本发明涉及钢铁冶炼,尤其涉及一种砖砌钢包熔池壁套浇修补方法。
背景技术:
1、在钢铁冶炼过程中,钢包是重要的设备之一,用于存储、运输和加热熔融的钢水。钢包熔池壁是存储和冶炼钢水的重要设备。然而,在长期使用过程中,熔池壁会受到多种因素影响,导致其耐火材料受到侵蚀和损坏。一旦耐火材料受到损坏,不仅会影响钢包的寿命,还可能对钢铁生产造成安全隐患。近年来钢包熔池壁趋向于使用砖体砌筑的方式替代以往的整体浇筑,这使得钢包熔池壁受到侵蚀后需铲掉重新砌筑,极大的增加耐火材料消耗。
2、因此,目前对于砖砌钢包熔池壁的修复是研究的热点,研究者尝试采用喷补进行修复。然而,喷补修复方法存在显著的缺点,包括:(1)、施工过程中材料反弹、飞溅导致材料的浪费;(2)、喷补不均匀,厚度难以控制;(3)、由于喷补过程中微粉含量过高,烧结性能差;(4)、设备需求复杂,自然养护时间长且苛刻。
3、在原有钢包套浇技术可保留原有耐材,即节省耐材使用量,直接降低耐材使用量。然而,砖砌钢包熔池壁套浇技术未有报道。这是由于熔池壁残砖结构疏松且成分不均,套浇易结合不紧密甚至产生开裂现象。因此,开发一种砖砌钢包熔池壁套浇修补技术,以提高修补质量和寿命,是当前钢铁冶炼领域的重要需求。
技术实现思路
1、针对以上问题,本发明提供一种砖砌钢包熔池壁套浇修补方法,创新性在砖砌钢包熔池壁上进行套浇修补,在使用过程中与原砖层原位形成高温复合相,具有高熔点、高热震稳定性、高强度,抗氧化、抗侵蚀的特点,能够有效实现残砖与套浇层的紧密结合,显著提高修补质量和延长钢包的使用寿命,降低耐火材料消耗,降低钢铁生产过程中的维护成本和安全风险。
2、本发明为实现上述目的所采用的技术方案为:一种砖砌钢包熔池壁套浇修补方法,包括以下步骤:
3、步骤一、清理钢包熔池壁残砖,采用手工和机械方法去掉残砖表面残渣和侵蚀砖层,并对表面进行打磨或异型凹槽;
4、步骤二、支制胎模,所支制胎模与熔池壁的距离为2~15cm;
5、步骤三、配制浇注料,在胎模与钢包熔池壁砖之间进行振动浇注;
6、步骤四、经养护、脱模、烘烤实现套浇修补;
7、步骤五、钢包熔池壁套浇修补后迎钢,原位形成复合晶相结合,实现修补浇注料与残砖紧密结合。
8、进一步的,步骤三中的浇注料由以下重量份数的原始料配制而成,耐火骨料65~95份,耐火微粉1~15份,修补剂1~15份,外加减水剂0.02~1.5份,外加原始料总重的3.5~20%水。
9、其中,耐火骨料包括但不限于尖晶石、板状刚玉、白刚玉、镁砂、铝矾土、黏土中的一种或几种。
10、其中,耐火微粉包括但不限于氧化铝、氮化硅、氟化钠、硅粉、氟化铝、氮化铝、石英粉、莫来石、镁砂、尖晶石、氧化锆中的一种或几种。
11、其中,修补剂包括但不限于水泥、水玻璃、硅溶胶、磷酸二氢铝、树脂中的一种或几种。
12、其中,减水剂包括但不限于六偏磷酸钠,三聚磷酸铵,柠檬酸铵,fs10,fs20,聚丙烯酸铵中的一种或几种。
13、其中,步骤四中的养护方式包括但不限于常规环境、蒸气养护和覆膜养护。
14、其中,步骤四中的烘烤制度包括小火慢烘、中火和大火快烘。
15、步骤五中套浇修补后迎钢原位形成的复相结合包括但不限于塞隆(sialon),镁铝尖晶石、铁铝尖晶石、镁阿隆(mgalon)、莫来石晶须、si2n2o复合体、六铝酸钙中的一种或多种;这些复相材料具有高熔点,高热震稳定性,高强度,抗氧化,抗侵蚀的特点。
16、本发明,创新地采用了支制胎模,在胎模与钢包熔池壁砖之间进行振动浇注;振动后的浇注料以及与残砖在钢包的高温使用环境中紧密结合,发生了质的变化,形成了这些复合晶相;形成的复合相的第一相呈晶须(sialon、mgalon、莫来石晶须)或片状(六铝酸钙)或纤维相(si2n2o),与第二相(镁铝尖晶石相)或多相复合,第一相和第二相晶相晶须的交叉、融合和互相渗透,形成了钉扎效应或包裹效果,尤其提高了迎钢面的抗钢水的侵蚀性能和抗热震性能,同时提高了残砖与浇注料的结合面的结合密度、结合强度,抗热震性和抗侵蚀性等性能,形成了修补层与钢包熔池壁一体化结构。
17、本发明的一种砖砌钢包熔池壁套浇修补方法具有以下优势:
18、1. 修补效果好:采用原位复合法制备,在界面处原位形成复相材料,具有高熔点,高热震稳定性,高强度,抗氧化,抗侵蚀的特点,能够有效实现残砖与套浇层的紧密结合,延长使用寿命;
19、2. 操作简便:该技术操作工艺简单,易于掌握,无需特殊设备或工具;
20、3. 适用范围广:该技术适用于各种类型的钢包耐火材料的损坏修补,具有广泛的应用前景;
21、4. 环保性好:该技术使用的修补材料均为环保型材料,不会对环境造成污染;
22、5. 经济效益高:采用本发明的方法进行钢包耐火材料的修补,能够显著提高修补质量和寿命,降低钢铁生产过程中的维护成本和安全风险;生产效率高,适合工业化生产。
23、本发明的钢包双固相材料修补技术提供了一种有效、简便、环保和经济的方法来解决钢铁冶炼过程中钢包耐火材料损坏的问题。该技术的实施能够显著提高钢包的耐火性能和使用寿命,降低维护成本和安全风险,为钢铁冶炼行业的可持续发展做出贡献。
1.一种砖砌钢包熔池壁套浇修补方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种砖砌钢包熔池壁套浇修补方法,其特征在于:步骤三中的浇注料由以下重量份数的原始料配制而成,耐火骨料65~95份,耐火微粉1~15份,修补剂1~15份,外加减水剂0.02~1.5份,外加原始料总重的3.5~20%水。
3.根据权利要求2所述的一种砖砌钢包熔池壁套浇修补方法,其特征在于:耐火骨料包括但不限于尖晶石、板状刚玉、白刚玉、镁砂、铝矾土、黏土中的一种或几种。
4.根据权利要求2所述的一种砖砌钢包熔池壁套浇修补方法,其特征在于:耐火微粉包括但不限于氧化铝、氮化硅、氟化钠、硅粉、氟化铝、氮化铝、石英粉、莫来石、镁砂、尖晶石、氧化锆中的一种或几种。
5.根据权利要求2所述的一种砖砌钢包熔池壁套浇修补方法,其特征在于:修补剂包括但不限于水泥、水玻璃、硅溶胶、磷酸二氢铝、树脂中的一种或几种。
6.根据权利要求2所述的一种砖砌钢包熔池壁套浇修补方法,其特征在于:减水剂包括但不限于六偏磷酸钠,三聚磷酸铵,柠檬酸铵,fs10,fs20,聚丙烯酸铵中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的一种砖砌钢包熔池壁套浇修补方法,其特征在于:步骤五中套浇修补后迎钢原位形成的复相结合包括但不限于塞隆sialon,镁铝尖晶石、铁铝尖晶石、镁阿隆mgalon、莫来石晶须、si2n2o复合体、六铝酸钙中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的一种砖砌钢包熔池壁套浇修补方法,其特征在于:步骤四中的养护方式包括但不限于常规环境、蒸气养护和覆膜养护。
9.根据权利要求1所述的一种砖砌钢包熔池壁套浇修补方法,其特征在于:步骤四中的烘烤制度包括小火慢烘、中火和大火快烘。