本发明属于喷补料技术领域。具体涉及一种炼铜转炉喷补料及其制备方法。
背景技术：
炼铜转炉是火法炼铜工业中重要的冶炼设备，其冶炼过程伴随强烈的热应力作用及熔渣侵蚀，因此，炼铜转炉内衬在服役过程中易发生损毁，且不同部位损毁程度差异明显，故通过喷补对炼铜转炉进行维护可有效延长炉衬使用寿命。
目前，炼铜转炉的喷补料主要包括湿式喷补料（湿法喷补）和干式喷补料（干法喷补）。采用湿式喷补料进行炼铜转炉修补，一般喷补料的挥发份含量较高，这虽有利于提高喷补料的流动性，但同时也降低了喷补料的致密度和高温性能；相反，采用干式喷补料进行炼铜转炉修补，虽然挥发份含量较低，但干式喷补料在修补过程中粉尘损耗较大（细粉损耗较多），大大降低了喷补料的结合强度。
技术实现要素：
本发明旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种成本低廉和工艺简单的炼铜转炉喷补料的制备方法，用该方法制备的炼铜转炉喷补料的致密度高和耐压强度大。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案的步骤是：
第一步、按铝铬渣︰棕刚玉︰聚丙烯酰胺的质量比为1︰(1~1.5)︰(0.01~0.03)配料，混合5~8分钟，即得预混颗粒料。
第二步、按铬精矿细粉︰γ-氧化铝微粉︰高纯镁砂细粉︰氧化锆微粉的质量比为1︰(20~25)︰(3~5)︰(1~1.5)配料，混合8~10分钟，即得预混基质料。
第三步、将所述预混基质料在30~50mpa条件下压制成型，再将成型后的坯体置于马弗炉中，在空气气氛和1350~1400℃条件下热处理30~60分钟，随炉冷却，出炉，破碎，研磨至粒度为60~80μm，制得热处理料。
第四步、按所述预混颗粒料︰所述热处理料的质量比为(1.9~2.2)︰1配料，混合5~10分钟，制得混合料。
第五步、按所述混合料︰铝溶胶︰羧甲基纤维素的质量比为1︰(0.06~0.09)︰(0.001~0.002)，向所述混合料中依次加入所述铝溶胶和所述羧甲基纤维素，混合5~8分钟，在25~35℃条件下困料20~30分钟，制得炼铜转炉喷补料。
所述铝铬渣为冶炼铬铁合金所产生的炉渣，铝铬渣的主要化学成分是：al2o3为90~92wt%，cr2o3为5~8wt%；所述铝铬渣的粒度为0.1~3mm。
所述棕刚玉的al2o3含量≥98.5wt%；棕刚玉的粒度为0.1~3mm。
所述聚丙烯酰胺为化学纯。
所述铬精矿细粉的主要化学成分是：al2o3为15~20wt%，mgo为25~30wt%，cr2o3为30~35wt%，fe2o3为5~8wt%，sio2为3~5wt%；所述铬精矿细粉的粒度为60~80μm。
所述γ-氧化铝微粉的al2o3含量≥99wt%；所述γ-氧化铝微粉的粒度为60~80μm。
所述高纯镁砂细粉的mgo含量≥98wt%；高纯镁砂细粉的粒度为60~80μm。
所述氧化锆微粉的主要化学成分是：zro2≥95wt%，mgo≥3wt%；所述氧化锆微粉的粒度为60~80μm。
所述铝溶胶的al2o3含量为10~15wt%。
所述羧甲基纤维素为化学纯。
由于采取上述技术方案，本发明与现有技术相比具有如下积极效果：
1、本发明采用冶炼铬铁合金所产生的炉渣为主要原料，显著降低了炼铜转炉喷补料的制备成本。
2、本发明在制备过程中无需特殊设备和复杂的处理技术，节省劳动力资源，工艺简单。
3、本发明利用溶胶结合及絮凝作用，降低喷补料的水分含量，进而实现半干法喷补，增大炼铜转炉喷补料的致密度和冷态耐压强度。
本发明制备的炼铜转炉喷补料经测定：1400℃×3h热处理后体积密度为2.83~2.88g/cm3；1400℃×3h热处理后耐压强度为40~45mpa。
因此，本发明具有成本低廉和工艺简单的特点；所制备的炼铜转炉喷补料致密度高和耐压强度大。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的描述，并非对其保护范围的限制。
为避免重复，先将本具体实施方式所涉及的物料统一描述如下，实施例中不再赘述：
所述铝铬渣为冶炼铬铁合金所产生的炉渣，铝铬渣的主要化学成分是：al2o3为90~92wt%，cr2o3为5~8wt%；所述铝铬渣的粒度为0.1~3mm。
所述棕刚玉的al2o3含量≥98.5wt%；棕刚玉的粒度为0.1~3mm。
所述聚丙烯酰胺为化学纯。
所述铬精矿细粉的主要化学成分是：al2o3为15~20wt%，mgo为25~30wt%，cr2o3为30~35wt%，fe2o3为5~8wt%，sio2为3~5wt%；所述铬精矿细粉的粒度为60~80μm。
所述γ-氧化铝微粉的al2o3含量≥99wt%；所述γ-氧化铝微粉的粒度为60~80μm。
所述高纯镁砂细粉的mgo含量≥98wt%；高纯镁砂细粉的粒度为60~80μm。
所述氧化锆微粉的主要化学成分是：zro2≥95wt%，mgo≥3wt%；所述氧化锆微粉的粒度为60~80μm。
所述铝溶胶的al2o3含量为10~15wt%。
所述羧甲基纤维素为化学纯。
实施例1
一种炼铜转炉喷补料及其制备方法。本实施例所述制备方法的步骤是：
第一步、按铝铬渣︰棕刚玉︰聚丙烯酰胺的质量比为1︰(1~1.2)︰(0.01~0.02)配料，混合5~8分钟，即得预混颗粒料。
第二步、按铬精矿细粉︰γ-氧化铝微粉︰高纯镁砂细粉︰氧化锆微粉的质量比为1︰(20~22)︰(3~4)︰(1~1.2)配料，混合8~10分钟，即得预混基质料。
第三步、将所述预混基质料在30~50mpa条件下压制成型，再将成型后的坯体置于马弗炉中，在空气气氛和1350~1400℃条件下热处理30~60分钟，随炉冷却，出炉，破碎，研磨至粒度为60~80μm，制得热处理料。
第四步、按所述预混颗粒料︰所述热处理料的质量比为(1.9~2.1)︰1配料，混合5~10分钟，制得混合料。
第五步、按所述混合料︰铝溶胶︰羧甲基纤维素的质量比为1︰(0.06~0.08)︰(0.001~0.002)，向所述混合料中依次加入所述铝溶胶和所述羧甲基纤维素，混合5~8分钟，在25~35℃条件下困料20~30分钟，制得炼铜转炉喷补料。
本实施例制备的炼铜转炉喷补料经测定：1400℃×3h热处理后体积密度为2.83~2.85g/cm3；1400℃×3h热处理后耐压强度为40~42mpa。
实施例2
一种炼铜转炉喷补料及其制备方法。本实施例所述制备方法的步骤是：
第一步、按铝铬渣︰棕刚玉︰聚丙烯酰胺的质量比为1︰(1.1~1.3)︰(0.01~0.02)配料，混合5~8分钟，即得预混颗粒料。
第二步、按铬精矿细粉︰γ-氧化铝微粉︰高纯镁砂细粉︰氧化锆微粉的质量比为1︰(21~23)︰(3~4)︰(1.1~1.3)配料，混合8~10分钟，即得预混基质料。
第三步、将所述预混基质料在30~50mpa条件下压制成型，再将成型后的坯体置于马弗炉中，在空气气氛和1350~1400℃条件下热处理30~60分钟，随炉冷却，出炉，破碎，研磨至粒度为60~80μm，制得热处理料。
第四步、按所述预混颗粒料︰所述热处理料的质量比为(1.9~2.1)︰1配料，混合5~10分钟，制得混合料。
第五步、按所述混合料︰铝溶胶︰羧甲基纤维素的质量比为1︰(0.06~0.08)︰(0.001~0.002)，向所述混合料中依次加入所述铝溶胶和所述羧甲基纤维素，混合5~8分钟，在25~35℃条件下困料20~30分钟，制得炼铜转炉喷补料。
本实施例制备的炼铜转炉喷补料经测定：1400℃×3h热处理后体积密度为2.84~2.86g/cm3；1400℃×3h热处理后耐压强度为41~43mpa。
实施例3
一种炼铜转炉喷补料及其制备方法。本实施例所述制备方法的步骤是：
第一步、按铝铬渣︰棕刚玉︰聚丙烯酰胺的质量比为1︰(1.2~1.4)︰(0.02~0.03)配料，混合5~8分钟，即得预混颗粒料。
第二步、按铬精矿细粉︰γ-氧化铝微粉︰高纯镁砂细粉︰氧化锆微粉的质量比为1︰(22~24)︰(4~5)︰(1.2~1.4)配料，混合8~10分钟，即得预混基质料。
第三步、将所述预混基质料在30~50mpa条件下压制成型，再将成型后的坯体置于马弗炉中，在空气气氛和1350~1400℃条件下热处理30~60分钟，随炉冷却，出炉，破碎，研磨至粒度为60~80μm，制得热处理料。
第四步、按所述预混颗粒料︰所述热处理料的质量比为(2.0~2.2)︰1配料，混合5~10分钟，制得混合料。
第五步、按所述混合料︰铝溶胶︰羧甲基纤维素的质量比为1︰(0.07~0.09)︰(0.001~0.002)，向所述混合料中依次加入所述铝溶胶和所述羧甲基纤维素，混合5~8分钟，在25~35℃条件下困料20~30分钟，制得炼铜转炉喷补料。
本实施例制备的炼铜转炉喷补料经测定：1400℃×3h热处理后体积密度为2.85~2.87g/cm3；1400℃×3h热处理后耐压强度为42~44mpa。
实施例4
一种炼铜转炉喷补料及其制备方法。本实施例所述制备方法的步骤是：
第一步、按铝铬渣︰棕刚玉︰聚丙烯酰胺的质量比为1︰(1.3~1.5)︰(0.02~0.03)配料，混合5~8分钟，即得预混颗粒料。
第二步、按铬精矿细粉︰γ-氧化铝微粉︰高纯镁砂细粉︰氧化锆微粉的质量比为1︰(23~25)︰(4~5)︰(1.3~1.5)配料，混合8~10分钟，即得预混基质料。
第三步、将所述预混基质料在30~50mpa条件下压制成型，再将成型后的坯体置于马弗炉中，在空气气氛和1350~1400℃条件下热处理30~60分钟，随炉冷却，出炉，破碎，研磨至粒度为60~80μm，制得热处理料。
第四步、按所述预混颗粒料︰所述热处理料的质量比为(2.0~2.2)︰1配料，混合5~10分钟，制得混合料。
第五步、按所述混合料︰铝溶胶︰羧甲基纤维素的质量比为1︰(0.07~0.09)︰(0.001~0.002)，向所述混合料中依次加入所述铝溶胶和所述羧甲基纤维素，混合5~8分钟，在25~35℃条件下困料20~30分钟，制得炼铜转炉喷补料。
本实施例制备的炼铜转炉喷补料经测定：1400℃×3h热处理后体积密度为2.86~2.88g/cm3；1400℃×3h热处理后耐压强度为43~45mpa。
本具体实施方式与现有技术相比具有如下积极效果：
1、本具体实施方式采用冶炼铬铁合金所产生的炉渣为主要原料，显著降低了炼铜转炉喷补料的制备成本。
2、本具体实施方式在制备过程中无需特殊设备和复杂的处理技术，节省劳动力资源，工艺简单。
3、本具体实施方式利用溶胶结合及絮凝作用，降低喷补料的水分含量，进而实现半干法喷补，增大炼铜转炉喷补料的致密度和冷态耐压强度。
本具体实施方式制备的炼铜转炉喷补料经测定：1400℃×3h热处理后体积密度为2.83~2.88g/cm3；1400℃×3h热处理后耐压强度为40~45mpa。
因此，本具体实施方式具有成本低廉和工艺简单的特点；所制备的炼铜转炉喷补料致密度高和耐压强度大。