本發(fā)明屬于不定型耐火材料
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及到一種轉(zhuǎn)爐大面自流修補(bǔ)料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：鎂碳磚作為一種常見的定型耐火材料，在煉鋼廠轉(zhuǎn)爐工作襯、鋼包渣線等部位的砌筑工藝中廣泛應(yīng)用，其具有優(yōu)良的抗渣侵蝕性、熔渣滲透性、熱震穩(wěn)定性和導(dǎo)熱性。各大煉鋼廠每年都會產(chǎn)生大量的廢舊鎂碳磚，這種廢鎂碳磚經(jīng)過精選之后，剝掉燒結(jié)層，具有較低的雜質(zhì)含量，其中通常MgO含量在60～70％，C含量在10～20％，是一種非常優(yōu)質(zhì)的耐火材料二次資源。煉鋼轉(zhuǎn)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(xué)侵蝕，而且還會受到鋼水的強(qiáng)力沖刷和廢鋼材的撞擊。這些不利條件均會加快轉(zhuǎn)爐大面的爐襯材料的超前損毀，進(jìn)而影響煉鋼的正常生產(chǎn)。為了解決這一情況，通常采用瀝青和焦油結(jié)合鎂質(zhì)耐火材料作為轉(zhuǎn)爐大面的修補(bǔ)材料，但是該種材料在生產(chǎn)過程中需要熬制瀝青，并且需要在熱態(tài)下進(jìn)行混煉，生產(chǎn)工藝復(fù)雜，冷卻后會結(jié)成塊狀，在轉(zhuǎn)爐的大面修補(bǔ)過程中由于受熱面積限制，導(dǎo)致燒結(jié)時間過長，且由于受熱較慢，影響修補(bǔ)料的流動性，在目前生產(chǎn)節(jié)奏緊湊的煉鋼工藝條件下很難滿足使用要求，對于延長轉(zhuǎn)爐爐襯壽命效果不明顯。另外有些鋼廠采用利用水結(jié)合的轉(zhuǎn)爐大面修補(bǔ)料，水系結(jié)合的修補(bǔ)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(qiáng)度以及附著燒結(jié)強(qiáng)度較低。技術(shù)實現(xiàn)要素：針對上述技術(shù)問題，為了提高轉(zhuǎn)爐大面修補(bǔ)料的使用壽命以及施工便捷性，降低生產(chǎn)成本，本發(fā)明提供一種利用廢鎂碳磚制備的轉(zhuǎn)爐大面自流修補(bǔ)料及其制備方法。本發(fā)明提供一種轉(zhuǎn)爐大面自流修補(bǔ)料，其原料包括：按重量份數(shù)計，5～10mm的廢鎂碳磚30～35份、1～5mm的廢鎂碳磚30～35份、燒結(jié)鎂粉15～20份、結(jié)合劑15～20份。其中，上述轉(zhuǎn)爐大面自流修補(bǔ)料中，還包括占廢鎂碳磚、燒結(jié)鎂粉、結(jié)合劑總重量1～3wt％的柴油；優(yōu)選的，所述柴油為0#柴油。其中，上述轉(zhuǎn)爐大面自流修補(bǔ)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(zhuǎn)爐大面自流修補(bǔ)料中，所述的燒結(jié)鎂粉中MgO含量≥90wt％，粒度為過180目篩。其中，上述轉(zhuǎn)爐大面自流修補(bǔ)料中，所述的結(jié)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(nèi)酰胺2％～4％、粉狀酚醛樹脂3％～8％。本發(fā)明還提供一種上述轉(zhuǎn)爐大面自流修補(bǔ)料用結(jié)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(nèi)酰胺2％～4％、粉狀酚醛樹脂3％～8％。其中，上述轉(zhuǎn)爐大面自流修補(bǔ)料用結(jié)合劑中，所述瀝青為一級中溫改質(zhì)瀝青。其中，上述轉(zhuǎn)爐大面自流修補(bǔ)料用結(jié)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(jié)焦值≥54％，灰分≤0.3％，水分≤5％，粒度≤1mm。其中，上述轉(zhuǎn)爐大面自流修補(bǔ)料用結(jié)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(zhuǎn)爐大面自流修補(bǔ)料用結(jié)合劑中，所述的金屬鋁粉的Al含量≥98wt％，粒度≤1mm。其中，上述轉(zhuǎn)爐大面自流修補(bǔ)料專用結(jié)合劑中，所述的己內(nèi)酰胺技術(shù)指標(biāo)執(zhí)行國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T13254-2008；粉狀酚醛樹脂技術(shù)指標(biāo)執(zhí)行國家標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明還提供了一種上述轉(zhuǎn)爐大面自流修補(bǔ)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(jìn)行精選，去除雜質(zhì)并剝掉表層的燒結(jié)層，再破碎、篩分成粒度為1～5mm和5～10mm的廢鎂碳磚；b、制備結(jié)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(nèi)酰胺、3～8％的粉狀酚醛樹脂混勻，制得結(jié)合劑；c、轉(zhuǎn)爐大面自流修補(bǔ)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(jié)鎂粉、結(jié)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(jié)鎂粉和15～20份結(jié)合劑，攪拌混勻，制得轉(zhuǎn)爐大面自流修補(bǔ)料。其中，上述轉(zhuǎn)爐大面自流修補(bǔ)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(fā)明的有益效果為：本發(fā)明利用廢鎂碳磚制備轉(zhuǎn)爐大面自流修補(bǔ)料，將原廢棄的鎂碳磚得到了充分利用，制備的轉(zhuǎn)爐大面自流修補(bǔ)料具有良好的流動性能以及高溫強(qiáng)度，而且具有燒結(jié)時間短、使用便捷、生產(chǎn)成本低等性能，不僅能夠滿足產(chǎn)品質(zhì)量要求，還降低了生產(chǎn)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(fā)明提供了一種轉(zhuǎn)爐大面自流修補(bǔ)料，其原料包括：按重量份數(shù)計，5～10mm的廢鎂碳磚30～35份、1～5mm的廢鎂碳磚30～35份、燒結(jié)鎂粉15～20份、結(jié)合劑15～20份。其中，上述轉(zhuǎn)爐大面自流修補(bǔ)料中，還包括占廢鎂碳磚、燒結(jié)鎂粉、結(jié)合劑總重量1～3wt％的柴油；優(yōu)選的，所述柴油為0#柴油。其中，上述轉(zhuǎn)爐大面自流修補(bǔ)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(zhuǎn)爐大面自流修補(bǔ)料中，所述的燒結(jié)鎂粉中MgO含量≥90wt％，粒度過180目篩。其中，上述轉(zhuǎn)爐大面自流修補(bǔ)料中，所述的結(jié)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(nèi)酰胺2％～4％、粉狀酚醛樹脂3％～8％。本發(fā)明中選用廢鎂碳磚制備轉(zhuǎn)爐大面自流修補(bǔ)料，原材料廢鎂碳磚成分與轉(zhuǎn)爐爐襯耐火磚近似，具有優(yōu)良的抗渣侵蝕性、熔渣滲透性、熱震穩(wěn)定性和導(dǎo)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(wěn)定性，而且在高溫下能夠與結(jié)合劑中的各種成分發(fā)生有效的物化反應(yīng)，大大提高修補(bǔ)料的各項性能；再配合使用燒結(jié)鎂粉，為修補(bǔ)料提供了高耐火度的粉狀基質(zhì)，并調(diào)節(jié)了修補(bǔ)料的粒級搭配，使得修補(bǔ)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(bǔ)料內(nèi)部充分燒結(jié)，提高燒結(jié)效率。本發(fā)明還提供一種上述轉(zhuǎn)爐大面自流修補(bǔ)料用結(jié)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(nèi)酰胺2％～4％、粉狀酚醛樹脂3％～8％。其中，上述轉(zhuǎn)爐大面自流修補(bǔ)料用結(jié)合劑中，所述瀝青為一級中溫改質(zhì)瀝青。其中，上述轉(zhuǎn)爐大面自流修補(bǔ)料用結(jié)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(jié)焦值≥54％，灰分≤0.3％，水分≤5％，粒度≤1mm。其中，上述轉(zhuǎn)爐大面自流修補(bǔ)料用結(jié)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(zhuǎn)爐大面自流修補(bǔ)料用結(jié)合劑中，所述的金屬鋁粉的Al含量≥98wt％，粒度≤1mm。其中，上述轉(zhuǎn)爐大面自流修補(bǔ)料用結(jié)合劑中，所述的己內(nèi)酰胺技術(shù)指標(biāo)執(zhí)行國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T13254-2008；粉狀酚醛樹脂技術(shù)指標(biāo)執(zhí)行國家標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明在制備轉(zhuǎn)爐大面自流修補(bǔ)料時，選用了專門的結(jié)合劑，選用一級中溫改質(zhì)瀝青，使得轉(zhuǎn)爐大面自流補(bǔ)爐料在高溫下具有良好的自流性能，并且瀝青在補(bǔ)爐料燒結(jié)過程中配合粉狀酚醛樹脂形成均勻交錯的碳網(wǎng)結(jié)構(gòu)，兼顧了修補(bǔ)料的流動性能和燒結(jié)強(qiáng)度；此外，一級中溫改質(zhì)瀝青雜質(zhì)含量低，結(jié)合劑生產(chǎn)完成后不會因溫度過高出現(xiàn)軟化而導(dǎo)致結(jié)合劑粘結(jié)失效。結(jié)合劑中還加入了一定量的氧化鐵粉，促進(jìn)了修補(bǔ)料在高溫下的燒結(jié)，提升其高溫強(qiáng)度。結(jié)合劑中的金屬鋁粉使得Al和C在高溫下反應(yīng)生成Al4C3晶須，能夠起到纖維增強(qiáng)的作用，使得修補(bǔ)料的強(qiáng)度大大提高。己內(nèi)酰胺在結(jié)合劑體系中屬于助流動劑，它的加入能夠大大提高修補(bǔ)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(fā)明專用的結(jié)合劑，該結(jié)合劑的應(yīng)用能夠明顯提高修補(bǔ)料的施工流動性和燒結(jié)強(qiáng)度，制備的修補(bǔ)料在使用過程中方便快捷，具有更高的壽命。本發(fā)明還提供了一種上述轉(zhuǎn)爐大面自流修補(bǔ)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(zhì)，并剝離燒結(jié)層，控制廢鎂碳磚MgO含量60％～70％、C含量10％～20％，通過破碎、篩選設(shè)備將廢鎂碳磚粒度加工到1～5mm和5～10mm備用；b、制備結(jié)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(nèi)酰胺、3～8％的粉狀酚醛樹脂放入攪拌機(jī)中混勻5min以上，制得結(jié)合劑；c、轉(zhuǎn)爐大面自流修補(bǔ)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(jié)鎂粉、結(jié)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(jié)鎂粉和15～20份結(jié)合劑，攪拌混勻，制得轉(zhuǎn)爐大面自流修補(bǔ)料。其中，上述轉(zhuǎn)爐大面自流修補(bǔ)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(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述，但并不因此將本發(fā)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(jié)鎂粉、柴油等原料均由市場購得；結(jié)合劑自行生產(chǎn)得到，并由下述重量百分比的組分組成：一級中溫改質(zhì)瀝青78～90％、氧化鐵粉3～6％、金屬鋁粉2～4％、己內(nèi)酰胺2～4％、粉狀酚醛樹脂3～8％。實施例1實施例1中轉(zhuǎn)爐大面自流修補(bǔ)料生產(chǎn)配方如下：轉(zhuǎn)爐大面自流修補(bǔ)料用結(jié)合劑生產(chǎn)配方見表1：表1實施例1轉(zhuǎn)爐大面自流修補(bǔ)料用結(jié)合劑生產(chǎn)配方原材料名稱配比/％一級中溫改質(zhì)瀝青78氧化鐵粉6金屬鋁粉4己內(nèi)酰胺4粉狀酚醛樹脂8轉(zhuǎn)爐大面自流修補(bǔ)料生產(chǎn)配方見表2表2實施例1轉(zhuǎn)爐大面自流修補(bǔ)料生產(chǎn)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(jié)鎂粉20粒度-180目結(jié)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(jìn)行精選，去除雜質(zhì)并剝掉表層的燒結(jié)層，再破碎、篩分成粒度為1～5mm和5～10mm的廢鎂碳磚；b、制備結(jié)合劑將表1的原料按配比稱取，混勻，制得結(jié)合劑；c、轉(zhuǎn)爐大面自流修補(bǔ)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(jié)鎂粉和結(jié)合劑，攪拌混勻，制得轉(zhuǎn)爐大面自流修補(bǔ)料。將實施例1制備得到的轉(zhuǎn)爐大面自流修補(bǔ)料于某煉鋼廠220t煉鋼轉(zhuǎn)爐爐襯維護(hù)中使用，使用過程中按照煉鋼轉(zhuǎn)爐爐襯熔損程度向煉鋼轉(zhuǎn)爐大面(迎鐵面)投放修補(bǔ)料1～2噸，投放后進(jìn)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(zhuǎn)爐搖至一定的傾角，使得修補(bǔ)料盡可能的處于水平位置，在投補(bǔ)操作過程中，修補(bǔ)料能夠迅速軟化并自然流平，修補(bǔ)料自然流平后向修補(bǔ)位置進(jìn)行吹氧操作輔助修補(bǔ)料燒結(jié)，吹氧時間5～10min，吹氧結(jié)束后平均20min能夠完成燒結(jié)，燒結(jié)過程中煙塵小，燒結(jié)時間短，整個修補(bǔ)過程基本能夠控制在30min以內(nèi)，一次修補(bǔ)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(bǔ)料相比，使用壽命能夠提高15次以上，平均燒結(jié)時間也能夠降低10min左右，且使用過程中未出現(xiàn)因燒結(jié)不完全導(dǎo)致的掉料等現(xiàn)象。實施例2實施例2中轉(zhuǎn)爐大面自流修補(bǔ)料生產(chǎn)配方如下：轉(zhuǎn)爐大面自流修補(bǔ)料用結(jié)合劑生產(chǎn)配方見表3：表3實施例2轉(zhuǎn)爐大面自流修補(bǔ)料用結(jié)合劑生產(chǎn)配方原材料名稱配比/％一級中溫改質(zhì)瀝青90氧化鐵粉3金屬鋁粉2己內(nèi)酰胺2粉狀酚醛樹脂3轉(zhuǎn)爐大面自流修補(bǔ)料生產(chǎn)配方見表4表4實施例2轉(zhuǎn)爐大面自流修補(bǔ)料生產(chǎn)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(jié)鎂粉15粒度-180目結(jié)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(jìn)行精選，去除雜質(zhì)并剝掉表層的燒結(jié)層，再破碎、篩分成粒度為1～5mm和5～10mm的廢鎂碳磚；b、制備結(jié)合劑將表3的原料按配比稱取，混勻，制得結(jié)合劑；c、轉(zhuǎn)爐大面自流修補(bǔ)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(jié)鎂粉和結(jié)合劑，攪拌混勻，制得轉(zhuǎn)爐大面自流修補(bǔ)料。將實施例2制備得到的轉(zhuǎn)爐大面自流修補(bǔ)料于某煉鋼廠220t提釩轉(zhuǎn)爐爐襯維護(hù)中使用，使用過程中按照提釩轉(zhuǎn)爐爐襯熔損程度向煉鋼轉(zhuǎn)爐大面(迎鐵面)投放修補(bǔ)料1～2噸，投放后進(jìn)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(zhuǎn)爐搖至一定的傾角，使得修補(bǔ)料盡可能的處于水平位置，在投補(bǔ)操作過程中，修補(bǔ)料能夠迅速軟化并自然流平，修補(bǔ)料自然流平后向修補(bǔ)位置進(jìn)行吹氧操作輔助修補(bǔ)料燒結(jié)，吹氧時間5～10min，吹氧結(jié)束后平均25min能夠完成燒結(jié)，燒結(jié)過程中煙塵小，燒結(jié)時間短，整個修補(bǔ)過程基本能夠控制在40min以內(nèi)，一次修補(bǔ)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(bǔ)料相比，使用壽命能夠提高20次以上，平均燒結(jié)時間也能夠降低15min左右，且使用過程中未出現(xiàn)因燒結(jié)不完全導(dǎo)致的掉料等現(xiàn)象。綜上所述，本發(fā)明所提供的轉(zhuǎn)爐大面自流修補(bǔ)料是利用回收的廢鎂碳磚資源為主要原材料生產(chǎn)的一種優(yōu)質(zhì)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(jié)強(qiáng)度，且燒結(jié)過程中產(chǎn)生的煙塵小，燒結(jié)時間短，使用壽命長。本發(fā)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(jié)合劑，其不僅能夠很好的匹配轉(zhuǎn)爐爐襯材料，在修補(bǔ)過程中與爐襯完全融合，使用時不易脫落，且修補(bǔ)料中的成分完全融入爐襯中，在后續(xù)使用過程中無殘留，不會引入雜質(zhì)；并且，能夠大大降低轉(zhuǎn)爐大面修補(bǔ)料的生產(chǎn)成本，符合國家綠色、循環(huán)經(jīng)濟(jì)的政策，應(yīng)用前景廣闊。當(dāng)前第1頁1 2 3