一种钢水包工作衬层用耐火喷涂料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于耐火材料领域，涉及一种与高温钢水熔液接触部位的工作衬层用耐火材料，特别涉及一种钢水包工作衬层用耐火喷涂料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]现在钢铁公司炼钢厂钢水包工作衬层耐材一般采用镁碳质砖、铝镁碳质耐火砖等耐火定型产品，由于耐火砖存在耐压强度低、气孔率较高、抗侵蚀性差等弊病，且施工劳动强度大，砌筑时砖与砖缝隙难以控制一致，维修不方便且存在使用过程中的安全隐患。随着钢铁冶炼技术的快速发展，对钢水包工作衬耐火材料提出了更高要求，尤其是其工作衬层受高温钢水热冲击损耗较快，维修周期长，影响工作衬层耐材的整体使用寿命，一般工作衬层使用寿命在100至120包次。这种情况下，需开发一种抗侵蚀性能好、抗氧化性能、耐冲刷性强且施工维护快捷简便的工作衬层长寿型耐火材料。镁碳质耐火砖、铝镁碳质耐火砖等成本高、生产工艺复杂、施工维护周期长、使用寿命短及综合成本高。
[0003]中国专利(公开号为CN103896615A)介绍了一种钢包内衬用铝镁浇注料及其制备方法。其技术方案是:以50~65wt%的微孔刚玉颗粒为骨料，以10~15wt%的刚玉细颗粒、15~30wt%的刚玉细粉、2~8wt%的氧化镁微粉、2~8wt%的α -Al203微粉、2~8wt%的铝硅凝胶粉为基质料，外加占骨料和基质料之和3~10wt%的水，搅拌均匀，振动成型，100~150°C条件下保温12~36小时，制得钢包内衬用铝镁浇注料。
[0004]中国专利(公开号为CN103601516A)介绍了一种钢包衬用修补料及其制备方法。由干料和外加的水组成，干料按重量百分比计，由以下组分组成:刚玉38~76%、烧结镁砂12~45%、助烧结剂4~12%、结合剂2~4%、粘土 1~5%、三聚磷酸钠1~4%和亚基纤维素1~2%，水的加入量为干料重量的12~16%。
[0005]中国专利(公开号为CN103601517A)介绍了一种钢包工作衬用化学结合铝镁质修补料。由干料和外加的粘结剂组成，所述干料按重量百分比计，由以下组分组成:高铝质骨料75~80%、烧结镁砂细粉10~15%、氧化铝微粉1~5%和粘土 1~5%，其中，高铝质骨料和烧结镁砂细粉为主要成分，氧化铝微粉作为助烧结剂，粘结剂的加入量为干料重量的5~10%。
[0006]中国专利(公开号为CN103086728A)介绍了一种钢包工作层用防爆浇注料，其特征在于:通过复合防爆剂和复合减水剂在浇注料中的引入，以及调整浇注料基质的组成和配比，改善材料的内部结构，提高材料的透气性和中温强度，可以有效避免浇注料在烘烤过程中的脱皮、剥落甚至爆裂等问题，避免给用户造成损失，同时可以减少烘烤时间，节约能源，减少污染。
[0007]中国专利(公开号为CN103833385A)介绍了一种钢包工作层砖防粘渣涂料，其成分重量百分比为:菱镁矿粉料65~85%，石英砂粉料8~20%，生粘土粉料3~8%，磷酸盐2~5%，有机结合剂0.5-2% ;水，外加，占粉料总重量的30~45%。
[0008]中国专利(公开号为CN102718516A)介绍了一种钢包喷补料，可以有效解决钢包热喷补的问题。技术方案是该喷涂料是由以下重量百分比计的:均化料65-85%，镁砂5-15%，废刚玉尖晶石5-15%，结合剂2-10%，增塑剂1_5%混合均匀制成。
[0009]中国专利(公开号为CN102491763A)介绍了一种钢包工作衬砖及其制备方法。其技术方案是:以3?7wt%的MgO微粉与Si02微粉的混合物、78?88wt%的刚玉颗粒、6?10wt%的刚玉细粉和2?6wt%的α -Al203微粉为原料，以0.11?0.20wt%的木质磺酸钙、金属Al粉、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠和偶氮化合物的混合物为外加剂。按原料含量和外加剂的加入量，将外加剂和MgO微粉与Si02微粉的混合物预混均匀，加入其余原料混合均勾，再外加3.5?6.5wt%水，搅拌0.5?I分钟，经超声处理后饶注，振动成型，还体在室温下养护8?24小时，然后在110?200°C条件下保温12?36小时。
[0010]中国专利(公开号为CN102515795A)本发明公开了一种钢包包底热修补料，它是由含氧化铝颗粒料、含氧化镁颗粒料、液体石蜡、氯酸钾或高氯酸钾、氧化铁、金属粉末等原料制成的，首先将含氧化铝和氧化镁的耐火颗粒料混和搅拌，加入液体石蜡充分混匀，直至颗粒料被液体石蜡均匀包裹，得到材料A ;然后将氧化铁与氯酸钾或高氯酸钾混和，得到材料B ;最后将材料A、B和金属粉末混和均匀即可。
[0011]中国专利(公开号为CN101481257A)本发明公开了一种钢包渣线喷补料，包括主体材料、结合剂和B203添加剂，主体材料与被喷补体材质相一致，为镁质和/或镁钙质碱性材料，化学组分为Mg0、Ca0、Si02 ;组成物质的临界粒度小于或等于3_，其中的粒度分布为粗颗粒:中颗粒:细粉=(4.2?5.8): (1.5?2.8): (2.4?3.9);结合剂为任意比例的磷酸盐和硅酸盐复合结合剂；镁质、镁钙质主体材料85?95%，结合剂:1?10%，B203添加剂:0.1?5%。
[0012]中国专利(公开号为CN101486581A)介绍了一种钢包工作衬用可塑修补料，属于耐火材料领域。修补料主料重量百分比为:5 - 70%的高铝矾土，20 - 90%的刚玉，4 -20%的氧化镁，主料外另加占主料重量5 — 20%的硅溶胶。高铝矾土的粒度不大于10mm，A1203含量不小于80% ;刚玉包括棕刚玉、亚白刚玉、板状刚玉及电熔白刚玉等；氧化镁包括中档镁砂、高纯镁砂及电熔镁砂等，其MgO含量不小于93.0% ;硅溶胶溶液，Si02含量为20.0%—40.0%，Na20 含量不大于 0.4%，pH 范围为 8.5 — 12。
[0013]以上专利与本发明比较具有实质性的不同之处。目前尚没有检索到与本技术完全相同的关于钢水包工作衬层用耐火喷涂料制备方法方面的文献与公开发明专利。
【发明内容】
[0014]本发明正是针对上述现有技术中所存在的不足之处，在充分节能降耗前提下，为了满足钢水包工作衬层连续使用及施工维护快捷方便等要求，开发并提供了一种钢水包工作衬层用耐火喷涂料；工作衬层喷涂材料采用烧结矾土熟料、电熔镁砂、电熔铝镁尖晶石、活性氧化铝微粉、电熔白刚玉、红柱石、氧化硅微粉等原料，经改良优化配比并提高材料的高温强度及耐高温冲刷性能；制备工艺和施工维护方法简便，它可取代现有技术的镁碳质耐火砖、铝镁碳质耐火砖及施工维护方式，并显著提高了对高温钢水溶液的抗侵蚀性能；具有良好的快速快干烧结性能、防爆性能优异、材料结合强度高、抗击钢水冲刷性能优良，材料消耗及综合成本降低特点；该耐火喷涂材料采用无碳材料组配，环保无污染，可有效净化钢水；广泛用于钢水包与高温钢水熔液接触部位及要求抗冲刷性及抗侵蚀性强的工作衬层等部位，能有效提高和延长工作衬层的使用寿命提升至180包次以上。
[0015]本发明的技术方案是这样实现的:一种钢水包工作衬层用耐火喷涂料，它是由下列重量份数的原料制备而成的:电熔棕刚玉20至50份，电熔镁砂10至20份，电熔铝镁尖晶石8至20份，电熔白刚玉5至12份，活性氧化铝微粉5至10份，红柱石3至10份，二氧化硅微粉3至7份，烧结剂2至5份，外加防爆纤维0.1至0.2份，外加复合减水剂0.1至
0.3 份。
[0016]所述的烧结帆土熟料是由粒度3至4mm和I至3 mm的二种原料组成，烧结帆土熟料中氧化铝总含量彡88% ;所述的电熔镁砂是由粒度I至3mm和0.1至I mm的二种原料组成，电熔镁砂中氧化镁总含量多95%;所述的电熔铝镁尖晶石是由粒度0.1至Imm和< 0.074mm的两种原料组成，电熔铝镁尖晶石中氧化铝总含量为多90%，氧化镁总含量^ 8% ;所述的电熔白刚玉粒度< 0.044mm,电熔白刚玉中氧化铝总含量为多99% ;所述的活性氧化铝微粉粒度< 4μπι，活性氧化铝微粉中氧化铝总含量为多99% ;所述的红柱石是由粒度0.08至Imm原料组成，红柱石中氧化铝总含量为多60% ;所述的二氧化硅微粉粒度
<Ιμπι, 二氧化硅微粉中二氧化硅总含量为彡95%。所述的烧结剂为高岭土，粒度为0.088至0.1mm,高岭土中氧化铝总含量为彡35% ；
所述的防爆纤维是由熔点为105°C的防爆纤维组成的；所述的复合减水剂是由质量百分数20%至80%的SM和质量百分数30%至60%的六偏磷酸钠组成。
[0017]一种如上所述的钢水包工作衬层用耐火喷涂料的制备方法，其制备方法如下:首先根据上述配方配料，将烧结矾土熟料、电熔镁砂和防爆纤维一起加入混合机中搅拌混合，时间为2分钟，然后再依次加入电熔铝镁尖晶石、活性氧化铝微粉、电熔白刚玉、红柱石、二氧化硅微粉、烧结剂、复合减水剂搅拌混合，时间为3至4分钟，得到喷涂料产品；把制备好的喷涂料产品称量后装入防潮包装袋中，密封后存放干燥处，待发运至钢水包施工现场使用。
[0018]经检测指标为:经过110°C X24h干燥后体积密度为2.65至2.75g/cm3 ;经过IlO0C X24h干燥后常温耐压强度为55至70MPa ;经过110°C X24h干燥后常温抗折强度为8至1MPa ;经过1550°C X3h烧后耐压强度为90至IlOMPa ;经过1550°C X3h烧后抗折强度为12至15MPa ;经过1550°C X3h烧后永久线变化率为0.15至0.3%。
[0019]本发明的有益效果是:一种钢水包工作衬层用耐火喷涂料，制备方法简单，施工简便，可实现工作衬层的快捷施工维护及快速投入使用；该喷涂材料采用无碳材料组配，环保无污染，既可有效净化钢水，又充分改善了钢水包工作衬层高温钢液的耐冲刷性、抗渣侵蚀性、抗热震稳定性能，产品综合效益提升等特点，能有效提高和延长钢水包工作衬层使用寿命O
【具体实施方式】
[0020]一种钢水包工作衬层用耐火喷涂料，它是由下列重量份数的原料制备而成的:电熔棕刚玉20至50份，电熔镁砂10至20份，电熔铝镁尖晶石8至20份，电熔白刚玉5至12份，活性氧化铝微粉5至10份，红柱石3至10份，二氧化硅微粉3至7份，烧结剂2至5份，外加防爆纤维0.1至0.2份，外加复合减水剂