适用于转炉炉体空腔造衬的自流填充料及其制备方法与应用

技术领域

本发明涉及适用于转炉炉体空腔造衬的自流填充料及其制备方法与应用。

背景技术

转炉处在炼钢生产流程的中心，是钢厂的主要设备之一。近年来，随着转炉复吹工艺技术的不断发展和溅渣护炉技术的普及，提高了钢水质量降低了炼钢成本的同时，一代炉役的使用寿命也不断得到提高。

目前，转炉炉体主要是由炉壳与炉衬复合构成。炉壳由钢结构件焊接而成，炉衬主要由永久层、工作层及填充层等几部分组成。永久层紧贴着炉壳，一般采用镁砖砌筑，工作层直接与炉内钢水、炉渣和炉体接触，主要采用镁碳砖按不同部位的工况条件进行综合砌筑，填充层处于永久层和工作层之间，一般采用镁质散料进行捣打填充。

在转炉炉役运行过程中，由于出现永久层镁砖粉化、炉壳高温蠕变严重与炉衬分离、出钢口周围炉体发生小范围溢钢、炉帽水道老化漏水、三点支撑磨损出现间隙、大块废钢撞击炉衬加料侧等问题而使炉体产生内部空腔，如果不及时对空腔进行修补填充，就会产生漏风、跑火、穿钢和冒烟等各种情况，影响转炉生产效率，造成严重的安全隐患。

转炉运行过程中一旦发生空腔问题，就会影响到冶炼的正常运行，为保障正常生产，传统修补方法主要是对炉壳进行一定面积的开孔后，分别采用干法镁质喷补料喷补、高铝质浇注料进行人工拌料填补、或是树脂结合镁碳质浇注料进行灌注。

传统干法镁质喷补料具有加水量高、与水拌和不均匀、材料结构疏松、强度低等问题；高铝质浇注料采用矾土骨料和水泥结合，现场使用时由人工使用铁锹进行拌料，然后用行车协助进行填补，受限于现场高温炉衬的影响，施工操作及结合强度均不理想；采用树脂结合镁碳质浇注料进行压浆灌注，解决了上述两种修补方法难以精细施工等问题，但由于使用树脂等有机物做结合剂、骨料最大临界粒度偏小等情况，亦存在强度不高和有机物反应产生的环保等问题。

发明内容

本发明旨在至少解决以上技术问题之一。

本发明一方面提供一种适用于转炉炉体空腔造衬的自流填充料，该填充料不需要在炉壳上大面积开孔，即可以实现炉体空腔的均匀填充，经炉衬余温快速烧结上强度后，即可恢复生产。

一种适用于转炉炉体空腔造衬的自流填充料，以烧结镁砂和电熔镁砂为主原料，加入一定量的电熔尖晶石细粉，添加适量的防爆纤维、增塑剂、分散剂、氧化硅微粉等而制成。

具体而言，一种适用于转炉炉体空腔造衬的自流填充料，包括烧结镁砂、电熔镁砂、电熔尖晶石粉、SiO

根据本发明实施例，所述适用于转炉炉体空腔造衬的自流填充料，以重量份计包括：

烧结镁砂50-80份，

电熔镁砂10-35份，

电熔尖晶石粉5-15份，

SiO

防爆纤维0.05-0.15份，

增塑剂羧甲基纤维素0.1-0.8份，

聚羧酸分散剂0.1-0.5份。

可选地，所述适用于转炉炉体空腔造衬的自流填充料，以重量份计包括：

烧结镁砂55-70份，

电熔镁砂15-35份，

电熔尖晶石粉8-15份，

SiO

防爆纤维0.05-0.12份，

增塑剂羧甲基纤维素0.1-0.8份，

聚羧酸分散剂0.1-0.25份。

根据本发明实施例，所述适用于转炉炉体空腔造衬的自流填充料即是由以上组分组成或制成。

根据本发明实施例，所述适用于转炉炉体空腔造衬的自流填充料采用聚羧酸分散剂、SiO

根据本发明实施例，所述适用于转炉炉体空腔造衬的自流填充料的最大临界粒度为3mm。应用前预先加水混拌均匀，不偏析。另外还研究发现，这样可以在高温下烧结后形成陶瓷结合，使烧结层结构更为致密，气孔均匀，提高强度、耐侵蚀性能和抗热震性能。

根据本发明实施例，所述适用于转炉炉体空腔造衬的自流填充料中，烧结镁砂的粒度为0.074-3mm；和/或，电熔镁砂的粒度为≤0.074mm；和/或，电熔尖晶石粉的粒度为≤0.044mm；和/或，SiO

在一些实施例，所述聚羧酸分散剂为FS60。

本发明还提供上述适用于转炉炉体空腔造衬的自流填充料的制备方法，包括将各组分混匀。在一些实施例中，按配比取将各组分，倒入搅拌机内，搅拌6-10分钟至混合均匀。

在一些实施例中，上述适用于转炉炉体空腔造衬的自流填充料为干燥、松散的状态，可装袋密封保存。

本发明上述适用于转炉炉体空腔造衬的自流填充料可在使用前预先加水混拌均匀，然后施用于待修补的部位。在一些实例中，以所述自流填充料总重量计，加水量大约为5-8％，例如6％。

本发明还提供上述适用于转炉炉体空腔造衬的自流填充料在修补转炉空腔中的应用。其中，转炉空腔尤其是指转炉炉体内部空腔，具体为对转炉炉体内部空腔的填充造衬的修补。

本发明还提供一种转炉空腔的修补方法，包括：将上述适用于转炉炉体空腔造衬的自流填充料加水混拌均匀，然后输送至转炉炉体空腔内部，所述填充料扩展到空腔内各个部位并有效填满，形成均匀连续的填充层；在受热的情况下所述填充层的材料被烧结。

在一些实例中，所述转炉空腔的修补方法，包括如下步骤：

1)、位置标记：转炉现场确认空腔部位后，做好标记；

2)、开孔操作：在标记位置进行开孔操作(例如使用磁力钻等)，开孔深度为穿透炉壳即可，对开孔部位进行清理后焊接配管和球阀；

3)、填充造衬：使用连续搅拌机将自流填充料散料进行加水并混拌均匀后，经泵送机泵送进入输料管道，在高压气体的作用下，被连续传输进入转炉炉体空腔内部，拥有良好自流动性的填充料可快速的扩展到空腔内各个部位并能够有效填满，并形成均匀连续的填充层；

4)、材料烧结：填充层的材料在炉衬余温作用下即可进行快速烧结。

一般情况下，1吨填充料的烧结时间≤50min。

本发明实施例提供的适用于转炉炉体空腔造衬的自流填充料，不添加任何低熔点无机盐和沥青、树脂等有机原料，具有加水量低、自流性高、材料结构致密、气孔均匀、环保无污染等特性。因不添加沥青、树脂等有机物，因此在烧结过程中，不产生任何有毒害烟气，绿色环保，无污染。

本发明实施例提供的适用于转炉炉体空腔造衬的自流填充料，能够实现快速排水与高温烧结，并形成陶瓷结合，强度高，抗热震性能好，抗侵蚀性能强；能有效解决镁质干法喷补料、高铝质浇注料等传统材料难以解决的人工施工加水量高、与水拌和不均匀、材料结构疏松、强度低等问题，以及镁碳质浇注料存在的骨料最大临界粒度偏小造成的强度不高和有机物反应产生的环境污染等问题。

本发明实施例适用于转炉炉体空腔造衬的自流填充料在现场应用时，能够解决传统镁质干法喷补料、高铝质浇注料等难以解决的人工施工加水量高、与水拌和不均匀、材料结构疏松、强度低等问题，以及镁碳质浇注料存在的骨料最大临界粒度偏小造成的强度不高和有机物反应产生的环境污染等问题；使施工操作更加精细化、智能化、安全化。填充层材料完成快速烧结后，即可恢复生产，有效的提高了转炉生产作业率，有助于延长该炉役的使用寿命，并消除了现场的安全隐患。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件，或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可通过正规渠道商购买得到的常规产品。

以下所用原料：烧结镁砂粒度为0.074～3mm，电熔镁砂粒度≤0.074mm，电熔尖晶石粉粒度为≤0.044mm，SiO

实施例1

本实施例提供一种适用于转炉炉体空腔造衬的自流填充料，以重量份计组成为：烧结镁砂60份，电熔镁砂25份，电熔尖晶石粉10份，SiO

本实施例适用于转炉炉体空腔造衬的自流填充料的最大粒度为3mm。

本实施例适用于转炉炉体空腔造衬的自流填充料的制备方法，按配比取将各组分，倒入搅拌机内，搅拌6-10分钟至混合均匀。

实施例2

本实施例提供一种适用于转炉炉体空腔造衬的自流填充料，以重量份计组成为：烧结镁砂80份，电熔镁砂35份，电熔尖晶石粉15份，SiO

本实施例适用于转炉炉体空腔造衬的自流填充料的最大临界粒度为3mm。

本实施例适用于转炉炉体空腔造衬的自流填充料的制备方法与实施例1相同。

实施例3

本实施例提供一种适用于转炉炉体空腔造衬的自流填充料，以重量份计组成为：

烧结镁砂50份，电熔镁砂10份，电熔尖晶石粉5份，SiO

本实施例适用于转炉炉体空腔造衬的自流填充料的最大临界粒度为3mm。

本实施例适用于转炉炉体空腔造衬的自流填充料的制备方法与实施例1相同。

对比例1

本对比例适用于转炉炉体空腔造衬的自流填充料的配方与实施例1相同，区别仅在于最大临界粒度为5mm。

对比例2

本对比例提供一种适用于转炉炉体空腔造衬的自流填充料，以重量份计组成为：烧结镁砂60份，电熔镁砂25份，电熔尖晶石粉10份，SiO

本对比例适用于转炉炉体空腔造衬的自流填充料的最大临界粒度为3mm。

本对比例适用于转炉炉体空腔造衬的自流填充料的制备方法与实施例1相同。

对比例3

本对比例提供一种适用于转炉炉体空腔造衬的自流填充料，以重量份计组成为：烧结镁砂85份，电熔镁砂8份，电熔尖晶石粉4份，SiO

本对比例适用于转炉炉体空腔造衬的自流填充料的最大临界粒度为3mm。

本对比例适用于转炉炉体空腔造衬的自流填充料的制备方法与实施例1相同。

实验例

将散料倒入搅拌机中进行加水混拌均匀后，经泵送机泵送进入输料管道，在高压气体的作用下，被连续传输进入转炉炉体空腔内部，拥有良好自流动性的填充料可快速的扩展到空腔内各个部位并能够有效填满，并形成均匀连续的填充层，填充层的材料在炉衬余温作用下即可进行快速烧结，上强度后，转炉即可恢复生产。

对本发明实施例和对比例的理化性能进行检测，结果如下表1所示。

表1本发明实施例和对比例的理化性能测试结果

对本发明实施例和对比例的实际使用效果进行检测，结果如下表2所示。

表2本发明实施例和对比例的实际使用效果

由此可见，本发明实施例提供的适用于转炉炉体空腔造衬的自流填充料在最大临界粒度为3mm的情况下，在常温和高温的状态下均须具有良好的自流和热自流性能，使得材料能够顺利实现泵送传输和有效填充，且结构均匀；在不添加沥青、树脂等有机物的情况下，能够实现快速排水与高温烧结，并形成陶瓷结合，具有结构致密、强度高、抗热震性能好等特点；自流填充料在烧结及应用过程中，不产生任何有毒害气体，无黑烟等现象产生，绿色环保。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。