专利名称：补炉料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及钢铁企业炼钢提钒转炉生产过程中修补时所用的补炉料，特别涉及提 钒转炉炉衬为镁碳砖所使用的补炉料及其制备方法。
背景技术：
大型钢铁企业炼钢大多数以转炉炼钢为标志，炉龄是炼钢水平的重要指标之一， 其中提钒转炉生产是比较特殊的冶炼工艺，通过转炉提钒工艺实现提取钒渣，达到钒资源 的有效利用。转炉提钒工艺的特殊性，使得转炉炉衬材料在使用过程中不仅受高温钢水及 熔渣的化学侵蚀，而且还受铁水、废钢块的机械冲刷，致使提钒转炉炉衬局部较大面积的损 坏，影响了转炉的使用，限制了炉龄的提高。提高转炉的炉龄通常采用焦油、浙青结合镁质、镁钙质材料作为转炉的修补材料， 以缓解转炉局部损坏较快的现象。但该材料在生产过程中要熬制浙青、热焙镁质、镁钙质骨 料且要在热态下混合，工艺复杂，冷却后又结成块状，在使用过程中，由于其受热面积有限， 导致烧结时间较长，在紧张的生产节奏下就会烧结不好，高温下强度低。因此焦油、浙青结 合镁质、镁钙质修补料耐侵蚀性能及耐磨性能较差。延长炉衬材料使用寿命的效果不明显。 目前比较常用的修补料分为水系结合和非水系结合。水系结合修补料具有非常优异的流动 性，较短的硬化时间，但是高温抗折强度及附着强度较低；非水系结合修补料一般为浙青结 合，烧结时间较短，高温强度也较高。发明人所在攀钢钒炼钢厂，原用提钒转炉补炉料为中档镁砂75%，中温浙青 15%，酚醛树脂5%，金属铝粉3%，Fe2O3粉2%，单炉烧结时间较长(60min以上)，还经常 出现塌料、翻料，侵蚀快等异常损毁的现象，使其单次补炉寿命仅有10炉次左右，随着攀钢 提钒转炉产能扩大的要求，原有补炉料已经不能满足生产需要，因此急需提供一种烧结时 间短、寿命高的补炉料来适应生产的需要。
发明内容
本发明所解决的第一个技术问题是提供一种烧结时间短、寿命高的补炉料来适应 生产的需要。本发明补炉料是由下述重量配比的组分组成，每100重量份补炉料中电熔镁砂 48 60份、烧结镁砂22 28份、改制浙青10 16份、金属铝粉1 5份、氧化铁粉1 4份、粘接剂2-10份。进一步优选，每100重量份补炉料中电熔镁砂50 55份、烧结镁砂24 26份、 改制浙青12 15份、金属铝粉2 3份、氧化铁粉1 2份、粘接剂5份。其中，可采用的粘接剂为补炉料常用粘接剂，如己内酰胺、酚醛树脂、对叔丁基苯 酚。经过强度及使用寿命考察实验，所述粘接剂为己内酰胺；或为己内酰胺、酚醛树脂、对叔 丁基苯酚中的至少两种，优选己内酰胺和对叔丁基苯酚。进一步的，己内酰胺与对叔丁基苯酚的重量配比关系为每100重量份补炉料中，己内酰胺1 5份、对叔丁基苯酚1 5份。即本发明补炉料每100重量份中电熔镁砂48 60份、烧结镁砂22 28份、改制浙青10 16份、金属铝粉1 5份、氧化铁粉1 4份、 己内酰胺1 5份、对叔丁基苯酚1 5份。进一步优选，每100重量份补炉料中电熔镁砂50 55份、烧结镁砂24 26份、 改制浙青12 15份、金属铝粉2 3份、氧化铁粉1 2份、己内酰胺2. 5份、对叔丁基苯 酚2. 5份。本发明补炉料采用复合加入电熔镁砂和烧结镁砂的方式，既解决了电熔镁砂烧结 难、又增加了产品的耐压强度和抗冲刷性能；同时采用改质浙青为主要结合剂，较中温浙青 残碳率提高了 15%左右、体积密度提高了 0. 2 0. 3g/cm3，使得产品的耐压强度得到改善。 本发明补炉料可提高提钒转炉单次补炉使用寿命，单次补炉使用寿命可由以往的10炉左 右提高到至少17炉左右，还可缩短转炉补炉时间，缓解炼钢厂的生产压力，具有施工速度 快、补炉效果好的优点。本发明所解决的第二个技术问题是提供本发明补炉料的制备方法，其步骤如下A、按下述重量配比称取原料，每100重量份补炉料中电熔镁砂48 60份、烧结镁 砂22 28份、改制浙青10 16份、金属铝粉1 5份、氧化铁粉1 4份、粘接剂2_10 份；B、将电熔镁砂材料按5 8mm、3 5mm、l 3mm和0. 088 Imm加工成为四种粒 度；C、将原料混合均勻，即可。将电熔镁砂加工成四种粒度可以使产品在烧结的过程中形成致密的坯体，从而减 少气孔率和提高烧结强度。其中，每100重量份补炉料中，电熔镁砂的四种粒度分别所占的 比例为电熔镁砂中5 8mm的粒度为8-10份、3 5mm的粒度为22-25份、1 3mm的粒 度为12-15份、0. 088 的粒度为8-10份。氧化铁粉和金属铝粉的粒度分别控制在至氧化铁粉粒度< 1mm、金属铝粉粒度 (0. 088mm。为了提高流动性，同时还可将烧结镁砂加工至粒度<0. 088mm。配合电熔镁砂的四 级级配，采用五级配料的方式，可以进一步提高补炉料的流动性能，能使补炉料均勻地流动 至要修补的区域，并且可以减少摇炉时间，使补炉料烧结地更好。应用本发明补炉料时，将补炉料涂布至炉衬需要修补的部位，利用转炉炉壁温度 对补炉料进行烧结，烧结之后可以兑铁生产。具体的是先将该补炉料倒进料斗，用料斗将补 炉料直接倒入转炉内，通过摇炉将补炉料摇至炉衬需要修补的部位。本发明补炉料及使用方法是针对提钒转炉生产过程进行修补，转炉内衬为镁碳 砖，其主要成分为MgO和C。补炉料中MgO含量的高低对镁砂在熔渣中及有熔渣渗入时的熔 损行为有很大影响，MgO含量高，杂质含量相对较少，结构中的硅酸盐数量也较少，从而就能 降低方镁石晶体被硅酸盐分割的程度，提高镁砂中方镁石的直接结合程度，阻止了熔渣对 镁砂的渗透熔损。还要考虑在使用时熔渣是从方镁石的晶界开始侵蚀的，因此大结晶镁砂 要比微晶镁砂抗侵蚀性强，并且从成本上考虑，优选大结晶FM960镁砂。由于碳在高温下的 易氧化性和难烧结性，需要添加抗氧化剂和助烧结剂，故补炉料选用金属铝粉为抗氧化剂， 氧化铁粉为助烧结剂。
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本发明补炉料的有益效果在于在提钒转炉补炉生产过程中在转炉炉内衬出现局 部破损时，应用本发明补炉料修补转炉，在提钒转炉冶炼温度低(1360-140(TC )、冶炼周期 较短(5-lOmin)的条件下，补炉料依旧能与工作衬快速烧结，形成强度较高的有机结合体， 提高补炉料的使用寿命。具体表现在1、缩短烧结时间本发明补炉料采用改质浙青为主要结合剂，己内酰胺和对叔丁 基苯酚为粘接剂，烧结时间平均为45min(该烧结时间为实际作业时间，包括投料3min、摇 炉5-lOmin，烧结时间30min左右)，较以往使用的补炉料(中温浙青为结合剂，酚醛树脂为 粘接剂)相比缩短了 15min/次。2、提高补炉料使用寿命单用粘接剂使用寿命平均15炉作用，混合使用粘接剂使 用寿命平均23炉，与以往使用的补炉料相比提高了 10炉左右。3、降低成本因缩短烧结时间及提高补炉料的使用寿命，可为发明人所在企业创 造经济效益580余万元/年。以下通过实施例形式的具体实施方式
，对本发明的上述内容再作进一步的详细说 明。
具体实施例方式以下通过对本发明具体实施方式
的描述说明但不限制本发明。本发明补炉料，每100重量份中有电熔镁砂48 60份、烧结镁砂22 28份、改 制浙青10 16份、金属铝粉1 5份、氧化铁粉1 4份、粘接剂2-10份。在此基础上，为提高烧结强度和补炉料的使用寿命，进一步精确控制每100重量 份补炉料中有电熔镁砂50 55份、烧结镁砂24 26份、改制浙青12 15份、金属铝粉 2 3份、氧化铁粉1 2份、粘接剂5份。粘接剂可采用己内酰胺、酚醛树脂、对叔丁基苯酚，发明人以每100重量份补炉料 中有电熔镁砂55份、烧结镁砂25份、改制浙青12份、金属铝粉2份、氧化铁粉1份、粘接剂 5份对粘接剂进行筛选，从实验室及现场工业试验中发现，单独采用己内酰胺、对叔丁基苯 酚或者酚醛树脂，试验的结果均不理想，经过正交对比试验，试验数据见表1。表1不同粘接剂对补炉料强度的影响情况
权利要求
补炉料，其特征在于它是由下述重量配比的组分组成，每100重量份补炉料中电熔镁砂48～60份、烧结镁砂22～28份、改制沥青10～16份、金属铝粉1～5份、氧化铁粉1～4份、粘接剂2 10份。
2.根据权利要求1所述的补炉料，其特征在于所述粘接剂为己内酰胺；或己内酰胺、 酚醛树脂、对叔丁基苯酚中的至少两种。
3.根据权利要求1所述的补炉料，其特征在于所述粘接剂为己内酰胺和对叔丁基苯酚。
4.根据权利要求3所述的补炉料，其特征在于每100重量份补炉料中电熔镁砂48 60份、烧结镁砂22 28份、改制浙青10 16份、金属铝粉1 5份、氧化铁粉1 4份、 己内酰胺1 5份、对叔丁基苯酚1 5份。
5.根据权利要求3所述的补炉料，其特征在于每100重量份补炉料中电熔镁砂50 55份、烧结镁砂24 26份、改制浙青12 15份、金属铝粉2 3份、氧化铁粉1 2份、 己内酰胺2. 5份、对叔丁基苯酚2. 5份。
6.根据权利要求1-5任一项所述的补炉料，其特征在于所述电熔镁砂为5 8mm、 3 5mm、1 3mm和0. 088 Imm四种粒度；其中，各粒度重量配比为每100重量份补炉 料中5 8mm的粒度为8-10份、3 5mm的粒度为22-25份、1 3mm的粒度为12-15份、 0. 088 Imm的粒度为8_10份。
7.根据权利要求1-5任一项所述的补炉料，其特征在于所述烧结镁砂粒度 < 0.088mm。
8.根据权利要求1-5任一项所述的补炉料，其特征在于所述氧化铁粉粒度<Imm ；所 述金属铝粉粒度< 0. 088mm。
9.补炉料的制备方法，其特征在于步骤如下A、按下述重量配比称取原料，每100重量份补炉料中电熔镁砂48 60份、烧结镁砂 22 28份、改制浙青10 16份、金属铝粉1 5份、氧化铁粉1 4份、粘接剂2_10份；B、将电熔镁砂材料按5 8mm、3 5mm、l 3mm和0.088 Imm加工成为四种粒度；C、将原料混合均勻，即可。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于步骤B所述四种粒度的电熔镁砂， 每100重量份补炉料中，5 8mm的粒度为8-10份、3 5mm的粒度为22-25份、1 3mm的 粒度为12-15份、0. 088 Imm的粒度为8_10份。
全文摘要
本发明涉及钢铁企业炼钢提钒转炉生产过程中修补时所用的补炉料，特别涉及炉衬为镁碳砖所使用的补炉料及其制备方法。本发明提供了一种烧结时间短、寿命高的补炉料来适应生产的需要。该补炉料每100重量份中电熔镁砂48～60份、烧结镁砂22～28份、改制沥青10～16份、金属铝粉1～5份、氧化铁粉1～4份、粘接剂2-10份。制备方法简便，将各原料混合即可。在提钒转炉补炉生产过程中在转炉炉内衬出现局部破损时，将补炉料涂布至炉衬需修补部位，利用转炉炉壁温度对补炉料进行烧结，烧结之后可以兑铁生产，在提钒转炉冶炼温度低(1360-1400℃)、冶炼周期较短(5-10min)的条件下，补炉料依旧能与工作衬快速烧结，形成强度较高的有机结合体，提高补炉料的使用寿命。
文档编号C04B35/66GK101973775SQ20101053617
公开日2011年2月16日 申请日期2010年11月9日 优先权日2010年11月9日
发明者吴斌, 吴胜利, 毛朋, 郑德明, 陈涛, 黄国炳 申请人:攀枝花钢城集团有限公司