钢包修补料及其制备和使用方法与流程

1.本发明涉及炼钢与耐火材料技术领域，具体涉及一种钢包修补料及其制备和使用方法。


背景技术：

2.钢包是炼钢工艺所需重要设备之一，用于盛装钢水，并且在钢包中还能对钢水进行精炼等工艺处理。提高钢包的使用寿命，有利于提高钢厂的生产效益、降低能耗、节约资源以及减少环境污染，因此，钢包用耐火材料越来越向长寿化方向发展。然而，钢包在使用过程中，包衬的不同部位因所处工况各不相同，不可避免的出现局部较为严重的熔损。为了避免包衬因局部损坏而导致整个工作衬的更换，延长钢包工作衬的使用寿命，就需用修补料对钢包工作衬进行修补。
3.虽然国内对铝镁、镁铬质钢包修补料均有报道，但在实际使用过程中，钢包修补料一般施工性能较差，有的附着性能不稳定，易整体下滑，且反弹率高；有的烘烤后局部易脱落；有的修补料含水量较高，施工、养护及烘烤周期长。这些均对修补料和修补料后钢包衬的使用效果不利，也降低了钢包的检修运转效率。
4.基于上述情况，本发明提出了一种钢包修补料及其制备和使用方法，可有效解决以上问题。


技术实现要素：

5.针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种钢包修补料及其制备和使用方法。
6.为解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案实现：
7.一方面，本发明提供一种钢包修补料，所述钢包修补料原料包括基材和添加剂，所述基材原料组成按重量百分比包括：烧结刚玉颗粒及细粉43-58％、电熔镁砂颗粒12-24％、六铝酸钙颗粒5-15％、氧化镁微粉2-4％、硅微粉1-4％、氧化铝微粉0-2％、预合成活性刚玉-尖晶石微粉3-6％、软质粘土细粉2-6％、金属铝粉0-3％、铝酸钙水泥1-4％和铝溶胶2-6％；所述添加剂原料组成按所述基材的重量百分比包括碳纤维0.02-0.15％和分散剂0.02-0.1％。
8.优选的是，所述碳纤维为短丝沥青基碳纤维。
9.优选的是，所述分散剂为马来酸酐-苯乙烯共聚物与脂肪酸反应的聚合物。
10.优选的是，所述烧结刚玉颗粒及细粉中的al2o3含量≥98％。
11.优选的是，所述氧化镁微粉与氧化铝微粉的粒度均小于600目。
12.优选的是，所述硅微粉粒度小于1000目。
13.优选的是，所述钢包修补料原料中骨料颗粒的最大粒径不大于5mm。
14.另一方面，提供一种钢包修补料的制备方法，包括：
15.干料制备：
16.按重量百分比称取各原料，将烧结刚玉颗粒及细粉、电熔镁砂颗粒、六铝酸钙颗粒、氧化镁微粉、硅微粉、氧化铝微粉、预合成活性刚玉-尖晶石微粉、软质粘土细粉、金属铝粉和铝酸钙水泥置于容器中，搅拌均匀并密封包装，备用；
17.混合溶胶浆体制备：
18.将碳纤维和分散剂加入到铝溶胶中搅拌分散均匀，并用容器密封包装，备用。
19.再一方面，提供一种上述制备方法制备的钢包修补料的使用方法，其特征在于，包括：在修补施工作业现场，按设计配比将干料、混合溶胶浆体以及外加的净水混合搅拌均匀即可用于修补施工。
20.优选的是，修补施工方法可采用自流浇筑或涂抹。
21.钢包的修补作业有局部修补面积不大、修补厚度较薄、修补作业时间及修补后烘烤烧成时间较短等特点。传统浇注料不适宜于垂直面、薄厚度部位的施工；传统涂抹料普遍强度低于浇注料，使用寿命偏低。本发明修补料，以铝溶胶为主要结合剂，粘附性好，通过水泥和微粉的复合加入，有效提高了材料的高温强度，兼具涂抹料和浇注料的性能，便于修补施工。通过聚合物分散剂及碳纤维的加入，提高了碳质原料的分散均匀性，可以在保证修补料的抗渣性能的情况下降低碳质加入量，提高了材料的抗氧化性能和使用寿命。同时碳纤维的加入有助于缩短材料的烘烤时间。六铝酸钙和预合成活性刚玉-尖晶石的加入可以提高材料的结合性能和抗热震性能，有助于提高修补料的强度和使用寿命。
22.本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
23.本发明的一种钢包修补料及其制备方法，通过原料组成的优化，可提高修补料的高温及粘附性能，可有效延长在大废钢比条件下钢包炉衬的使用寿命。通过复合结合体系的优化，可根据钢包破损部位及严重程度的现场需要，调整修补料流动性、塑性及粘性，采用自流浇注或涂抹等多种修补施工方法，同时可以缩短修补后的烘烤、养护时间，提高钢包的运作效率。
具体实施方式
24.为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明的优选实施方案进行描述，但是不能理解为对本专利的限制，仅作举例而已。
25.下述实施例中所述试验方法或测试方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均从常规商业途径获得，或以常规方法制备。
26.本发明的实施方案具体的过程为：一种钢包修补料，所述钢包修补料原料包括基材和添加剂，所述基材原料组成按重量百分比包括：烧结刚玉颗粒及细粉43-58％、电熔镁砂颗粒12-24％、六铝酸钙颗粒5-15％、氧化镁微粉2-4％、硅微粉1-4％、氧化铝微粉0-2％、预合成活性刚玉-尖晶石微粉3-6％、软质粘土细粉2-6％、金属铝粉0-3％、铝酸钙水泥1-4％和铝溶胶2-6％；所述添加剂原料组成按所述基材的重量百分比包括碳纤维0.02-0.15％和分散剂0.02-0.1％。该修补料所用的碳纤维为短丝沥青基碳纤维；所用的分散剂为马来酸酐-苯乙烯共聚物与脂肪酸反应的聚合物。
27.一种钢包修补料的制备方法，包括：
28.干料制备：
29.按重量百分比称取各原料，将烧结刚玉颗粒及细粉、电熔镁砂颗粒、六铝酸钙颗
粒、氧化镁微粉、硅微粉、氧化铝微粉、预合成活性刚玉-尖晶石微粉、软质粘土细粉、金属铝粉和铝酸钙水泥置于容器中，搅拌均匀并密封包装，备用；
30.混合溶胶浆体制备：
31.将碳纤维和分散剂加入到铝溶胶中搅拌分散均匀，并用容器密封包装，备用。
32.一种钢包修补料的使用方法，包括：在修补施工作业现场，按设计配比将干料、混合溶胶浆体以及外加的净水混合搅拌均匀即可用于修补施工。该修补料可通过浆体及净水的配比调整流动性、塑性及附着性，修补施工方法可采用自流浇筑或涂抹。
33.实施例1：所述钢包修补料原料包括基材和添加剂，所述基材原料组成按重量百分比(％)包括：烧结刚玉颗粒51；电熔镁砂颗粒12；六铝酸钙颗粒12；氧化镁微粉3；硅微粉4；预合成活性刚玉-尖晶石微粉5；软质粘土细粉6；铝酸钙水泥1；铝溶胶6；所述添加剂原料组成按所述基材的重量百分比(％)包括：碳纤维0.15和分散剂0.1；净水按所述基材的重量百分比(％)外加1；最大骨料粒径为3mm。该修补料流动性较低，塑性及附着性高，烧结速度快，110℃
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24h耐压强度为35.7mpa，1500℃
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3h耐压强度为48.4mpa，采用涂抹的修补方法，适用于钢包炉衬小面积或修补厚度较小的局部破损的快速修补。
34.实施例2：所述钢包修补料原料包括基材和添加剂，所述基材原料组成按重量百分比(％)包括：烧结刚玉颗粒45、烧结刚玉细粉8、电熔镁砂颗粒20、六铝酸钙颗粒8、氧化镁微粉2、硅微粉3、氧化铝微粉2、预合成活性刚玉-尖晶石微粉4、软质粘土细粉2、金属铝粉1、铝酸钙水泥3、铝溶胶2；所述添加剂原料组成按所述基材的重量百分比(％)包括：碳纤维0.06和分散剂0.03；净水按所述基材的重量百分比(％)外加4；最大骨料粒径为5mm。该修补料流动性好，附着性高，110℃
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24h耐压强度为64.3mpa，1500℃
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3h耐压强度为78.6mpa，采用浇注的修补方法，适用于钢包底及炉壁炉衬大面积或修补厚度较大的破损部位修补。
35.实施例3：所述钢包修补料原料包括基材和添加剂，所述基材原料组成按重量百分比(％)包括：烧结刚玉颗粒35、烧结刚玉细粉23、电熔镁砂颗粒15、六铝酸钙颗粒5、氧化镁微粉4、硅微粉2、氧化铝微粉2、预合成活性刚玉-尖晶石微粉3、软质粘土细粉4、金属铝粉2、铝酸钙水泥2、铝溶胶3；所述添加剂原料组成按所述基材的重量百分比(％)包括：碳纤维0.02和分散剂0.02；净水按所述基材的重量百分比(％)外加2-4；最大骨料粒径为5mm。该修补料流动性可通过加水量调整，附着性较高，110℃
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24h耐压强度为51.4mpa，1500℃
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3h耐压强度为54.3mpa，根据不同加水量的流动性可采用浇注或涂抹的修补方法，适用于钢包局部破损部位修补。
36.实施例4：所述钢包修补料原料包括基材和添加剂，所述基材原料组成按重量百分比(％)包括：烧结刚玉颗粒25、烧结刚玉细粉18、电熔镁砂颗粒24、六铝酸钙颗粒15、氧化镁微粉2、硅微粉1、氧化铝微粉1、预合成活性刚玉-尖晶石微粉3、软质粘土细粉2、金属铝粉3、铝酸钙水泥4、铝溶胶2；所述添加剂原料组成按所述基材的重量百分比(％)包括：碳纤维0.02和分散剂0.02；净水按所述基材的重量百分比(％)外加5；最大骨料粒径为5mm。该修补料流动性高，110℃
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24h耐压强度为68.7mpa，1500℃
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3h耐压强度为71.4mpa，采用浇注的修补方法，适用于钢包炉壁及渣线等大面积破损部位的修补。
37.以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改
进和润饰也应视为本发明的保护范围。