15358968703
歡迎來到云軋鋼官方商城！
轉(zhuǎn)爐用水系大面修補料的研制
熱態(tài)修補料主要用于轉(zhuǎn)爐的裝料側(cè)、出鋼側(cè)和爐底，是延長轉(zhuǎn)爐爐齡的必要材料。其施工方法一般有兩種：①投補。它是利用人力以投入的方式進行施工;②大面積修補。即用轉(zhuǎn)爐操作臺上設置的裝料斗將其傾入爐內(nèi)，然后傾動爐身，使受熱后具有一定流動性的補爐料在要修補的爐襯上鋪展開來，通過一定時間的燒結，使其硬化產(chǎn)生一定強度，并和修補部位的砌體產(chǎn)生牢固的黏結。因此大面修補料要求具有良好的流動性，足夠的施工時間，能快速燒結，黏結強度高等。
目前，轉(zhuǎn)爐大面修補料主要為碳結合鎂質(zhì)修補料，是以焦油、瀝青等為結合劑，在修補過程中產(chǎn)生大量的黑煙，對施工環(huán)境和工人身體健康造成較大危害;同時該補爐料燒結時間長，嚴重影響鋼廠生產(chǎn)節(jié)奏，降低了煉鋼效率。因此，開發(fā)轉(zhuǎn)爐用水系大面修補料，具有積極意義。本文論述了新研制的一種性能較好的環(huán)保型快速燒結轉(zhuǎn)爐用水系大面修補料，并進行了工業(yè)應用。
試驗
1.1原料及試驗方案
本試驗所用的主要原料及化學組成列于表1。
表1 主要原料的化學組成
試驗用主要原料為：粒度為5~3mm、3~1mm、1~0mm的96T電熔鎂砂;粒度W0.088mm的97電熔鎂砂;a-Al?O?微粉和鈦白粉;結合劑為Elkem公司95硅微粉;助燒劑分別為硼酸、硅酸鈉;緩凝劑采用檸檬酸;減水劑采用高效減水劑Z、六偏及添加劑K-1細粉。
1.2試驗過程和性能檢測
按照表2設計好的配方配料10kg，混合均勻，再加水攪拌5min后，測常溫流動值、高溫流動值，然后將剩余泥料澆注成型為40mmx40mmx160mm的樣塊后，檢測黏結強度及其他物理性能。
表2 試樣配比
常溫流動性：將上口內(nèi)徑為70mm、高60mm、下口內(nèi)徑為100mm的截錐圓模垂直放置于直徑為300mm的光滑鐵板上，將攪拌后的修補料裝入其中，然后垂直拔起截錐圓模，待修補料停止流動后，以兩條相互垂直的直徑平均值衡量其常溫流動性。
高溫流動性：將攪拌后的修補料裝入下口內(nèi)徑為70mm、高60mm、上口內(nèi)徑為100mm的長柄圓勺，迅速將修補料倒入在電爐中經(jīng)1100℃預熱的270mmx270mm的鐵槽中，經(jīng)1100℃保溫5min后取出冷卻，然后以兩條相互垂直的直徑平均值衡量其高溫流動性。
黏結強度：(1)挑選出掛渣的鎂碳殘磚，切割成40mmx40mmx80mm的樣塊，將其放入40mmx40mmx160mm三聯(lián)模的一端，另一端倒入攪拌后的修補料，測定其干燥后修補料與鎂碳殘磚交接處的抗折強度。(2)將95鎂磚切割成40mmx40mmx65mm的樣塊，將其放入三聯(lián)模的兩端，中間倒入攪拌后的修補料，測定干燥后修補料與95鎂磚交接處的抗折強度，以上交接處的抗折強度定義為常溫黏結強度;經(jīng)高溫處理后所測得交接處的抗折強度定義為高溫黏結強度。
物理性能：攪拌后的泥料放入40mmx40mmX160mm模具中振動成型，養(yǎng)護24h后脫模，繼續(xù)在空氣中養(yǎng)護24h然后在110T烘干24h，并分別于1100℃、1500℃熱處理并保溫3h，分別按照YB/T5200-2008、GB/T3001-2007、GB/T5027-2008、GB/T3002-2004測定體積密度、常溫抗折強度、常溫耐壓強度、高溫抗折強度。
結果與分析
2.1減水劑及緩凝劑的添加對修補料流動性的影響
減水劑及緩凝劑的添加對修補料常溫流動性、流動值衰減性、高溫流動性及中溫黏結強度的影響示于圖1。
圖1減水劑及緩凝劑的添加對修補料常溫流動性、高溫流動性、流動值衰減性及中溫整結強度的影響
由圖1可知，單一釆用高效減水劑Z修補料的常溫流動性過于優(yōu)越，但泥料易發(fā)生泌水現(xiàn)象，此現(xiàn)象會導致泥料流動性衰減過快，影響修補料現(xiàn)場施工。當釆用高效減水劑Z與六偏復合時，伴隨著流動性下降，泌水現(xiàn)象消失，雖流動性衰減稍有改善，但還是不能滿足現(xiàn)場施工。由圖1(a)和(b)可知，常溫流動性與高溫流動性規(guī)律是相同的。圖1(c)可見，隨著緩凝劑檸檬酸的引入，修補料流動性稍有下降，流動性衰減大幅度改善，30min內(nèi)流動性幾乎無下降趨勢，可滿足現(xiàn)場施工。由圖1(d)可知，該修補料具有一定的黏結強度，所以在施工時并不需要擔心與轉(zhuǎn)爐大面無法黏結而導致脫落。由于檸檬酸是一種防水化添加劑，MgO粒子表面與混合水接觸后生成MgOH*離子群并隨后快速吸附檸檬酸鹽離子，生成了一種低溶解度的檸檬酸鎂保護層，所形成的薄膜阻止了氧化鎂的水化，從而起到緩凝的作用，改善澆注料的流變性和施工性能。
2.2 a-Al?O?粉、鈦白粉及K-1的添加對修補料流動性和高溫抗折強度的影響
a-Al?O?微粉、鈦白粉及K-1的添加對修補料流動性和高溫抗折強度的影響示于圖2。
圖2 a-Al?O?粉、鈦白粉及K-1的添加對修補料流動性和高溫抗折強度的影響
由圖2可知，加入a-Al?O?，微粉修補料流動性并未出現(xiàn)大幅度下降，高溫抗折強度也未達到要求值;加入鈦白粉修補料流動性呈現(xiàn)下降趨勢,且高溫抗折強度并未有所提高;a-Al?O?微粉與K-1復合使用時，其流動值可滿足施工，且高溫抗折強度達到最高;而當鈦白粉與K-1復合使用時，流動值最低且高溫抗折強度也未有明顯提高。由于二氧化硅微粉的顆粒細小,表面自由能大，晶格缺陷多，活性大，在中高溫下較易與高鋁質(zhì)耐火材料中的氧化鋁發(fā)生莫來石化反應，從而提高修補料的中高溫燒后強度;另一方面，加入a-Al?O?微粉，能起到填充作用，減少澆注料的顯氣孔率，使?jié)沧⒘现械慕Y構缺陷減少，提高其抗侵蝕性能;加入的a-Al?O?微粉還可與修補料中MgO細粉反應生成MA，并伴有一定的體積膨脹，使?jié)沧⒘系慕Y構更加致密。在加入K-1后修補料的高溫抗折強度有所提高。
2.3 助燒結劑的添加對修補料流動性和中溫抗折強度的影響
助燒結劑的添加對修補料流動性和中溫抗折強度的影響示于圖3。
圖3 助燒結劑的添加對修補料流動性和中溫抗折強度的影響
由圖3可知，加入氧化鐵紅粉對修補料流動性及燒結性無負面影響，但對燒結性的提高較低;加入硼酸對修補料的流動性無負面影響，但燒結性有大幅度提高;而加入硅酸鈉后雖然對修補料的燒結性有所提高，但是修補料的流動性大幅度降低，無法滿足現(xiàn)場施工。硼酸在相對低溫下有相變趨勢，可能產(chǎn)生富硼液相，從而提高修補料燒結反應。無定型氧化硼沒有固定的熔點，在325℃時開始軟化，500℃全部成為液體。而且修補料組成中這種液相的存在可以幫助物質(zhì)更快的傳輸(擴散)并誘導系統(tǒng)中其它組分更易發(fā)生相互作用，從而提高燒結。
工業(yè)應用
綜合考慮各項性能，選擇6#方案，將制成的水系修補料在某鋼廠100t轉(zhuǎn)爐上進行工業(yè)性試驗，對前大面出現(xiàn)明顯凹坑部位進行修補，每次補爐用2t修補料，燒結時間<30min，平均使用壽命達到45爐次以上。
結論
(1)加入檸檬酸，修補料的流動衰減明顯得到改善，可提高泥料流變性，延緩凝結，減少施工時間。
(2)修補料中加入K-1后高溫抗折強度有明顯提高。
(3)助燒結劑的引入，可提高修補料的中溫抗折強度，而不影響修補料的施工性能。
實時匯聚核
心行業(yè)動態(tài)
15358968703
實時匯聚核心行業(yè)動態(tài)
15358968703