转炉用水系大面修补料的研发

  热态修补料首要用于转炉的装料侧、出钢侧和炉底，是延伸转炉炉龄的必要资料。 其施工办法一般有两种： ①投补。 它是使用人力以投入的方法进行施工;②大面积修补。 即用转炉操作台上设置的装料斗将其倾入炉内，然后倾动炉身，使受热后具有必定活动性的补炉料在要修补的炉衬上铺展开来,经过必定时刻的烧结，使其硬化产生必定强度，并和修补部位的砌体产生结实的黏结。 因而大面修补料要求具有杰出的活动性，满意的施工时刻，能快速烧结，黏结强度高级。

  现在，转炉大面修补料首要为碳结合镁质修补料，是以焦油、沥青等为结合剂，在修补过程中产生很多的黑烟，对施工环境和工人身体健康构成较大损害;一起该补炉料烧结时刻长，严重影响钢厂出产节奏，下降了炼钢功率。因而,开发转炉用水系大面修补料，具有积极意义。本文论说了新研发的一种功能较好的环保型快速烧结转炉用水系大面修补料,并进行了工业使用。

  实验用首要原料为：粒度为5~3mm、3~1mm、1~0mm的96T电熔镁砂;粒度W0.088mm的97电熔镁砂;a-Al2O3微粉和钛白粉;结合剂为Elkem 公司95硅微粉;助烧剂分别为硼酸、硅酸钠;缓凝剂选用柠檬酸;减水剂选用高效减水剂Z、六偏及添加剂K-1细粉。

  按照表2设计好的配方配料10kg,混合均匀，再加水拌和5min后,测常温活动值、高温活动值，然后将剩下泥料浇注成型为40mmx40mmx160mm的样块后，检测黏结强度及其他物理功能。

  常温活动性:将上口内径为70mm、高60mm、下口内径为100mm的截锥圆模笔直放置于直径为300mm的润滑铁板上，将拌和后的修补料装入其间，然后笔直拔起截锥圆模，待修补猜中止活动后，以两条彼此笔直的直径均匀值衡量其常温活动性。

  高温活动性:将拌和后的修补料装入下口内径为70mm、高60mm、上口内径为100mm的长柄圆勺，迅速将修补料倒入在电炉中经1100℃预热的270mmx270mm的铁槽中，经1100℃保温5min后取出冷却，然后以两条彼此笔直的直径均匀值衡量其高温活动性。

  黏结强度：(1)挑选出挂渣的镁碳残砖，切割成40mmx40mmx80mm的样块，将其放入40mmx40mmx160mm三联模的一端，另一端倒入拌和后的修补料，测定其枯燥后修补料与镁碳残砖交接处的抗折强度。(2)将95镁砖切割成40mmx40mmx65mm的样块，将其放入三联模的两头，中心倒入拌和后的修补料,测定枯燥后修补料与95镁砖交接处的抗折强度，以上交接处的抗折强度界说为常温黏结强度;经高温处理后所测得交接处的抗折强度界说为高温黏结强度。

  减水剂及缓凝剂的添加对修补料常温活动性、活动值衰减性、高温活动性及中温黏结强度的影响示于图1。

  图1减水剂及缓凝剂的添加对修补料常温活动性、高温活动性、活动值衰减性及中温整结强度的影响

  由图1可知,单一釆用高效减水剂Z修补料的常温活动性过于优胜，但泥料易产生泌水现象，此现象会导致泥料活动性衰减过快，影响修补料现场施工。当釆用高效减水剂Z与六偏复合时，伴跟着活动性下降,泌水现象消失，虽活动性衰减稍有改进，但仍是不能满意现场施工。由图1(a)和(b)可知，常温活动性与高温活动性规则是相同的。图1(c) 可见，跟着缓凝剂柠檬酸的引进，修补料活动性稍有下降，活动性衰减大幅度改进,30min内活动性简直无下降趋势，可满意现场施工。 由图1(d)可知, 该修补料具有必定的黏结强度，所以在施 工时并不需要忧虑与转炉大面无法黏结而导致掉落。 因为柠檬酸是一种防水化添加剂，MgO粒子外表与混合水触摸后生成MgOH*离子群并随后快速吸附柠檬酸盐离子，生成了一种低溶解度的柠檬酸镁保护层，所构成的薄膜阻挠了氧化镁的水化，然后起到缓凝的效果，改进浇注料的流变性和施工功能⑴。

  3.2 a-Al2O3粉、钛白粉及K-1的添加对修补料活动性和高温抗折强度的影响

  a-Al2O3微粉、钛白粉及K-1的添加对修补料活动性和高温抗折强度的影响示于图2。

  图2 a-Al2O3粉、钛白粉及K・1的添加对修补料活动性和高温抗折强度的影响

  由图2可知，参加a-Al2O3,微粉修补料活动性并未呈现大幅度下降，高温抗折强度也未到达要求值;参加钛白粉修补料活动性呈现下降趋势,且高温 抗折强度并未有所进步;a-Al2O3微粉与K-1复合使用时,其活动值可 满意施工，且高温抗折强度到达最高;而当钛白粉与K-1复合使用时，活动值最低且高温抗折强度也未有显着进步。 因为二氧化硅微粉的颗粒细微,外表自由能大，晶格缺点多，活性大，在中高温下较易与高铝质耐火资猜中的氧化铝产生莫来石化反响，然后进步修补料的中高温烧后强度;另一方面，参加a-Al2O3微粉,能起到填充效果，削减浇注料的显气孔率，使浇注猜中的结构缺点削减,进步其抗腐蚀功能;参加的a-Al2O3微粉还可与修补猜中 MgO细粉反响生成MA,并伴有必定的体积胀大，使浇注料的结构愈加细密⑵。 在参加K-1后修补料的高温抗折强度有所进步。

  由图3可知，参加氧化铁红粉对修补料活动性及烧结性无负面影响，但对烧结性的进步较低;参加硼酸对修补料的活动性无负面影响，但烧结性有大幅度进步;而参加硅酸钠后尽管对修补料的烧结性有所进步，可是修补料的活动性大幅度下降，无法满意现场施工。硼酸在相对低温下有相变趋势，或许产生富硼液相，然后进步修补料烧结反响。无定型氧化硼没有固定的熔点，在325℃时开端软化,500℃悉数成为液体。并且修补料组成中这种液相的存在能够协助物质更快的传输(分散)并诱导体系中其它组分更易产生彼此效果，然后进步烧结。

  归纳考虑各项功能，挑选6#计划，将制成的水系修补料在某钢厂100t转炉上进行工业性实验，对前大面呈现显着凹坑部位进行修补，每次补炉用2t修补料，烧结时刻30min,均匀使用寿命到达45炉次以上。

  (1)参加柠檬酸，修补料的活动衰减显着得到改进，可进步泥料流变性，推迟凝聚，削减施工时刻。

  (3)助烧结剂的引进，可进步修补料的中温抗折强度，而不影响修补料的施工功能。