一种快烧型无磷低硅喷补料及其制备方法与流程

1.本发明涉及耐火材料技术领域，特别是一种快烧型无磷低硅喷补料及其制备方法。


背景技术：

2.钢铁及有色冶金工业窑炉设备长期在高温环境下工作，一般使用耐火材料作为内衬，使用一段时间，受液态金属及其冶炼渣的侵蚀，会出现侵蚀损耗，一般需要冶炼间隙使用喷补料进行热态修补，以满足正常使用的要求。
3.目前，耐火材料喷补料种类较多，虽然可以起到修补的效果，但往往附着率、粘接性、烧结性、耐侵蚀性等某些关键性能存在不足，造成材料的大量浪费，维护成本提高，或使用效果不理想。市面上普遍使用的喷补料使用较为常见的硅酸盐、磷酸盐作为结合剂，喷补料中引入磷成分会对钢水造成污染，这对冶炼一些特殊要求的钢种造成不利，喷补料被冲刷后造成钢水中成分夹杂，影响质量。因此无磷或低磷的喷补料的改进和使用势在必行。


技术实现要素：

4.本发明的目的是要解决现有技术问题，提供一种快烧型无磷低硅喷补料及其制备方法，不使用磷酸盐或硅酸盐做结合剂，避免大量磷和硅成分的引入，成分上杂质含量少，保证炉衬耐火材料寿命的同时不会对钢水等造成夹杂，减少对钢水的污染，满足特殊冶炼纯净度要求。
5.为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：
6.本发明的第一个目的是要提供一种快烧型无磷低硅喷补料，所述快烧型无磷低硅喷补料由以下重量百分比的组分组成：
7.[0008][0009]
所述镁砂包括镁砂颗粒和镁砂细粉，所述镁砂颗粒为普通烧结镁砂、重烧镁砂、电熔皮砂中的一种或两种，所述镁砂颗粒的粒度组成包括1
‑
3mm，0.088
‑
0.999mm，镁砂颗粒中mgo质量百分含量≥92％；所述镁砂细粉为高纯烧结镁砂和/或电熔镁砂细粉，粒度小于0.063mm，mgo质量百分含量≥96％。
[0010]
作为本发明的一种优选方案，所述废砖为高纯镁砖、镁尖晶石砖、镁铝砖中的一种或几种，废砖的粒度为0.1
‑
3mm，废砖中mgo质量百分含量≥80％。
[0011]
作为本发明的一种优选方案，所述镁质化合物微粉为氧化镁、氢氧化镁、碳酸镁、氯化镁、硫酸镁中的一种或几种，镁质化合物的粒度为小于0.063mm，镁质化合物的纯度百分含量≥80％。
[0012]
作为本发明的一种优选方案，所述氧化铝超微粉的粒度为0.001
‑
0.015mm，氧化铝超微粉中al2o3的质量百分含量≥99％。
[0013]
作为本发明的一种优选方案，所述含硼化合物为氧化硼、硼酸、硼酸钠中的一种或两种。
[0014]
作为本发明的一种优选方案，所述轻质无机盐为碳酸钙、碳酸钾中的一种或两种。
[0015]
作为本发明的一种优选方案，所述有机塑性粘合剂为淀粉糊精、玉米淀粉、羧甲基纤维素、羧乙基纤维素中的一种或两种。
[0016]
作为本发明的一种优选方案，所述防反弹添加剂为通过乳化反应优化制得的醇胺类聚合物。
[0017]
作为本发明的一种优选方案，所述有机纤维为聚丙烯纤维、聚丙烯腈纤维、聚乙烯醇纤维、聚酯纤维、聚酰胺纤维、聚丙烯纤维中的一种或多种。
[0018]
本发明的第二个目的是要提供一种快烧型无磷低硅喷补料的制备方法，包括以下步骤：
[0019]
先称取相应量的镁砂细粉、废砖、氧化铝超微粉、镁质化合物微粉、消石灰、含硼化合物、轻质无机盐、有机塑性粘合剂、防反弹添加剂和有机纤维进行预混制成混合粉，混炼
时称取镁砂颗粒和废砖，先加入废砖、粒度为1
‑
3mm的镁砂颗粒，再加入粒度为0.088
‑
0.999mm的镁砂颗粒混炼5
‑
10分钟，再加入预混的混合粉，混炼10
‑
15分钟，混合均匀后出料装袋包装即得快烧型无磷低硅喷补料。
[0020]
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
[0021]
1、本发明选用一般镁砂颗粒，保证喷补料可以快速反应烧结；优质镁砂细粉作为基质，优化材料配置，提高喷补料的烧结性能和耐侵蚀性(细粉选用更高档材料提高耐侵蚀性)基质细粉采用高档烧结或电熔镁砂，保证喷补料的耐侵蚀性能。
[0022]
2、本发明选用部分废砖作为颗粒骨料加入，废砖颗粒本身的微小气孔，为喷补料的反应气体提供通道，可保证烧结。
[0023]
3、本发明喷补料中不加入含磷酸盐的结合剂，避免引入磷成分，不加入含硅盐的结合剂，避免引入硅成分，避免污染钢水，保证钢水冶炼的纯净度。(含磷多会造成钢的冷脆)
[0024]
4、本发明使用塑性结合剂有效保证喷补料的粘性及塑性，提高在喷补表面的流动性，防反弹添加剂能在高温下快速形成有效保护覆膜，保证产品快速烧结，避免材料反弹影响喷补效果。
[0025]
5、本发明使用的氧化铝微粉具有足够的反应活性，结合消石灰能起到有效结合的作用，保证材料喷补后的烧结强度。
[0026]
6、本发明使用的工业硼酸及无机盐可促进喷补料快速烧结附着在喷补砖材表面，快速形成反应层，有效保护喷补部位。
[0027]
7、本发明在喷补料中加入适量有机塑性粘合剂和防反弹添加剂，为降低喷补料颗粒反弹提高附着率；为保证喷补料达到良好的烧结，加入适量的氧化镁微粉及氧化铝超微粉，其烧后可提高烧结抗折强度。
具体实施方式
[0028]
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步的详细说明。此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定发明。
[0029]
实施例1
[0030]
本实施例提供了一种快烧型无磷低硅喷补料，由以下重量百分比的组分组成：原料粒度为1
‑
3mm的烧结镁砂24％，粒度为0.088
‑
0.999mm的烧结镁砂26％(mgo质量百分含量93.5％)，原料粒度为小于0.063mm的烧结镁砂细粉24％(mgo质量百分含量96.5％)，粒度为0.1
‑
3mm的镁质废砖15％，煅烧氧化铝微粉3.0％，轻烧氧化镁粉2.5％，消石灰3.4％，工业硼酸1.5％，轻质无机盐0.1％，有机塑性粘结剂0.17％，防反弹添加剂0.2％，有机纤维0.13％。
[0031]
实施例2
[0032]
本实施例提供了一种快烧型无磷低硅喷补料，由以下重量百分比的组分组成：原料粒度为1
‑
3mm的烧结镁砂22％，粒度为0.088
‑
0.999mm的烧结镁砂30％(mgo质量百分含量95％)，原料粒度为小于0.063mm的烧结镁砂细粉23.5％(mgo质量百分含量97％)，粒度为0.1
‑
3mm的镁质废砖14％，煅烧氧化铝微粉2.5％，碳酸镁1.0％，轻烧氧化镁粉1.0％，消石灰4.4％，工业硼酸1.0％，轻质无机盐0.05％，有机塑性粘结剂0.25％，防反弹添加剂
0.15％，有机纤维0.15％。
[0033]
实施例3
[0034]
本实施例提供了一种快烧型无磷低硅喷补料，由以下重量百分比的组分组成：原料粒度为1
‑
3mm的烧结镁砂20％，粒度为0.088
‑
0.999mm的烧结镁砂28％(mgo质量百分含量92.5％)，原料粒度为小于0.063mm的电熔镁砂细粉23％(mgo质量百分含量96.8％)，粒度为0.1
‑
3mm的镁尖晶石废砖17％，煅烧氧化铝微粉1.5％，轻烧氧化镁粉1.0％，氯化镁1.5％，硫酸镁1.5％，消石灰4.1％，硼酸钠1.8％，轻质无机盐0.12％，有机塑性粘结剂0.15％，防反弹添加剂0.15％，有机纤维0.18％。
[0035]
对比例1
[0036]
本对比例提供的喷补料，由以下重量百分比的组分组成：原料粒度为1
‑
3mm的重烧镁砂25％，粒度为0.088
‑
0.999mm的烧结镁砂40％(mgo质量百分含量92.5％)，原料粒度为小于0.063mm的烧结镁砂细粉25.5％(mgo质量百分含量96.8％)，六偏磷酸钠3.0％，三聚磷酸钠2.0％，硅微粉1.5％，水玻璃粉1.0％，粘土1.8％，有机纤维0.2％。
[0037]
本发明实施例1
‑
3的快烧型无磷低硅喷补料的制备方法：
[0038]
a)先称取相应量的镁砂细粉、结合剂及添加剂进行预混制成混合粉；
[0039]
b)称取镁砂颗粒料和废砖颗粒，先加入废砖、粒度为1
‑
3mm的镁砂颗粒，再加入粒度为0.088
‑
0.999mm的镁砂颗粒混炼5
‑
10分钟；
[0040]
c)将步骤a)预混的混合粉加入步骤b)混炼后的颗粒中，在高速混炼机中混合混炼10
‑
15分钟，混合均匀后出料装袋包装即可；
[0041]
d)在使用过程中，采用半干法喷补，喷补过程中通过气动输送喷补料干粉与水混合，直接喷补在耐材热态表面，按质量百分比，加水量为喷补料质量的10
‑
15％。
[0042]
对实施例1
‑
3制备的快烧型无磷低硅喷补料采用x射线荧光分析仪分别进行化学成分检测，其检测结果如表1所示。
[0043]
表1
[0044][0045]
表1中，x射线荧光分析仪检测的p2o5显示结果是tr，表示是微量：即低于目前检出方法的检出限或未检出，正常就按没有次成分核算，所以上表含量我直接写的是0。烧失量指一些有机的塑性结合剂或添加剂，烧成后直接挥发，所得的重量损失。
[0046]
由表1检测结果可知，本发明的快烧型无磷低硅喷补料中磷的含量为微量，基本可以忽略不计。
[0047]
进一步地，对实施例1
‑
3制备的快烧型无磷低硅喷补料进行烧结时间、粘接强度、附着率实验，其实验结果如表2所示。
[0048]
表2
[0049][0050]
由表2可知，本发明的快烧型无磷低硅喷补料与现有技术相比，无磷成分引入，且二氧化硅成分很低，不会对冶炼的钢水造成污染，保证钢水冶炼的纯净度，可低温快速烧结，保证喷补附着率及烧结性能，且更具耐侵蚀性。
[0051]
本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形，均落入本发明的保护范围之内。