專利名稱：：耐火性維護(hù)材料原料及其制造方法和維護(hù)材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及煉鐵、煉鋼用設(shè)備的耐火性維護(hù)材料原料及其制造方法和維護(hù)材料，更具體地說，本發(fā)明提供一種用于維護(hù)在煉鐵、煉鋼中使用的鐵水包(ladle)、中間包(tundish)等各種設(shè)備內(nèi)部的、耐火性維護(hù)材料的原料制造方法、及通過該方法制造的原料和包括該原料的維護(hù)材料組成物。
背景技術(shù)：
：電爐、電磁爐等各種煉爐，在容器形狀的金屬爐殼或構(gòu)架內(nèi)部具有耐火性物，除了一旦啟動直至重新鑄造為止不滅的高爐以外，處理一定量的鋼水后，為保護(hù)上述耐火物或?yàn)榫S護(hù)損傷的部位，對爐內(nèi)部定期進(jìn)行維護(hù)。爐內(nèi)填充150(TC以上的鋼水，會發(fā)生脫碳反應(yīng)、脫酸反應(yīng)等各種化學(xué)反應(yīng)，與上述鋼水接觸的爐壁因鋼水引起的侵蝕作用而會損傷，如果不進(jìn)行適當(dāng)維護(hù)，會導(dǎo)致整個(gè)煉爐破損等事故發(fā)生。如上所述的與鋼水接觸的爐壁通常由耐火磚鑄造而成，這樣的耐火磚須至少在150(TC以上高溫中不燃化、充分維持其強(qiáng)度，且可經(jīng)受得住化學(xué)作用等。艮P，耐火磚要具備耐火度高，強(qiáng)度或熱沖擊阻力大、對化學(xué)侵蝕較強(qiáng)等條件。維護(hù)由滿足此類條件的耐火磚構(gòu)成的爐壁，根據(jù)侵蝕、損傷程度可分為再鑄造和部分維護(hù)兩種。再鑄造是在部分部位的損傷程度非常嚴(yán)重，只通過表面維護(hù)不能使損傷部位恢復(fù)正常狀態(tài)時(shí)，去除其損傷部位后用新的耐火磚重新鑄造或耐火磚已到臨界壽命，需要全面維護(hù)時(shí)進(jìn)行的維護(hù)；部分維護(hù)是在僅有爐壁的表面部位損傷或只通過維護(hù)就能使?fàn)t壁正?；瘯r(shí)實(shí)施的維護(hù)。特別是在上述部分維護(hù)的情況下，在爐被加熱的熱狀態(tài)下實(shí)施維護(hù)。這樣進(jìn)行熱維護(hù)的因?yàn)樵谟?，將操作中的煉爐完全冷卻時(shí)，維護(hù)后再加熱需要耗費(fèi)較大能量及時(shí)間。如上所述，爐壁維護(hù)的兩種情況中，部分或全面再鑄造由于使用新的耐火磚重新鑄造爐壁，因而再鑄造后不會有其他問題發(fā)生。但是部分維護(hù)的情況下，因?yàn)樵跓釥顟B(tài)下將耐火材料噴射而散布到爐壁上，因而如果損傷的原爐壁和覆蓋的維護(hù)層之間的結(jié)合力不充分，則鋼水會使上述維護(hù)層容易脫落，致使維護(hù)前損傷的部位進(jìn)而急劇損傷，甚至?xí)?dǎo)致爐壁破損。另外，通過噴射方式進(jìn)行的爐壁的維護(hù)，不僅起到使損傷的爐壁恢復(fù)正常的作用，而且除上述損傷的爐壁的維護(hù)以外，為了防止高溫鋼水引起的正常爐壁的損傷或侵蝕等問題而定期進(jìn)行維護(hù)，以在爐壁表面形成爐壁保護(hù)用涂層以起到延長爐壁壽命的作用。如上所述，為延長正?；驌p傷的各種爐壁的壽命而在熱狀態(tài)下實(shí)施的噴射方式的部分維護(hù)中使用的噴涂材料，為使用噴槍與高壓水混合而噴射到爐壁以粘結(jié)在爐壁上的耐火材料，不僅要求與形成爐壁的耐火磚具有較好的粘結(jié)性、耐腐蝕性，還要求噴射后不發(fā)生爆裂或剝離，且養(yǎng)護(hù)時(shí)間要短。作為上述噴涂材料以往常用的是硅膠類無機(jī)粘結(jié)劑，但隨著為提高鋼質(zhì)量而煉爐的操作條件日趨嚴(yán)格，導(dǎo)致硅膠類無機(jī)粘結(jié)劑效果降低。近來，開發(fā)出在氧化鎂(MgO)或白云石添加高溶解性粘結(jié)劑的噴涂材料，可是其具有耐腐蝕性和附著性低的缺點(diǎn)。艮P，上述由氧化鎂或白云石類構(gòu)成的噴涂材料，因燒結(jié)性不足，通過熱噴射附著到爐壁時(shí)，水分迅速蒸發(fā)，導(dǎo)致其與爐壁的附著力降低。此外，上述噴涂材料的附著性受爐壁的溫度影響較大，通常在800。C以上的溫度中實(shí)施噴射，因此與噴涂材料一起噴射的水迅速蒸發(fā)而產(chǎn)生的高蒸汽壓導(dǎo)致噴涂材料不能附著在爐壁表面，其脫落的概率較大。另外，上述蒸汽壓的反作用力會導(dǎo)致附著在爐壁上的噴涂材料的狀態(tài)不穩(wěn)定，施工后投入廢鐵等產(chǎn)生的沖擊或鋼水渦流而使其易脫落。艮口，熱噴射時(shí)，附著強(qiáng)度低的噴涂材料因爐壁的熱量而燒結(jié)，在與爐壁表面形成強(qiáng)爐瓦結(jié)合之前處于易損傷狀態(tài)，因此要求燒結(jié)迅速，一般常用的氧化鎂或白云石為主原料的噴涂材料因其燒結(jié)時(shí)間較長，在施工后初期脫落概率較高，具有降低爐壁保護(hù)效率的缺點(diǎn)。另外，為解決上述以氧化鎂或白云石為主原料的噴涂材料的缺點(diǎn)，開發(fā)出碳系噴涂材料，其噴射后因爐熱使結(jié)合劑碳化，以產(chǎn)生耐腐蝕性及粘結(jié)強(qiáng)度優(yōu)良的碳鍵，但為了產(chǎn)生碳鍵而使用的樹脂或柏油等施工時(shí)難以與水分混合，碳化后附著到爐壁的時(shí)間即養(yǎng)護(hù)時(shí)間變長，且易被氧化的缺點(diǎn)。另外，用于煉鐵、煉鋼用各種設(shè)備中的以往的鎂橄欖石(forsterite)系不定型維護(hù)材料，將天然橄欖石、橄欖石、蛇紋石、滑石等MgO-Si02系原料不燒結(jié)或燒結(jié)而使用，但是含有較多Fe203等雜質(zhì)，不能從原料中整體上形成鎂橄欖石結(jié)晶相，其致密性較低，與普通氧化鎂系不定型維護(hù)材料相比，耐腐蝕性較弱，難以應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明針對以上問題，提供一種以鎂橄欖石為主礦物相的維護(hù)材料原料的制造方法、及利用通過該方法制造得到的原料的煉鐵、煉鋼設(shè)備維護(hù)材料。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種不使用天然鎂橄欖石系礦物，將需要的材料進(jìn)行組合并合成，以使其理論上具有鎂橄欖石礦物相，制造煉鐵、煉鋼設(shè)備的維護(hù)材料原料的方法。在本發(fā)明中提供一種煉鐵或煉鋼用設(shè)備維護(hù)材料原料的制造方法，包括對含有(A)選自由菱鎂礦、輕燒氧化鎂和煅燒氧化鎂組成的組的一種以上，以及選自下述(B)和(C)的一種以上的礦物進(jìn)行煅燒或熔融的步驟。在這里，作為煅燒氧化鎂可列舉僵燒氧化鎂(DeadBurnedMagnesia:DBM)等，上述(B)是選自由橄欖石、蛇紋石、滑石、輝石組成的組的一種以上的礦物，(C)是選自由硅石和硅砂組成的組的一種以上的礦物。上述方法中，利用煅燒工序的煉鐵或煉鋼用設(shè)備的維護(hù)材料原料的制造方法，包括下述步驟對含有(A)選自由菱鎂礦、輕燒氧化鎂和煅燒氧化鎂組成的組的一種以上，以及選自上述(B)和(C)的一種以上的礦物進(jìn)行粉碎及混合的步驟將上述混合及粉碎物成形、干燥的步驟；以及對上述干燥的成形物進(jìn)行煅燒的步驟。另外，上述方法中，使用熔融工序的煉鐵或煉鋼用設(shè)備的維護(hù)材料原料的制造方法，包括下述步驟對含有(A)選自由菱鎂礦、輕燒氧化鎂和煅燒氧化鎂組成的組的一種以上，以及選自上述(B)和(C)的一種以上的礦物進(jìn)行粉碎及混合的步驟以及熔融上述混合及粉碎物的步驟。在上述粉碎及混合的步驟中，可以粉碎后混合，或混合后粉碎，以使制造出的原料的最終氧化鎂含量成為5080重量％，優(yōu)選成為6070重量％。上述制造出的維護(hù)材料原料以鎂橄欖石為主礦物相，以方鎂石(periclase)為副礦石相。具體地說，為制造本發(fā)明維護(hù)材料原料粉碎上述原材料時(shí)，在利用煅燒工序的情況下優(yōu)選的是進(jìn)行微粉粉碎；在利用熔融工序的情況下可以僅進(jìn)行粗碎程度(粒徑10mm以下)的粉碎。然后，對上述原材料計(jì)量后，在混煉機(jī)中以添加水分而避免產(chǎn)生分布不均的方式混煉20分鐘以上，以使最終維護(hù)材料原料中的氧化鎂含量成為5080重量％，優(yōu)選成為6070重量％。此后，在利用煅燒工序的情況下，使用成形機(jī)將充分混煉的混煉物以球狀或磚頭狀成形后進(jìn)行干燥。為去除水分干燥溫度在11(TC以上，進(jìn)行10小時(shí)以上干燥。將被干燥的球狀或磚頭狀的成形體裝入煅燒爐，以150(TC以上，優(yōu)選的是15001800。C的溫度維持3小時(shí)以上，使其形成致密的煅燒體和鎂橄欖石礦物相。另一方面，在利用熔融工序的情況下，將上述充分混煉后的混煉物放入電熔爐里進(jìn)行熔融后，用自然干燥的方法進(jìn)行冷卻?？蓪⑷廴诤蟮匿撳V(ingot)粉碎或切斷成必要的大小，用作維護(hù)材料原料。熔融溫度因混合物的組成而有差異，大約以18502200。C進(jìn)行熔融。另外，本發(fā)明提供通過上述制造方法制造出的爐壁維護(hù)材料原料。此外，本發(fā)明還提供包括上述爐壁維護(hù)材料原料以及選擇性地追加的氧化鎂而構(gòu)成的煉鐵或煉鋼設(shè)備的維護(hù)材料。上述維護(hù)材料還可以包括硅酸系粘結(jié)劑或磷酸系粘結(jié)劑。制造維護(hù)材料時(shí)，將上述煅燒而制造的維護(hù)材料原料粉碎，與氧化鎂或粘合劑混合。上述煉鐵或煉鋼用設(shè)備可列舉電氣爐、電爐、鐵水包、RH(RheinstahlHeraeus)浸漬管或中間包等，但不限于此，可用于因高溫鋼水等而需要維護(hù)的任一設(shè)備。上述維護(hù)材料能夠以噴涂材料或涂敷材料等可容易附著在上述設(shè)備內(nèi)壁等的形態(tài)適用。發(fā)明效果本發(fā)明的利用鎂橄欖石系原料合成方法制造出的原料制成的不定型維護(hù)材料，其燒結(jié)性和耐腐蝕性優(yōu)良，可以提高煉鋼、煉鐵耐火物內(nèi)裝材料的壽命。具體實(shí)施例方式如上所述，本發(fā)明是一種合成制造煉鐵、煉鋼用設(shè)備的維護(hù)材料原料的方法，作為氧化鎂(MgO)源、氧化硅(Si02)源利用菱鎂礦(MgC03)、輕燒(lightburned)氧化鎂、煅燒氧化鎂、橄欖石、蛇紋石、輝石、硅石和硅砂等組合成理論上形成鎂橄欖石礦物相的氧化鎂含量為5080重量％，優(yōu)選的是6070重量％的組合物，進(jìn)行粉碎、高溫煅燒或熔融以合成制造維護(hù)材料原料。使用通過上述制造方法制造出的合成原料的不定型維護(hù)材料，與以往使用MgO-Si02系材料的不定型維護(hù)材料相比耐腐蝕性優(yōu)良，與普通氧化鎂系不定型維護(hù)材料相比燒結(jié)性和耐腐蝕性優(yōu)良，可以制造延長耐火材料內(nèi)裝材料的壽命的產(chǎn)品。如表1所示，以往的橄欖石系原料熔點(diǎn)低，如用于煉鐵、煉鋼操作溫度15501700'C左右的溫度，會增加侵蝕，因此通過合成鎂橄欖石系原料，來提高其耐腐蝕性。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>通過下述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。下述實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明，本發(fā)明的內(nèi)容不限于實(shí)施例。首先，用于制造本發(fā)明維護(hù)材料的原料的原材料的化學(xué)成分如下表2所示。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>*L.O.I:燒失量(LossofIgnition)在下述表3表示現(xiàn)有例、實(shí)施例、比較例的原材料的組合比?，F(xiàn)有例是以往用于維護(hù)材料的原材料，比較例中把最終氧化鎂的含量調(diào)整為本發(fā)明范圍以外。將表3的原材料組合后進(jìn)行微粉碎以成形為230X114X65mm大小，放入試驗(yàn)用干燥爐以110°C干燥24小時(shí)后，放入梭式窯(ShuttleKiln)以150(TC煅燒3小時(shí)。被合成的原料的物性結(jié)果如表3所示。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>*DBM(DeadBurnedMagnesia):麟氧化鎂林L.O.I(LossofIgnition):燒失量表4表示將合成的原料用作電氣爐維護(hù)用噴涂材料而制造的例子，還同時(shí)表示將其比較的結(jié)果。表4<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>*DBM(DeadBurnedMagnesia):僵燒氧化鎂上述表4中，壓縮強(qiáng)度和殘留線膨脹變化率分別依據(jù)KSL3503及KSL3117進(jìn)行試驗(yàn)、計(jì)算，粘結(jié)強(qiáng)度是在煉鋼爐爐壁用耐火磚表面涂敷5mm厚度的上述各組成物，以135(TC煅燒、附著后，將lKg鋼球從50cm高度空向其表面墜落10次，觀察煅燒表面發(fā)生的裂紋，將發(fā)生完整的裂紋的情況標(biāo)記為"X"，開始有裂紋的情況標(biāo)記為"〇"，沒有裂紋或僅在鋼球墜落點(diǎn)有微細(xì)裂紋的情況標(biāo)記為"◎"。如表4所示，在使用通過本發(fā)明制造的合成原料的電氣爐噴涂材料耐火材料中表示附著強(qiáng)度和耐腐蝕性優(yōu)良的特性。權(quán)利要求1.一種煉鐵或煉鋼用設(shè)備維護(hù)材料原料的制造方法，其特征在于，包括對含有(A)選自由菱鎂礦、輕燒氧化鎂和煅燒氧化鎂組成的組的一種以上，以及選自下述(B)和(C)的一種以上的礦物進(jìn)行煅燒或熔融的步驟(B)選自由橄欖石、蛇紋石、滑石及輝石組成的組的一種以上的礦物；(C)選自由硅石和硅砂組成的組的一種以上的礦物。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的煉鐵或煉鋼用設(shè)備維護(hù)材料原料的制造方法，其特征在于，包括對含有(A)選自由菱鎂礦、輕燒氧化鎂和煅燒氧化鎂組成的組的一種以上，以及選自所述(B)和(C)的一種以上的礦物進(jìn)行粉碎及混合的步驟將所述混合及粉碎物成形、干燥的步驟；以及對所述干燥的成形物進(jìn)行煅燒的步驟。3.根據(jù)權(quán)利要求l所述的煉鐵或煉鋼用設(shè)備維護(hù)材料原料的制造方法，其特征在于，包括對含有(A)選自由菱鎂礦、輕燒氧化鎂和煅燒氧化鎂組成的組的一種以上，以及選自所述(B)和(C)的一種以上礦物進(jìn)行粉碎及混合的步驟以及熔融所述混合及粉碎物的步驟。4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的煉鐵或煉鋼用設(shè)備維護(hù)材料原料的制造方法，其特征在于，在所述粉碎及混合的步驟中，對材料進(jìn)行計(jì)量，以使制造出的原料的最終氧化鎂含量為5080重量％。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的煉鐵或煉鋼用設(shè)備維護(hù)材料原料的制造方法，其特征在于，在所述粉碎及混合的步驟中，對材料進(jìn)行計(jì)量，以使制造出的原料的最終氧化鎂含量為6070重量％。6.根據(jù)權(quán)利要求l所述的煉鐵或煉鋼用設(shè)備維護(hù)材料原料的制造方法，其特征在于，所述制造出的維護(hù)材料原料以鎂橄欖石為主礦物相，以方鎂石為副礦石相。7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的煉鐵或煉鋼用設(shè)備維護(hù)材料原料的制造方法，其特征在于，所述煅燒在1500180(TC溫度下進(jìn)行。8.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的煉鐵或煉鋼用設(shè)備維護(hù)材料原料的制造方法，其特征在于，所述熔融在1850220(TC溫度下進(jìn)行。9.一種煉鐵或煉鋼用設(shè)備的維護(hù)材料原料，其通過權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的煉鐵或煉鋼用設(shè)備維護(hù)材料原料制造方法制造。10.—種煉鐵或煉鋼用設(shè)備的維護(hù)材料，其包括權(quán)利要求9所述的維護(hù)材料原料以及選擇性地追加的氧化鎂。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的煉鐵或煉鋼用設(shè)備的維護(hù)材料，其特征在于，所述維護(hù)材料還包括硅酸系粘結(jié)劑或磷酸系粘結(jié)劑。12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的煉鐵或煉鋼用設(shè)備的維護(hù)材料，其特征在于，所述煉鐵或煉鋼用設(shè)備為選自由電氣爐、電爐、鐵水包、RH浸漬管、中間包組成的組的任一種設(shè)備。13.根據(jù)權(quán)利要求IO所述的煉鐵或煉鋼用設(shè)備的維護(hù)材料，其特征在于，所述維護(hù)材料為噴涂材料或涂敷材料。全文摘要本發(fā)明提供一種燒結(jié)特性及耐腐蝕性優(yōu)良的煉鐵、煉鋼設(shè)備的耐火性維護(hù)材料原料及其制造方法和維護(hù)材料。將含有氧化鎂(MgO)源和氧化硅(SiO₂)源的原料粉末化后，進(jìn)行組合以使維護(hù)材料原料的氧化鎂(MgO)含量成為50～80重量％，通過混煉、高溫煅燒或熔融等方式合成原料，利用該合成原料提供一種對目標(biāo)物附著強(qiáng)度、耐腐蝕性及燒結(jié)性優(yōu)良的用于保護(hù)煉鐵、煉鋼用設(shè)備的不定型維護(hù)材料。文檔編號C04B35/66GK101434491SQ20081017449公開日2009年5月20日申請日期2008年11月7日優(yōu)先權(quán)日2008年8月29日發(fā)明者孫達(dá)鎬申請人:元進(jìn)國際有限公司