一种RH浸渍管用喷补料及其制备方法

技术领域

本发明涉及炼钢精炼用耐火材料的技术领域，尤其涉及一种RH浸渍管用喷补料及其制备方法。

背景技术

RH真空循环脱气法精炼技术于1957年由鲁尔钢铁公司(Ruhrstahl)和海拉斯公司(Heraeus)联合开发成功，故简称RH法。上世纪80年代后，RH装置数量增长很快，功能已由主要用于脱氢转向主要用于深脱碳和脱氧、去除夹杂物等多功能炉外精炼设备。RH精炼炉在使用过程中要经受长时间气流和钢液的高速冲刷，因此工作条件非常恶劣，而在组成RH炉的所有设备中，又数长期浸泡在钢水之中的浸溃管工作条件最为恶劣。浸渍管不但内壁受到高速气流和钢液的冲刷，而且外壁受熔渣的侵蚀和急冷急热的作用。同时，浸溃管外壁粘渣清理时的机械损伤、浇注料与浸渍管形芯钢板受热后的热膨胀系数不匹配等多种因素均制约着它们的寿命，综合因素使浸渍管成为RH精炼设备中最薄弱的环节。因此，如何提高RH炉浸渍管的使用寿命一直受到业内人士的广泛关注和重视。在现场操作过程中，采用使用后喷补耐火材料的方式来延长RH炉浸渍管的使用寿命。

在已公布的文献中，“一种高性能冶炼硅钢用镁钙质RH浸渍管热喷补料及其配制方法”(CN200810039249.8)，该发明报道的一种浸渍管热喷补料采用高纯镁砂和合成镁钙砂为主要组成，复合使用木质磺酸钙、改性淀粉醚等一种以上有机添加剂取代常规喷补料所使用的软质粘土和水玻璃等低熔有害的增塑剂，来实现喷补料良好的喷补附着性和良好的高温性能。“一种新型RH喷补料” (CN102659432A)，该发明报道了一种RH喷补料，其采用电熔镁砂粗粉和细粉以及铬矿砂为主要原料，配合添加消石灰、轻质碳酸钙、六偏磷酸钠、硼砂、硅微粉、三聚磷酸钠以及羧甲基纤维素，报道称该种配合料制备的喷补料喷补一次可使用5-6炉，可以显著延长RH插入管的使用寿命。“镁钙质耐火材料喷补料”(CN108610062A)，该发明报道了一种镁钙质耐火材料喷补料，以镁砂、石灰石以及生石灰粉为主要原料，辅助添加氧化钛粉、磷酸二氢钠、六偏磷酸钠、羧甲基纤维素钠等结合剂，报道称此种喷补料具有较高的高温强度和快速凝结的性能，可应用于转炉、电炉以及RH精炼炉易冲刷部位。总体而言，从已经报道的专利来看，目前已报道的喷补料虽然在性能上略有提升，但在喷补料附着率方面普遍不高，喷补料消耗量大，造成大量的回弹和浪费。因此，研究和开发高附着率的RH精炼炉浸渍管用喷补料对于节省耐火材料消耗，延长浸渍管寿命具有重要的意义。

发明内容

基于以上现有技术的不足，本发明所解决的技术问题在于提供一种RH浸渍管用喷补料及其制备方法，该材料具有成本低，喷补后使用次数高以及可延长浸渍管使用寿命的特点。不仅可应用于RH精炼炉浸渍管，同时还可以应用于钢包、中间包、铁包等耐高温行业领域。克服目前喷补料使用寿命短、附着率不高以及回弹大等问题。本发明通过开发RH精炼炉浸渍管用喷补料，应用于浸渍管喷补后，可大幅延长浸渍管的使用寿命，减少喷补次数和喷补料的消耗，有望推广进行大规模的生产应用。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种RH浸渍管用喷补料，按照质量分数，包含如下组分：

镁橄榄石15～45％；镁砂20～60％；镁钙砂5～15％；尖晶石5～15％；除铁渣： 1～5％；添加物1～5％；混合微粉1～5％；复合结合剂0.5～4％。

作为上述技术方案的优选，本发明提供的RH浸渍管用喷补料进一步包括下列技术特征的部分或全部：

作为上述技术方案的改进，按照质量分数，所述镁橄榄石中MgO＞40％；颗粒粒径分布：3-1mm 20-45％，1-0.5mm 10-40％，0.5-0.088mm 10-25％，小于 0.088mm 10-30％。

作为上述技术方案的改进，按照质量分数，所述镁砂中MgO>90％；颗粒粒径分布：3-1mm 15-35％，1-0.5mm 20-35％，0.5-0.088mm 15-25％，小于0.088mm 10-30％。

作为上述技术方案的改进，按照质量分数，所述镁钙砂中CaO>20％， Mg>65％；颗粒粒径分布：1-0.5mm 30-50％，0.5-0.088mm 15-35％，小于0.088mm 20-40％。

作为上述技术方案的改进，所述尖晶石为镁铝尖晶石、镁铬尖晶石中的一种或二者的组合，颗粒粒径分布：1-0.5mm 30-60％，0.5-0.088mm 40-70％。

作为上述技术方案的改进，按照质量分数，所述除铁渣为高炉渣、转炉渣、精炼渣、中包渣其中的一种或几种的组合，各炉渣破损除铁，保证TFe含量小于 1％；各成分要求如下：高炉渣中CaO>40％、转炉渣中CaO>40％、精炼渣中 CaO>40％、中包渣中(CaO+MgO)>60％；颗粒粒径分布：小于0.088mm。

作为上述技术方案的改进，所述添加物为CaAl

作为上述技术方案的改进，所述复合结合剂为水玻璃、废纸浆、六偏磷酸钠、磷酸二氢铝中的一种或几种的组合。

作为上述技术方案的改进，包含如下步骤：按照预设的配比称量配料，采用混料机对其进行混合，混合过程中，先加骨料混合1h～5h，然后逐渐加入细粉，再混合1h～10h，混匀后的喷补料装袋抽真空待用；其中骨料为镁橄榄石、镁砂、镁钙砂和尖晶石，细粉为除铁渣、添加物和混合微粉；现场喷补过程中，采用半干法进行喷补，在喷嘴中混合复合结合剂，即得一种RH浸渍管用喷补料样品。

作为上述技术方案的优选，本发明提供的RH浸渍管用喷补料及其制备方法进一步包括下列技术特征的部分或全部：

作为上述技术方案的改进，所述喷补料经过成型、1500℃烧结，检测后体积密度为2.2～2.7g/cm

进一步的，选择镁橄榄石和镁砂结合使用，不仅可以节省喷补料的成本，同时，在使用过程中由于方镁石和镁橄榄石两相共存时候具有较高的共熔温度，可以满足喷补料的使用要求。

进一步的，镁钙砂的引入，一方面可利用引入CaO可大幅提高喷补料的抗侵蚀性能，同时，CaO、MgO以及SiO

进一步的，镁铝尖晶石和镁铬尖晶石的加入，不仅可以提高骨料间的结合强度，同时尖晶石的存在还可大幅提高喷补料的抗热震性能，避免在极冷极热的服役过程中剥落。

进一步的，除铁渣和添加物的共同使用，可作为一部分可作为烧结助剂，提高喷补料的自身烧结后的结合强度，另一反面，由于除铁渣组分与浸渍管表面渣的相似性，在喷补过程中除铁渣中含硅酸二钙(Ca

更进一步的，微粉的加入不仅可提高喷补料在喷补过程中的流动性，同时，高温下与主料反应形成高熔点的晶间结合相，提高喷补料的高温强度。

更进一步的，复合结合剂加入不仅可保证喷补料在喷补过程中的分散均匀性，还可使得喷出的喷补料可快速与热态浸渍管结合，防止喷补料的回弹和脱落。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有如下有益效果：本发明提供了一种RH精炼炉浸渍管用喷补料，该材料具有成本低，喷补后使用次数高以及可延长浸渍管使用寿命的特点。不仅可应用于RH精炼炉浸渍管，同时还可以应用于钢包、中间包、铁包等耐高温行业领域。克服目前喷补料使用寿命短、附着率不高以及回弹大等问题。本发明通过开发RH精炼炉浸渍管用喷补料，应用于浸渍管喷补后，可大幅延长浸渍管的使用寿命，减少喷补次数和喷补料的消耗，有望推广进行大规模的生产应用。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下结合优选实施例，详细说明如下。

具体实施方式

下面详细说明本发明的具体实施方式，其作为本说明书的一部分，通过实施例来说明本发明的原理，本发明的其他方面、特征及其优点通过该详细说明将会变得一目了然。

实施例1：

一种RH浸渍管用喷补料及其制备方法，其特征包括如下步骤：

1)原料选取：

(1)镁橄榄石(MgO＞40％)，45％；颗粒粒径分布：3-1mm 45％，1-0.5mm 25％，0.5-0.088mm 15％，小于0.088mm 15％；

(2)镁砂(MgO>90％)，35％；颗粒粒径分布：3-1mm 25％，1-0.5mm 20％， 0.5-0.088mm 25％，小于0.088mm 30％；

(3)镁钙砂(CaO>20％，Mg>65％)，5％；颗粒粒径分布：1-0.5mm 45％， 0.5-0.088mm 25％，小于0.088mm 30％；

(4)尖晶石：10％；镁铝尖晶石，粒粒径分布：1-0.5mm 50％，0.5-0.088mm 50％；

(5)除铁渣：1％；高炉渣(CaO>40％)，炉渣破损除铁，保证TFe含量小于1％，颗粒粒径分布：小于0.088mm；

(6)添加物1.5％：CaAl

(7)混合微粉1.5％，氧化钙和氧化铝二者的组合，平均粒径0.08微米；

(8)复合结合剂1％：水玻璃和废纸浆二者的组合。

2)喷补料的制备，将原料按照预设的配比进行称量选取配料，采用混料机对其进行混合，混合过程中，先加骨料混合1h，然后逐渐加入细粉等，再混合 4h，混匀后的喷补料装袋抽真空待用。现场喷补过程中，采用半干法进行喷补，在喷嘴中混合复合结合剂。

3)取出喷补料加复合结合剂经过成型、烧结，检测，即一种RH浸渍管用喷补料样品。本发明经检测，1500℃烧后体积密度为2.37g/cm

实施例2：

一种RH浸渍管用喷补料及其制备方法，其特征包括如下步骤：

1)原料选取：

(1)镁橄榄石(MgO＞40％)，30％；颗粒粒径分布：3-1mm 40％，1-0.5mm 30％，0.5-0.088mm 20％，小于0.088mm 10％；

(2)镁砂(MgO>90％)，40％；颗粒粒径分布：3-1mm 30％，1-0.5mm 35％， 0.5-0.088mm 25％，小于0.088mm 10％；

(3)镁钙砂(CaO>20％，Mg>65％)，15％；颗粒粒径分布：1-0.5mm 35％， 0.5-0.088mm 35％，小于0.088mm 30％；

(4)尖晶石：5％；镁铝尖晶石，粒粒径分布：1-0.5mm 40％，0.5-0.088mm 60％；

(5)除铁渣：3％；高炉渣(CaO>40％)和中包渣((CaO+MgO)>60％)二者的组合，炉渣破损除铁，保证TFe含量小于1％，颗粒粒径分布：小于0.088mm；

(6)添加物2％：CaAl

(7)混合微粉3％，氧化钙和氧化铝二者的组合，平均粒径0.08微米；

(8)复合结合剂2％：水玻璃和废纸浆二者的组合。

2)喷补料的制备，将原料按照预设的配比进行称量选取配料，采用混料机对其进行混合，混合过程中，先加骨料混合1.5h，然后逐渐加入细粉等，再混合 6h，混匀后的喷补料装袋抽真空待用。现场喷补过程中，采用半干法进行喷补，在喷嘴中混合复合结合剂。

3)取出喷补料加复合结合剂经过成型、烧结，检测，即一种RH浸渍管用喷补料样品。本发明经检测，1500℃烧后体积密度为2.45g/cm

实施例3：

一种RH浸渍管用喷补料及其制备方法，其特征包括如下步骤：

1)原料选取：

(1)镁橄榄石(MgO＞40％)，20％；颗粒粒径分布：3-1mm 35％，1-0.5mm 35％，0.5-0.088mm 15％，小于0.088mm 15％；

(2)镁砂(MgO>90％)，60％；颗粒粒径分布：3-1mm 35％，1-0.5mm 20％， 0.5-0.088mm 25％，小于0.088mm 20％；

(3)镁钙砂(CaO>20％，Mg>65％)，5％；颗粒粒径分布：1-0.5mm 45％， 0.5-0.088mm 25％，小于0.088mm 30％；

(4)尖晶石：8％；镁铝尖晶石，粒粒径分布：1-0.5mm 30％，0.5-0.088mm 70％；

(5)除铁渣：4％；高炉渣(CaO>40％)、转炉渣(CaO>40％)以及精炼渣 (CaO>40％)三者的组合，炉渣破损除铁，保证TFe含量小于1％，颗粒粒径分布：小于0.088mm；

(6)添加物1％：CaAl

(7)混合微粉1.5％，氧化钙和氧化铝二者的组合，平均粒径0.08微米；

(8)复合结合剂0.5％：水玻璃、废纸浆以及六偏磷酸钠三者的组合。

2)喷补料的制备，将原料按照预设的配比进行称量选取配料，采用混料机对其进行混合，混合过程中，先加骨料混合3h，然后逐渐加入细粉等，再混合 5h，混匀后的喷补料装袋抽真空待用。现场喷补过程中，采用半干法进行喷补，在喷嘴中混合复合结合剂。

3)取出喷补料加复合结合剂经过成型、烧结，检测，即一种RH浸渍管用喷补料样品。本发明经检测，1500℃烧后体积密度为2.6g/cm

实施例4：

一种RH浸渍管用喷补料及其制备方法，其特征包括如下步骤：

1)原料选取：

(1)镁橄榄石(MgO＞40％)，35％；颗粒粒径分布：3-1mm 45％，1-0.5mm 25％，0.5-0.088mm 20％，小于0.088mm 10％；

(2)镁砂(MgO>90％)，45％；颗粒粒径分布：3-1mm 25％，1-0.5mm 20％， 0.5-0.088mm 25％，小于0.088mm 30％；

(3)镁钙砂(CaO>20％，Mg>65％)，6％；颗粒粒径分布：1-0.5mm 25％，0.5-0.088mm35％，小于0.088mm 40％；

(4)尖晶石：5％；镁铝尖晶石，粒粒径分布：1-0.5mm 40％，0.5-0.088mm 60％；

(5)除铁渣：3％；精炼渣(CaO>40％)和中包渣((CaO+MgO)>60％)二者的组合，炉渣破损除铁，保证TFe含量小于1％，颗粒粒径分布：小于0.088mm；

(6)添加物3％：CaAl

(7)混合微粉1.5％，氧化硅微粉，平均粒径0.1微米；

(8)复合结合剂1.5％：六偏磷酸钠和磷酸二氢铝二者的组合。

2)喷补料的制备，将原料按照预设的配比进行称量选取配料，采用混料机对其进行混合，混合过程中，先加骨料混合4h，然后逐渐加入细粉等，再混合 7h，混匀后的喷补料装袋抽真空待用。现场喷补过程中，采用半干法进行喷补，在喷嘴中混合复合结合剂。

3)取出喷补料加复合结合剂经过成型、烧结，检测，即一种RH浸渍管用喷补料样品。本发明经检测，1500℃烧后体积密度为2.65g/cm

本发明所列举的各原料，以及本发明各原料的上下限、区间取值，以及工艺参数(如温度、时间等)的上下限、区间取值都能实现本发明，在此不一一列举实施例。

以上所述是本发明的优选实施方式而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和变动，这些改进和变动也视为本发明的保护范围。