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1、無磷噴補料的研制及探討?28?陶瓷2O1O.No.4無磷噴補料的研制及探討靳蛟(濟鋼耐火材料有限責任公司濟南250200)摘要純凈鋼是目前鋼鐵生產的重要發(fā)展方向,其生產離不開低雜質的耐火材料.為生產高質量的低磷鋼,筆者對電爐噴補料配比及添加劑進行改進,研制了無磷電爐噴補料,從而降低鋼水中磷含量,滿足了鋼廠純凈鋼的生產要求.關鍵詞噴補料結合劑抗侵蝕性附著率近年來,我國煉鋼技術有了很大的發(fā)展,為了提高生產效率及產品質量,對高純度,高清潔度鋼的質量要求越來越高,鋼水在電爐中精煉程度越來越高,這些特點都使
2、得電爐的使用條件更加苛刻,耐火材料的損毀程度越來越嚴重,尤其是存在不均衡蝕損.純凈鋼是目前鋼鐵生產的重要發(fā)展方向之一,為確保純凈鋼的生產,這就要求煉鋼用耐火材料尤其是噴補料盡量少的帶人雜質,因此無磷或低磷電爐噴補料的改進勢在必行.1研制思路筆者研制的產品為一種電爐噴補料,屬于電爐煉鋼技術領域,用于對爐襯大面積或局部蝕損部位進行噴涂修補.本工作以獲得具有磷含量低,附著率高,使用性能好等特點的噴補料為目標.而噴補料則是延長使用壽命的必要材料,原材料的選擇是決定噴補料耐用性的主要因素之一.噴補材料應具備
3、以下性能:①材料不用磷酸鹽結合劑,避免磷的引入.②附著性強,燒結性好.③強度高,抗剝落性和耐侵蝕性好.噴補料的磷含量,附著性,燒結性,耐侵蝕性能取決于其原料的組成,粒度分布及結合劑的選擇,因此將研制重點放在原料,結合劑及外加劑的選擇上.2原料的選擇2.1原料的初步選擇所用主要原料由鎂砂(MgO≥95)為骨料,電熔鎂砂細粉(MgO≥96),活性a一氧化鋁微粉(AI2O.≥99.5),消石灰為結合劑配以X硅酸鹽結合劑原料為輔料表l試樣配料組成(質量)和Y原料促凝劑構成的電爐噴補料.為保證鋼水的品質,不
4、引入磷采用硅酸鹽結合劑,不用磷酸鹽作結合劑;為了提高附著率及保證補料達到良好的燒結,本產品加入適量的鎂鉻尖晶石粉;添加一定量的氧化鋁超微粉在其燒后可提高抗折粘附強度;基質細粉也起著非常重要的作用,沒有高基子的細粉做依托,則噴補料的附著率及耐浸蝕能力會大大降低,因此,本產品對基本細粉全部采用優(yōu)質96電熔鎂砂粉以保證噴補料的質量.為使噴補料具有合理的粒度組成,確保噴補時較高的附著率和良好的耐用性,我們采用相同的原料,結合劑和添加劑,對不同粒度組成的噴補料進行了物理性能和作業(yè)性能實驗.噴補料的粗顆粒所占
5、比例一般不應過大,且臨界粒度以3mill左右為宜,否則噴補料的回彈率會明顯上升.通過對充分考慮噴補料成分,材料分散性,聚合及潤濕,附著率及易燒結程度等確定2Ol0.NO.4陶瓷?29?了噴補料在硅酸鹽結合劑,鎂鉻尖晶石粉,a一氧化鋁微粉同數(shù)量的情況下進行試驗比較,見表I.2.2試樣制備及性能測試將配制好的料加水混合均勻后,倒人模具中振動成形為40mln×40mm×160mm試樣,在室溫下養(yǎng)護24h后脫模,分別經1l0℃×24h,I500.C×3h熱處理.測量熱處理后試樣的線變化率,體積密度,抗折強
6、度,耐壓強度.2.3噴補料理化性能指標實驗試樣配料理化指標見表2.表2試樣配料理化指標項目1#2#3#化學成分(%)MgO1lO℃×24h體積密度(g/)1500℃×3hl1O℃×24h抗折強度(MPa)i500℃×3hllO℃×24h耐壓強度(MPa)1500℃×3hl500℃×3h燒后線變化率()加水量附著率75≥75≥75≥2.50≥2.50≥2.45≥2.40≥2.40≥2.35≥4.O≥4.O≥3.5≥5.O≥5.0≥4.5≥15≥l5≥l3≥23222O一1.2一i.2一i.41lll
7、l28O9O9O由表2分析可知,l大顆粒多附著率低,反彈率高;3顆粒細,加水量大,強度低.噴補料的顆粒組成對附著性和燒后強度都有很大影響,細顆粒能改善粘附性能,可塑性好,噴補料附著率高,但噴補時用水量較大,使材料體積密度低,氣孔率高,抗剝落性差,耐侵蝕性不好;粗顆粒可使噴補層穩(wěn)定,噴補料密度高,耐用性好,但粗顆粒過多時噴槍容易堵,附著率低,回彈率高,損耗大,嚴重時會影響噴補效率和使用效果.通過不同顆粒組成噴補料體積密度,耐壓和抗折強度等物理性能的比較,并根據(jù)現(xiàn)場實際操作情況,確定噴補料粗顆粒(3～
8、1mm):中顆粒(1～o.088mm):細粉(<0.088mm)為35:30:35的顆粒級配比較好.3配方的研制改進3.1結合劑調整一定量的氧化鋁超微粉在其燒后可提高抗折粘附強度,但因其價格昂貴,加入量越大成本越高,因此其加入量應控制在小于4.為使噴補料噴補達到良好的燒結,本試樣加入8的鎂鉻尖晶石粉.調整硅酸鹽x結合劑加入量做實驗,配比如表3所示.表3試樣配料組成(質量)abc鎂砂骨料3～1mm鎂砂骨料1～Omnl96電熔鎂砂細粉鎂鉻尖晶石粉a一氧化鋁微粉X硅酸鹽結合劑Y促凝
