本發明屬于不定型耐火材料
技術領域：
，具體涉及到一種轉爐大面自流修補料及其制備方法。
背景技術：
：鎂碳磚作為一種常見的定型耐火材料，在煉鋼廠轉爐工作襯、鋼包渣線等部位的砌筑工藝中廣泛應用，其具有優良的抗渣侵蝕性、熔渣滲透性、熱震穩定性和導熱性。各大煉鋼廠每年都會產生大量的廢舊鎂碳磚，這種廢鎂碳磚經過精選之后，剝掉燒結層，具有較低的雜質含量，其中通常MgO含量在60～70％，C含量在10～20％，是一種非常優質的耐火材料二次資源。煉鋼轉爐的迎鐵面，也就是我們通常說的“大面”，大面爐襯材料(通常為鎂碳磚)在使用過程中，不僅受高溫鋼水及熔渣的化學侵蝕，而且還會受到鋼水的強力沖刷和廢鋼材的撞擊。這些不利條件均會加快轉爐大面的爐襯材料的超前損毀，進而影響煉鋼的正常生產。為了解決這一情況，通常采用瀝青和焦油結合鎂質耐火材料作為轉爐大面的修補材料，但是該種材料在生產過程中需要熬制瀝青，并且需要在熱態下進行混煉，生產工藝復雜，冷卻后會結成塊狀，在轉爐的大面修補過程中由于受熱面積限制，導致燒結時間過長，且由于受熱較慢，影響修補料的流動性，在目前生產節奏緊湊的煉鋼工藝條件下很難滿足使用要求，對于延長轉爐爐襯壽命效果不明顯。另外有些鋼廠采用利用水結合的轉爐大面修補料，水系結合的修補料具有較好的施工流動性能以及較短的硬化時間，但是其高溫抗折強度以及附著燒結強度較低。技術實現要素：針對上述技術問題，為了提高轉爐大面修補料的使用壽命以及施工便捷性，降低生產成本，本發明提供一種利用廢鎂碳磚制備的轉爐大面自流修補料及其制備方法。本發明提供一種轉爐大面自流修補料，其原料包括：按重量份數計，5～10mm的廢鎂碳磚30～35份、1～5mm的廢鎂碳磚30～35份、燒結鎂粉15～20份、結合劑15～20份。其中，上述轉爐大面自流修補料中，還包括占廢鎂碳磚、燒結鎂粉、結合劑總重量1～3wt％的柴油；優選的，所述柴油為0#柴油。其中，上述轉爐大面自流修補料中，所述的廢鎂碳磚組成包括：MgO含量60～70wt％，C含量10～20wt％。其中，上述轉爐大面自流修補料中，所述的燒結鎂粉中MgO含量≥90wt％，粒度為過180目篩。其中，上述轉爐大面自流修補料中，所述的結合劑組成為：按重量百分比計，瀝青78％～90％、氧化鐵粉3％～6％、金屬鋁粉2％～4％、己內酰胺2％～4％、粉狀酚醛樹脂3％～8％。本發明還提供一種上述轉爐大面自流修補料用結合劑，其組成為：按重量百分比計，瀝青78％～90％、氧化鐵粉3％～6％、金屬鋁粉2％～4％、己內酰胺2％～4％、粉狀酚醛樹脂3％～8％。其中，上述轉爐大面自流修補料用結合劑中，所述瀝青為一級中溫改質瀝青。其中，上述轉爐大面自流修補料用結合劑中，所述瀝青中甲苯不溶物含量28％～34％、喹啉不溶物含量8％～14％、β-樹脂含量≥18％，軟化點為100～115℃，結焦值≥54％，灰分≤0.3％，水分≤5％，粒度≤1mm。其中，上述轉爐大面自流修補料用結合劑中，所述氧化鐵粉的Fe2O3含量≥90wt％，粒度為過180目篩。其中，上述轉爐大面自流修補料用結合劑中，所述的金屬鋁粉的Al含量≥98wt％，粒度≤1mm。其中，上述轉爐大面自流修補料專用結合劑中，所述的己內酰胺技術指標執行國家標準GB/T13254-2008；粉狀酚醛樹脂技術指標執行國家標準。本發明還提供了一種上述轉爐大面自流修補料的制備方法，包括以下步驟：a、廢鎂碳磚的精選與加工將回收的廢鎂碳磚進行精選，去除雜質并剝掉表層的燒結層，再破碎、篩分成粒度為1～5mm和5～10mm的廢鎂碳磚；b、制備結合劑將78～90％的瀝青、3～6％的氧化鐵粉、2～4％的金屬鋁粉、2～4％的己內酰胺、3～8％的粉狀酚醛樹脂混勻，制得結合劑；c、轉爐大面自流修補料的制備先加入30～35份5～10mm的廢鎂碳磚和30～35份1～5mm的廢鎂碳磚，攪拌混勻后，再加入占廢鎂碳磚、燒結鎂粉、結合劑總重量1～3wt％的柴油，攪拌混勻，保證柴油將廢鎂碳磚充分潤濕，再依次加入15～20份的燒結鎂粉和15～20份結合劑，攪拌混勻，制得轉爐大面自流修補料。其中，上述轉爐大面自流修補料制備方法中，步驟b中所述的混勻時間為5～8min，步驟c中所述的攪拌混勻時間分別為2～5min，5～8min和5～8min。本發明的有益效果為：本發明利用廢鎂碳磚制備轉爐大面自流修補料，將原廢棄的鎂碳磚得到了充分利用，制備的轉爐大面自流修補料具有良好的流動性能以及高溫強度，而且具有燒結時間短、使用便捷、生產成本低等性能，不僅能夠滿足產品質量要求，還降低了生產成本，為廢鎂碳磚的利用開辟了一種新方法。具體實施方式本發明提供了一種轉爐大面自流修補料，其原料包括：按重量份數計，5～10mm的廢鎂碳磚30～35份、1～5mm的廢鎂碳磚30～35份、燒結鎂粉15～20份、結合劑15～20份。其中，上述轉爐大面自流修補料中，還包括占廢鎂碳磚、燒結鎂粉、結合劑總重量1～3wt％的柴油；優選的，所述柴油為0#柴油。其中，上述轉爐大面自流修補料中，所述的廢鎂碳磚組成包括：MgO含量60～70wt％，C含量10～20wt％。其中，上述轉爐大面自流修補料中，所述的燒結鎂粉中MgO含量≥90wt％，粒度過180目篩。其中，上述轉爐大面自流修補料中，所述的結合劑組成為：按重量百分比計，瀝青78％～90％、氧化鐵粉3％～6％、金屬鋁粉2％～4％、己內酰胺2％～4％、粉狀酚醛樹脂3％～8％。本發明中選用廢鎂碳磚制備轉爐大面自流修補料，原材料廢鎂碳磚成分與轉爐爐襯耐火磚近似，具有優良的抗渣侵蝕性、熔渣滲透性、熱震穩定性和導熱性，而且廢鎂碳磚中所含的C成分一般由鱗片石墨所提供，它不僅具有超高的熔點和穩定性，而且在高溫下能夠與結合劑中的各種成分發生有效的物化反應，大大提高修補料的各項性能；再配合使用燒結鎂粉，為修補料提供了高耐火度的粉狀基質，并調節了修補料的粒級搭配，使得修補料具有足夠的耐火度和流動性；柴油的加入起到潤濕原料的作用，并在高溫的作用下使得修補料內部充分燒結，提高燒結效率。本發明還提供一種上述轉爐大面自流修補料用結合劑，其組成為：按重量百分比計，瀝青78％～90％、氧化鐵粉3％～6％、金屬鋁粉2％～4％、己內酰胺2％～4％、粉狀酚醛樹脂3％～8％。其中，上述轉爐大面自流修補料用結合劑中，所述瀝青為一級中溫改質瀝青。其中，上述轉爐大面自流修補料用結合劑中，所述瀝青中甲苯不溶物含量28％～34％、喹啉不溶物含量8％～14％、β-樹脂含量≥18％，軟化點為100～115℃，結焦值≥54％，灰分≤0.3％，水分≤5％，粒度≤1mm。其中，上述轉爐大面自流修補料用結合劑中，所述氧化鐵粉的Fe2O3含量≥90wt％，粒度為過180目篩。其中，上述轉爐大面自流修補料用結合劑中，所述的金屬鋁粉的Al含量≥98wt％，粒度≤1mm。其中，上述轉爐大面自流修補料用結合劑中，所述的己內酰胺技術指標執行國家標準GB/T13254-2008；粉狀酚醛樹脂技術指標執行國家標準。本發明在制備轉爐大面自流修補料時，選用了專門的結合劑，選用一級中溫改質瀝青，使得轉爐大面自流補爐料在高溫下具有良好的自流性能，并且瀝青在補爐料燒結過程中配合粉狀酚醛樹脂形成均勻交錯的碳網結構，兼顧了修補料的流動性能和燒結強度；此外，一級中溫改質瀝青雜質含量低，結合劑生產完成后不會因溫度過高出現軟化而導致結合劑粘結失效。結合劑中還加入了一定量的氧化鐵粉，促進了修補料在高溫下的燒結，提升其高溫強度。結合劑中的金屬鋁粉使得Al和C在高溫下反應生成Al4C3晶須，能夠起到纖維增強的作用，使得修補料的強度大大提高。己內酰胺在結合劑體系中屬于助流動劑，它的加入能夠大大提高修補料的自流性能。通過將上述原料的合適配比，制備得到了本發明專用的結合劑，該結合劑的應用能夠明顯提高修補料的施工流動性和燒結強度，制備的修補料在使用過程中方便快捷，具有更高的壽命。本發明還提供了一種上述轉爐大面自流修補料制備方法，包括以下步驟：a、廢鎂碳磚的精選與加工從煉鋼廠收集得到廢鎂碳磚，通過人工揀選出塊狀廢鎂碳磚，去除鋼渣等雜質，并剝離燒結層，控制廢鎂碳磚MgO含量60％～70％、C含量10％～20％，通過破碎、篩選設備將廢鎂碳磚粒度加工到1～5mm和5～10mm備用；b、制備結合劑將78～90％的瀝青、3～6％的氧化鐵粉、2～4％的金屬鋁粉、2～4％的己內酰胺、3～8％的粉狀酚醛樹脂放入攪拌機中混勻5min以上，制得結合劑；c、轉爐大面自流修補料的制備先加入30～35份5～10mm的廢鎂碳磚和30～35份1～5mm的廢鎂碳磚，攪拌混勻后，再加入占廢鎂碳磚、燒結鎂粉、結合劑總重量1～3wt％的柴油，攪拌混勻，保證柴油將廢鎂碳磚充分潤濕，再依次加入15～20份的燒結鎂粉和15～20份結合劑，攪拌混勻，制得轉爐大面自流修補料。其中，上述轉爐大面自流修補料制備方法中，步驟b中所述的混勻時間為5～8min，步驟c中所述的攪拌混勻時間分別為2～5min，5～8min和5～8min。下面結合實施例對本發明作進一步描述，但并不因此將本發明限制在所述的實施例范圍之中。實施例中的廢鎂碳磚由回收、精選、加工制得；燒結鎂粉、柴油等原料均由市場購得；結合劑自行生產得到，并由下述重量百分比的組分組成：一級中溫改質瀝青78～90％、氧化鐵粉3～6％、金屬鋁粉2～4％、己內酰胺2～4％、粉狀酚醛樹脂3～8％。實施例1實施例1中轉爐大面自流修補料生產配方如下：轉爐大面自流修補料用結合劑生產配方見表1：表1實施例1轉爐大面自流修補料用結合劑生產配方原材料名稱配比/％一級中溫改質瀝青78氧化鐵粉6金屬鋁粉4己內酰胺4粉狀酚醛樹脂8轉爐大面自流修補料生產配方見表2表2實施例1轉爐大面自流修補料生產配方原材料名稱配比/％備注廢鎂碳磚30粒度5～10mm廢鎂碳磚30粒度1～5mm燒結鎂粉20粒度-180目結合劑20按表1中配方制得柴油3外加制備方法包括以下步驟：a、廢鎂碳磚的精選與加工將回收的廢鎂碳磚進行精選，去除雜質并剝掉表層的燒結層，再破碎、篩分成粒度為1～5mm和5～10mm的廢鎂碳磚；b、制備結合劑將表1的原料按配比稱取，混勻，制得結合劑；c、轉爐大面自流修補料的制備按表2的配比稱好原料，先加入5～10mm的廢鎂碳磚和1～5mm的廢鎂碳磚，攪拌混勻后，再加入柴油，攪拌混勻，保證柴油將廢鎂碳磚充分潤濕，再依次加入燒結鎂粉和結合劑，攪拌混勻，制得轉爐大面自流修補料。將實施例1制備得到的轉爐大面自流修補料于某煉鋼廠220t煉鋼轉爐爐襯維護中使用，使用過程中按照煉鋼轉爐爐襯熔損程度向煉鋼轉爐大面(迎鐵面)投放修補料1～2噸，投放后進行搖爐操作(搖爐傾角為40°～50°)，一般搖爐2～3次，搖爐完成后將轉爐搖至一定的傾角，使得修補料盡可能的處于水平位置，在投補操作過程中，修補料能夠迅速軟化并自然流平，修補料自然流平后向修補位置進行吹氧操作輔助修補料燒結，吹氧時間5～10min，吹氧結束后平均20min能夠完成燒結，燒結過程中煙塵小，燒結時間短，整個修補過程基本能夠控制在30min以內，一次修補使用壽命平均為55次，與原用白云石、鎂砂、瀝青為主要原料的修補料相比，使用壽命能夠提高15次以上，平均燒結時間也能夠降低10min左右，且使用過程中未出現因燒結不完全導致的掉料等現象。實施例2實施例2中轉爐大面自流修補料生產配方如下：轉爐大面自流修補料用結合劑生產配方見表3：表3實施例2轉爐大面自流修補料用結合劑生產配方原材料名稱配比/％一級中溫改質瀝青90氧化鐵粉3金屬鋁粉2己內酰胺2粉狀酚醛樹脂3轉爐大面自流修補料生產配方見表4表4實施例2轉爐大面自流修補料生產配方原材料名稱配比/％備注廢鎂碳磚35粒度5～10mm廢鎂碳磚35粒度1～5mm燒結鎂粉15粒度-180目結合劑15按表3中配方制得柴油1外加制備方法包括以下步驟：a、廢鎂碳磚的精選與加工將回收的廢鎂碳磚進行精選，去除雜質并剝掉表層的燒結層，再破碎、篩分成粒度為1～5mm和5～10mm的廢鎂碳磚；b、制備結合劑將表3的原料按配比稱取，混勻，制得結合劑；c、轉爐大面自流修補料的制備按表4的配比稱好原料，先加入5～10mm的廢鎂碳磚和1～5mm的廢鎂碳磚，攪拌混勻后，再加入柴油，攪拌混勻，保證柴油將廢鎂碳磚充分潤濕，再依次加入燒結鎂粉和結合劑，攪拌混勻，制得轉爐大面自流修補料。將實施例2制備得到的轉爐大面自流修補料于某煉鋼廠220t提釩轉爐爐襯維護中使用，使用過程中按照提釩轉爐爐襯熔損程度向煉鋼轉爐大面(迎鐵面)投放修補料1～2噸，投放后進行搖爐操作(搖爐傾角為40°～50°)，一般搖爐2～3次，搖爐完成后將轉爐搖至一定的傾角，使得修補料盡可能的處于水平位置，在投補操作過程中，修補料能夠迅速軟化并自然流平，修補料自然流平后向修補位置進行吹氧操作輔助修補料燒結，吹氧時間5～10min，吹氧結束后平均25min能夠完成燒結，燒結過程中煙塵小，燒結時間短，整個修補過程基本能夠控制在40min以內，一次修補使用壽命平均為65次，與原用白云石、鎂砂、瀝青為主要原料的修補料相比，使用壽命能夠提高20次以上，平均燒結時間也能夠降低15min左右，且使用過程中未出現因燒結不完全導致的掉料等現象。綜上所述，本發明所提供的轉爐大面自流修補料是利用回收的廢鎂碳磚資源為主要原材料生產的一種優質散狀耐火材料，施工過程中具有良好的流動性，具有較高的耐火度和燒結強度，且燒結過程中產生的煙塵小，燒結時間短，使用壽命長。本發明最大的亮點就是以廢鎂碳磚為主要原材料，配合使用專門的結合劑，其不僅能夠很好的匹配轉爐爐襯材料，在修補過程中與爐襯完全融合，使用時不易脫落，且修補料中的成分完全融入爐襯中，在后續使用過程中無殘留，不會引入雜質；并且，能夠大大降低轉爐大面修補料的生產成本，符合國家綠色、循環經濟的政策，應用前景廣闊。當前第1頁1 2 3