质高温热态修补材料及其使用方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及耐火材料技术领域，特别涉及一种Mg〇-Al2化质高温热态修补材料及 其使用方法。
【背景技术】
[0002] W Mg〇-Al2〇3质碱性耐火材料为内衬的高温炉塞应用非常广泛，不仅因为 MgO-Al,化质材料耐高温性能好，还在于该类材料抗碱性渣侵蚀性能好，所W在钢铁冶金及 水泥行业应用很多。
[0003] 例如炼钢及精炼炉采用耐高温的Mg〇-Al2化质材料作为工作内衬，在应用过程中 受到钢水、烙渣的侵蚀和渗透，耐火内衬经常出现烙损、开裂及剥落而导致高温炉塞寿命下 降提前下线，因此需要在应用过程中对损坏严重的部位进行经常性修补，W保持炉塞的整 体寿命。
[0004] 炼钢工序的RH精炼炉通常采用的是镇铅砖，RH炉精炼温度一般在1560~ 165(TC，真空度最高可达50化，炉渣属于高碱度渣。在该种高温和碱性使用环境下，镇铅砖 中的化2化易和炉气中的碱金属氧化物反应生成六价铅化合物R2化〇4,在其它条件下也可形 成R2(Cr?巧〇4固溶体。该两种化合物都是有毒的水溶性物质，无论排放到大气中，还是存 留在使用后拆除的残砖中，六价铅离子都会对人类及动物造成严重危害。因此RH炉环境友 好无铅内衬材料的应用成为了环保绿色耐火材料的亮点，经过研究与实践宝钢走在RH无 铅化的技术前列。所W镇尖晶石砖成为了替代RH镇铅砖性价比最优的耐火材料。
[0005] 随着冶炼钢种的需求，RH也成为了钢水脱硫的精炼容器，喷粉脱硫对其下部槽、环 流管耐火砖的冲刷、渣侵非常严重，经常出现裂缝、烙洞等损坏现象，不得不在高温热态情 况下（80(TC W上）对该些重点部位进行紧急修补。通常采用的方式有半干法喷补及湿法喷 补，但该两类修补材料在应用时都要加入大量的水，采用水合结合剂通过化学反应，使修补 料粘附在被修补部位并产生强度。该些修补方式可W延长钢铁冶炼炉的寿命但同时也存在 不少缺点：喷补料含水，在上千度的热态修补条件下，水分迅速蒸发，影响料的粘附性，造成 粘结强度低影响使用寿命，材料回弹率高造成材料消耗高；水对红热的被修补层也非常不 利，急剧冷却有时造成被修补层耐材开裂、剥落，反而影响炉体寿命。另外普通修补料有的 还采用无机盐结合剂如磯酸盐、娃酸盐等，与水合结合剂化学反应产物一样通常都是低烙 点物相，不利于修补材料的抗侵蚀烙损性能。因此需要开发一种适合高温炉塞高温热态下 修补、性能优异的修补材料。
[0006] 中国专利CN200910011434. 0提供一种喷枪热态修补料；其组成材料是莫来石、耐 火水泥、镇砂、磯酸二氨铅或水玻璃，修补时间短，热稳定性好，强度高。但该技术材料组成 不适合修补镇铅质耐火材料。
[0007] 中国专利CN201210017178. 8提供一种抗水化炼钢转炉用热态修补材料，其方案 是40~70%的镇砂、50~20%的鱗片石墨，15~40%的镇橄揽石细粉为原料，外加1~10% 单质娃粉和15~30%液体酷酵树脂。揽拌混合后倒入热态高温的转炉中进行修补，具有烧 结时间短、高温强度高、耐侵蚀的使用特点。但该技术同样不适合修补高温炉塞及苛刻的使 用条件。
【发明内容】
[000引本发明的目的是提供一种Mg0-Al203质热态修补高温材料及其使用方法，主要是 针对修补镇铅质母体耐材的高温炉塞。它不含水、不含低烙点的有机及无机结合剂，具有优 异的耐高温性能、抗侵蚀性能，与修补的母体材料结合强度高，与现有技术比有更好的使用 寿命和应用效果。
[0009] 为达到上述目的，本发明的技术方案是：
[0010] 一种Mg〇-Al2〇3质热态修补高温材料，其成分重量百分比为：
[0011]镇砂 粒度 5-Omm 65 ~80〇/〇，
[001引镇铅尖晶石粒度1-Omm 6~200/0，
[001引氧化铅微粉粒度10-0 ym 3~6%，
[0014] 金属发热剂，其为镇铅金属复合粉粒度0.074~0mm 5~12%，其中，镇铅 金属复合粉的比例为Mg:Al=4:l~1:1。
[0015] 本发明的一种Mg〇-Al2化质热态修补高温材料的使用方法，该高温材料的成分重 量百分比为；镇砂粒度5-0mm65~80%，镇铅尖晶石粒度l-0mm6~20%，氧化铅微粉粒度 10-0 y m3~6%，金属发热剂，其为镇铅金属复合粉粒度0. 074~0mm5~12%，其中，镇铅金 属复合粉的比例为Mg:Al=4:l~1:1 ;将上述修补高温材料通过一输送管道，W氧气、或氧 气与空气的混合气体、或空气为载体及助燃气体，气体压力不小于0. 4MPa，将其输送到带有 冷却系统的喷枪，喷补在高温炉塞被修补区域，修补时高温炉塞保持80(TC W上的高温，高 温炉塞母体耐火材料所产生的热量会使金属发热剂和氧气之间发生放热反应，放热反应释 放出来的高热量能使反应区的修补料沉积在母体耐火材料基底之前将其部分烙融软化；同 时释放出来的热量也会部分软化和烙融欲修补的母体耐火材料表面，该样在母体耐火材料 和修补体牢固地粘合在一起，修补体可W填充裂缝、溶洞、剥落凹面等部位，或形成一层新 的衬体，延长炉塞的寿命。
[0016] 本发明修补材料在应用时不含水，不含低烙点的有机或无机结合剂，因此，修补层 在使用中具有优异的耐高温性能，抗钢水、渣侵蚀和冲刷的性能，大大延长了炉塞整体寿 命。
[0017] 本发明修补材料克服了现有技术的缺点，主要是针对镇铅质母体耐材高温炉塞的 热态修补，修补时不含水与低烙点结合剂，回弹率低，粘结强度高，具有优异的抗侵蚀性、耐 高温性。
[0018] 金属粉发热剂在燃烧过程中会氧化生成MgO或Al2〇3,该两种物质不仅是高烙点物 相，而且和母材的主成分是一致的，不会成为杂质；并且在应用中在高温作用下可W反应生 成镇铅尖晶石，同样是母材耐火材料的主成分，因此可W保证修补层材料的耐高温性能、抗 侵蚀性能。
[0019] 本发明的有益效果是：
[0020] 1)修补质量高。塞炉热态下的高温能使修补料中的金属发热剂燃烧放热，使内衬 破损部位及修补料本身烙融软化，从而将修补料粘附在需修补处，产生了在整个耐火材料 上延伸的连续结构，使受损的耐火材料得到修复。加之修补料与母体耐火材料材质接近，修 补料与母材耐火材料烙为一体坚固耐用。
[0021] 2)延长耐火层整体寿命，避免了由于有意冷却整体耐火层或将整体耐火层再加热 到工作温度期间产生温度应力对耐材结构产生的破坏。
[0022] 3)降低耐火材料消耗。与其他修补方式相比，该修补料回弹率极低，提高了单位耐 材的利用率。
[0023] 4)采用该技术的修补层组织致密，气孔率低，抗热震性、抗侵蚀性抗冲刷性强。寿 命普遍比含水喷补法高出许多倍。
[0024] 5)修补时不含水，避免了热态修补时水蒸发对修补层造成的剥落及水对被修补层 母体材料的破坏。
[00巧]本发明在于提供一种高温热态修补炉塞的Mg〇-Al2化质耐火材料，尤其适合修补 母体材料为镇尖晶石砖，镇铅质、镇质材料的高温炉塞，修补时炉塞温度> 80(TC W上。
【具体实施方式】
[0026] 下面结合实施例对本发明做进一步说明。
[0027] 本发明实施例如下表1，表2为本发明实施例修补体材料的物理性能。
[0028] 表1实施例的材料组成（wt%)
[0029]
【主权项】
1. 一种MgO-Al2O3质热态修补高温材料，其成分重量百分比为： 镁砂 粒度 5-0_ 65~80%， 镁铝尖晶石粒度I-Omm6~20%， 氧化铝微粉粒度IO-Oum3~6%， 金属发热剂，其为镁铝金属复合粉粒度0.074~0_ 5~12%，其中，镁铝金属 复合粉的比例为Mg:Al=4:1~1:1。
2. -种MgO-Al2O3质热态修补高温材料的使用方法，该高温材料的成分重量百分比为： 镁砂粒度5-0mm65~80%，镁铝尖晶石粒度l-0mm6~20%，氧化铝微粉粒度10-0iim3~6%， 金属发热剂，其为镁铝金属复合粉粒度0.074~0_ 5~12%，其中，镁铝金属复合粉 的比例为Mg:Al=4:l~1:1 ;将上述修补高温材料通过一输送管道，以氧气、或氧气与空气 的混合气体、或空气为载体及助燃气体，气体压力不小于〇. 4MPa，将其输送到带有冷却系统 的喷枪，喷补在高温炉窑被修补区域，修补时高温炉窑保持800°C以上的高温，高温炉窑母 体耐火材料所产生的热量会使金属发热剂和氧气之间发生放热反应，放热反应释放出来的 高热量能使反应区的修补料沉积在母体耐火材料基底之前将其部分熔融软化；同时释放出 来的热量也会部分软化和熔融欲修补的母体耐火材料表面，这样在母体耐火材料和修补体 牢固地粘合在一起，修补体可以填充裂缝、溶洞、剥落凹面等部位，或形成一层新的衬体，延 长炉窑的寿命。
【专利摘要】一种MgO-Al2O3质热态修补高温材料及其使用方法，该材料成分重量百分比为：镁砂粒度5-0mm65～80%，镁铝尖晶石粒度1-0mm6～20%，氧化铝微粉粒度10-0μm3～6%，金属发热剂，其为镁铝金属复合粉粒度0.074～0mm5～12%；镁铝金属复合粉比例为Mg:Al=4:1～1:1；修补高温材料通过输送管道，以氧气或和空气的混合气体为载体及助燃气体，通过喷枪喷补在高温炉窑被修补区，修补时高温炉窑保持800℃以上的高温，产生的热量使金属发热剂和氧气之间发生放热反应，使修补料沉积在母体耐火材料基底之前将其部分熔融软化；同时也软化和熔融欲修补的母体耐火材料表面，母体耐火材料和修补体牢固地粘合在一起，延长炉窑寿命。
【IPC分类】F27D1-16, C04B35-66
【公开号】CN104725055
【申请号】CN201310712289
【发明人】甘菲芳, 赵明, 姚金甫, 金从进, 郑庆, 马志刚, 杨健, 刘继鸣, 王峰
【申请人】宝山钢铁股份有限公司
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2013年12月20日