鋼包整體的使用壽命，降低耐火材料消耗，具有良好的使用效果和經濟效益。
[0003]以攀鋼西昌鋼釩煉鋼廠為例，攀鋼西昌鋼釩煉鋼廠采用的220t鋼包包底永久層使用輕質莫來石澆注料進行澆注，使用壽命在1000次左右，耐火磚工作層采用預制塊進行修砌，使用壽命在110次左右，澆注工作層采用鎂鋁尖晶石澆注料進行澆注，澆注厚度IOOmm左右，使用壽命約40次，這樣來說一個鋼包的使用周期需要進行2次停小修(所述的停小修是指鋼包下線進行冷態修補，一般維修規模較小，主要是修補包底工作層或者修補渣線)。而且在冬天氣溫較低的環境下使用鋼包工作層澆注料，其凝結速度緩慢，增加了鋼包修砌施工的時間，不利于生產計劃安排。同時，攀鋼西昌鋼釩煉鋼廠現用的鎂鋁尖晶石澆注料的主要原料為棕剛玉，棕剛玉高溫穩定性能較差，而且價格較高。

【發明內容】

[0004]本發明所要解決的問題是現有鋼包包底工作層澆注料的使用壽命較短，不能很好地適應各種作業環境，且成本高。
[0005]本發明解決上述技術問題的技術方案是提供一種鋼包包底工作層澆注料。該鋼包包底工作層澆注料的原料按重量配比為:均化礬土熟料42~52%、白剛玉36~46%、電熔鎂粉5~10%、微硅粉2~4%、α -三氧化二鋁微粉2~4%、高鋁水泥2~3%、六偏磷酸鈉
.0.15%、防爆纖維0.03%。
[0006]其中，上述鋼包包底工作層澆注料中，所述的均化礬土熟料按重量計含有三氧化二鋁≥88%、三氧化二鐵≤2%，其體積密度≥3.3g/cm3，其粒度分別為12~30mm、8~12mm和3~8mm。其中，上述均化礬土熟料是將礬土礦石經過破碎、細磨并調節三氧化二鋁和三氧化二鐵等的成分后，加水混煉均勻、擠壓成塊、高溫煅燒而成。所述的混煉是使不同組分和粒度的物料與適量的結合劑經混合和擠壓作用，達到分布均勻和充分潤濕的制備過程。
[0007]其中，上述鋼包包底工作層澆注料中，所述的白剛玉按重量計含有三氧化二鋁≥98%、三氧化二鐵≤0.3%，其體積密度≥3.6g/cm3,其粒度分別為-325目、O~1mm和1~3mm .
[0008]其中，上述鋼包包底工作層澆注料中，所述的電熔鎂粉按重量計含有氧化鎂≥97%、氧化鈣< 1.5%、二氧化硅< 1.5%，其粒度為-180目。
[0009]其中，上述鋼包包底工作層澆注料中，所述的微硅粉按重量計含有二氧化硅≥94%，其粒度為-200目。
[0010]其中，上述鋼包包底工作層澆注料中，所述的α-三氧化二鋁微粉按重量計含有三氧化二鋁> 99%，其粒度為-200目。
[0011]其中，上述鋼包包底工作層澆注料中，所述的高鋁水泥為通用型高鋁水泥，牌號為CA70-G，適合適用于配制各種耐火澆注料和低水泥及超低水泥澆注料。
[0012]其中，上述鋼包包底工作層澆注料中，所述的六偏磷酸鈉的技術標準執行國標HG/2519 - 1993。所述飛防爆纖維技術標準按照以下要求執行:材質:聚丙烯，外觀:白色，比量:0.9~0.92，熔點:155~162°C，酌減量:100%，含水量≤5%，直徑:10~18旦尼爾，長度:4~6mm。
[0013]作為本發明的優選方案，上述鋼包包底工作層澆注料的原料按重量配比為:粒度為12~30mm的均化礬土熟料20~24%、粒度為8~12mm的均化礬土熟料10~14%、粒度為3~8mm的均化帆土熟料11~15%、粒度為-325目的白剛玉18~22%、粒度為O~Imm的白剛玉8~12%、粒度為I~3mm的白剛玉9~13%、電熔鎂粉5~10%、微硅粉2~4%、α -三氧化二鋁微粉2~4%、高鋁水泥2~3%、六偏磷酸鈉0.15%、防爆纖維0.03%。
[0014]本發明還提供了上述鋼包包底工作層澆注料的制備方法，包括以下步驟:
[0015]a、以均化礬土熟料作為澆注料的骨料，其他原料為粉料；
[0016]b、在攪拌機內先加先加8~12mm和3~8mm的均化帆土熟料骨料,再加入全部粉料，最后加入12~30_的均化帆土熟料骨料混合攪拌,制成鋼包包底工作層燒注料。
[0017]其中，鋼包包底工作層澆注料的制備方法的步驟b中，物料混合攪拌時間不低于5min。
[0018]其中，鋼包包底工作層澆注料的制備方法的步驟b中，所述新型鋼包包底工作層燒注料的粒度控制在35mm以下。
[0019]本發明采用均化礬土熟料生產的鋼包包底工作層澆注料，具有成分均勻，高溫穩定性好，施工操作便利，成本低等優點，并能夠很好的適應各種不同的施工環境。
【具體實施方式】
[0020]鋼包包底工作層澆注料的原料按重量配比為:均化礬土熟料42~52%、白剛玉36~46%、電熔鎂粉5~10%、微硅粉2~4%、α -三氧化二鋁微粉2~4%、高鋁水泥2~3%、六偏磷酸鈉0.15%、防爆纖維0.03%。
[0021]其中，上述鋼包包底工作層澆注料中，所述的均化礬土熟料按重量計含有三氧化二鋁≤88%、三氧化二鐵≤2%，其體積密度≤3.3g/cm3，其粒度分別為12~30mm、8~12mm和3~8mm。其中，上述均化礬土熟料是將礬土礦石經過破碎、細磨并調節好三氧化二鋁和三氧化二鐵等的成分后，加水混煉均勻、擠壓成塊、高溫煅燒而成。它具有成分穩定、結構均勻、致密度高，性能穩定的特點。所述的混煉是使不同組分和粒度的物料與適量的結合劑經混合和擠壓作用，達到分布均勻和充分潤濕的制備過程。混煉過程是在混合的同時，促進顆粒接觸并塑化的過程，并且是各種成份能夠均勻分布的保證。
[0022]其中，上述鋼包包底工作層澆注料中，所述的白剛玉按重量計含有三氧化二鋁≥98%、三氧化二鐵≤0.3%，其體積密度≥3.6g/cm3，其粒度分別為-325目、O~Imm和I~3mm ο
[0023]其中，上述鋼包包底工作層澆注料中，所述的電熔鎂粉按重量計含有氧化鎂≥97%、氧化鈣< 1.5%、二氧化硅< 1.5%，其粒度為-180目。
[0024]其中，上述鋼包包底工作層澆注料中，所述的微硅粉按重量計含有二氧化硅^ 94%，其粒度為-200目。
[0025]其中，上述鋼包包底工作層澆注料中，所述的α-三氧化二鋁微粉按重量計含有三氧化二鋁> 99%，其粒度為-200目。
[0026]其中，上述鋼包包底工作層澆注料中，所述的高鋁水泥為通用型高鋁水泥，牌號為CA70-G，適合適用于配制各種耐火澆注料和低水泥及超低水泥澆注料。
[0027]其中，上述鋼包包底工作層澆注料中，所述的六偏磷酸鈉的技術標準執行國標HG/2519 - 1993。所述飛防爆纖維技術標準按照以下要求執行:材質:聚丙烯，外觀:白色，比量:0.9~0.92，熔點:155~162°C，酌減量:100%，含水量≤5%，直徑:10~18旦尼爾，長度:4~6mm。
[0028]六偏磷酸鈉是一種吸濕性強，易溶于水的玻璃狀磷酸鹽，是一種優質的減水劑。防爆纖維是以聚丙烯為原料加工生產的，具有較好的分散性，能夠提高澆注料高低溫時的透氣性，可防止鋼包包底工作層澆注料在烘烤時發生爆裂。
[0029]作為本發明的優選方案，上述鋼包包底工作層澆注料的原料按重量配比為:粒度為12~30mm的均化礬土熟料20~24%、粒度為8~12mm的均化礬土熟料10~14%、粒度為3~8mm的均化帆土熟料11~15%、粒度為-325目的白剛玉18~22%、粒度為O~Imm的白剛玉8~12%、粒度為I~3mm的白剛玉9~13%、電熔鎂粉5~10%、微硅粉2~4%、α -三氧化二鋁微粉2~4%、高鋁水泥2~3%、六偏磷酸鈉0.15%、防爆纖維0.03%。
[0030]選取均化礬土熟料作為澆注料的骨料(骨料就是澆注料中起到骨架支撐作用并且顆粒比較大的原料)，是因為均化礬土熟料具有成分穩定、結構均勻、致密度高，熱穩定性好等特點，是一種生產鋼包包底工作層澆注料的優質原材料。每一種粒度的均化礬土熟料必須有連續的粒度級配以保證澆注料的致密度，減少澆注料成型后的顯氣孔率。
[0031]選取電熔鎂粉作為澆注料的原料，是由于電熔鎂粉中的MgO在高溫下會和均化礬土熟料、白剛玉以及α-三氧化二鋁微粉中的Al2O3發生反應生成鎂鋁尖晶石。鎂鋁尖晶石具有良好的抗侵蝕、腐蝕能力，而且具有抗渣性能好，抗磨蝕能力強，熱震穩定性好，耐高溫等特點。
[0032]加入高鋁水泥和六偏磷酸鈉，能夠保證澆注料在低溫、潮濕的環境下使用有良好的凝結速率，但是高鋁水泥和六偏磷酸鈉加入量一定要合適，如果加入量過多會導致澆注料凝結速度過快，加大施工難度。加入防爆纖維便于烘烤時水分的排出，避免產生烘烤裂紋。
[0033]上述鋼包包底工作層澆注料的制備方法，包括以下步驟:
[0034]a、以均化礬土熟料作為澆注料的骨料，其他原料為粉料；
[0035]b、在攪拌機內先加先加8~12mm和3~8mm的均化帆土熟料骨料,再加入全部粉料，最后加入12~30_的均化帆土熟料骨料混合攪拌,制成鋼包包底工作層燒注料。
[0036]加料順序為先加一部分骨料再加粉料，最后加入剩余部分的骨料，這樣就能夠避免再攪拌時粉料結塊導致的攪拌不均勻，而且可以減小攪拌時的揚塵。
[0037]其中，鋼包包底工作層澆注料的制備方法的步驟b中，所述的混合攪拌時間不低于5min，是為了保證所有原料混合均勻，但是混合時間也不能過長，以免影響生產節奏。
[0038]其中，鋼包包底工作層澆注料的制備方法的步驟b中，所述新型鋼包包底工作層燒注料的粒度控制在35mm以下。
[0039]本發明實施例中所采用的原料理化指標檢測情況見表1。
[0040]表1原料理化指標檢測情況
【權利要求】
1.鋼包包底工作層澆注料，其原料按重量配比為:均化礬土熟料42~52%、白剛玉36~46%、電熔鎂粉5~10%、微硅粉2~4%、α -三氧化二鋁微粉2~4%、高鋁水泥2~3%、六偏磷酸鈉0.15%、防爆纖維0.03%。
2.根據權利要求1所述的鋼包包底工作層澆注料，其特征在于:所述的均化礬土熟料按重量計含有三氧化二鋁> 88%、三氧化二鐵< 2%，其體積密度> 3.3g/cm3,其粒度分別為12 ~30mm、8 ~12mm 和 3 ~8mm。
3.根據權利要求1所述的鋼包包底工作層澆注料，其特征在于:所述的白剛玉按重量計含有三氧化二鋁> 98 %、三氧化二鐵< 0.3%，其體積密度> 3.6g/cm3，其粒度分別為-325目、O~Imm和I~3mm。
4.根據權利要求1所述的鋼包包底工作層澆注料，其特征在于:所述的電熔鎂粉按重量計含有氧化鎂> 97%、氧化鈣< 1.5%、二氧化硅< 1.5%，其粒度為-180目。
5.根據權利要求1所述的鋼包包底工作層澆注料，其特征在于:所述的微硅粉按重量計含有二氧化硅> 94%，其粒度為-200目。
6.根據權利要求1所述的鋼包包底工作層澆注料，其特征在于:所述的α-三氧化二鋁微粉按重量計含有三氧化二鋁> 99%，其粒度為-200目。
7.根據權利要求1~6所述的鋼包包底工作層澆注料，其特征在于:鋼包包底工作層澆注料的原料按重量配比為:粒度為12~30mm的均化礬土熟料20~24%、粒度為8~12mm的均化礬土熟料10~14%、粒度為3~8mm的均化礬土熟料11~15%、粒度為-325目的白剛玉18~22%、粒度為O~Imm的白剛玉8~12%、粒度為I~3mm的白剛玉9~13%、電熔鎂粉5~10%、微硅粉2~4%、α -三氧化二鋁微粉2~4%、高鋁水泥2~3%、六偏磷酸鈉0.15%、防爆纖維0.03%。
8.權利要求1~7所述鋼包包底工作層澆注料的制備方法，包括以下步驟: a、以均化礬土熟料作為澆注料的骨料，其他原料為粉料； b、在攪拌機內先加先加8~12mm和3~8mm的均化帆土熟料骨料,再加入全部粉料，最后加入12~30_的均化帆土熟料骨料混合攪拌,制成鋼包包底工作層燒注料。
9.根據權利要求8所述鋼包包底工作層澆注料的制備方法，其特征在于:步驟b中，物料混合攪拌時間不低于5min。
10.根據權利要求8所述鋼包包底工作層澆注料的制備方法，其特征在于:步驟b中，所述新型鋼包包底工作層澆注料的粒度控制在35_以下。
【文檔編號】C04B35/66GK103613397SQ201310659621
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年12月9日 優先權日:2013年12月9日
【發明者】青光紅, 陳濤, 吳勝利, 黃國炳, 胡志豪, 鄭德明 申請人:攀枝花鋼城集團有限公司