【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及钢铁冶炼用耐材修补维护领域，尤其涉及一种添加固废材料生产的无碳钢包包壁修补料及制备方法。
技术介绍
1、随着钢铁工业的迅速发展，炼钢技术的不断进步发展，钢材品种日益增多，对钢材质量要求日益苛刻严格，钢包的精炼技术及超低碳钢的开发、生产，对钢包工作衬耐材提出了更高要求，钢包工作衬向低碳、超低碳、无碳发展，同时钢包工作衬的使用寿命也被要求持续提高。目前国内大型钢厂的精炼钢包渣线部位耐材普遍采用低碳镁碳砖，钢包包壁、包底耐材采用不定形化，比如砌筑无碳预制块、整体浇注刚玉尖晶石浇注料等，其中钢包包壁、包底耐材整体浇注刚玉尖晶石浇注料应用范围更为广泛，为钢包耐材寿命提升提供了保证。
2、对于钢包工作衬，由于炼钢和精炼温度高、精炼工艺复杂、不同钢种冶炼等因素，造成其工作衬侵蚀较快，使得钢包耐材寿命不断降低，成为了钢包运行中的薄弱环节。其中钢包包壁工作衬耐材，在精炼过程中同样会出现局部熔损过快，因急冷急热出现裂缝和剥落现象，需要进行局部的修补，即对包壁浇注料表面存在裂缝和凹陷部位用包壁修补料进行修补维护，否则容易使钢水穿过工作层，在这些缺陷形成漏钢，增加了钢包的使用危险系数。
3、在钢包的每次工作间隙，能够重复性进行喷补维护，使钢包包壁耐材得到全面、日常性的养护，延长其使用寿命。同时也可以对局部已损坏的钢包包壁内衬进行修复，或增加某重点区域包壁内衬的厚度，消除包壁内衬存在的隐患和可能发生的事故。
4、因局部修补具有施工工艺简单、成本低、针对性强、效率高等特点，是目前钢铁冶炼过程中被广泛应用的一
5、现行的钢包包壁喷补料一般采用铝质、铝镁质、镁质喷补料等。结合剂往往采用单一的硅酸盐结合、磷酸盐结合及溶胶结合，或是采用复合结合，很难做到抗侵蚀性、烧结性、附着性、流动性等性能都十分出色。目前存在问题：采用包壁修补料，对包壁进行局部修补，由于修补料粘结性差，高温烧结效果不好，同时致密性差，使用过程中容易出现掉料、熔损过快现象。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种添加固废材料生产的无碳钢包包壁修补料及制备方法，在钢包包壁修补料中，引入固体废弃物—废弃陶瓷粉材料、钒钛矿渣材料，通过中高温形成陶瓷相与高温液相，补强增韧，显著改善修补料的中高温强度，改善其基质粘结性能。
2、为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案实现：
3、一种添加固废材料生产的无碳钢包包壁修补料，所述修补料是由下列重量份数的原料制备而成：6～3mm烧结刚玉颗粒料10～30份、3～1mm烧结刚玉颗粒料10～30份、≤1mm电熔白刚玉颗粒料10～30份、≤1mm的97电熔镁砂颗粒料1～10份、电熔白刚玉粉240目10～20份、97电熔镁砂粉240目1～10份、铝酸盐水泥3～10份、煅烧氧化铝微粉3～10份、二氧化硅超微粉1～5份、广西白泥1～5份、聚丙烯纤维0.1～0.5份、废弃陶瓷粉2～8份、钒钛矿渣粉2～8份。
4、所述废弃陶瓷粉中sio2含量为65％～70％，al2o3含量为19％～23％，k2o+na2o含量为3％～5％，含水量小于0.2％，粒度为150-180目，其中0.2mm以上含量小于5％。
5、所述钒钛矿渣粉中cao含量为20％～30％，sio2含量为19％～32％，al2o3含量为13％～17％，mgo含量为7％～9％，mno含量为0.3％～1.2％，feo含量为1.2％～1.9％，s含量为0.2％～0.9％，tio2含量为6％～31％，v2o5含量为0.06％～1％，含水量小于0.2％，粒度为150-180目，其中0.2mm以上含量小于5％。
6、原料中，烧结刚玉中氧化铝含量大于99％，氧化钾+氧化钠合量小于0.35％。97电熔镁砂中氧化镁含量大于97％，钙硅比大于1.6。电熔白刚玉中氧化镁含量大于98％，钾钠合量小于0.35％。铝酸盐水泥为ca-50。煅烧氧化铝微粉中氧化铝含量大于99％，d50小于5μm，d90小于10μm。
7、废弃陶瓷粉，可以直接外购，化学成分和含水量符合标准，粒度为150-180目即可。也可采购化学成分符合标准的陶瓷碎片，经过拣选处理，去除杂物后，用电干燥滚筒干燥至残余水分符合标准，再用锤式破碎机将其破碎成细小颗粒，最后用球磨机磨制成150-180目细粉，待用。
8、钒钛矿渣粉，可以直接外购，化学成分和含水量符合标准，粒度为150-180目即可。也可采购化学成分符合标准的钒钛矿渣块，经过拣选处理，去除杂物后，用电干燥滚筒干燥至残余水分符合标准，再用锤式破碎机将其破碎成细小颗粒，最后用球磨机磨制成150-180目细粉，待用。
9、本专利技术中引入固体废弃物—废弃陶瓷粉材料和钒钛矿渣材料的工作原理如下：
10、1)向耐火材料中引入常用建材陶瓷的固体废弃物—废弃陶瓷粉材料，在原有硅酸盐水泥+微粉结合的基础上，利用其在废弃陶瓷粉材料在870-1250℃之间，形成的液态陶瓷相，该陶瓷相作为胶凝材料，可大大增强材料的中温黏聚性，提高了修补料的中高温强度，有效克服了原修补料在使用中强度差、抗冲刷性弱的缺点。
11、2)向耐火材料中引入固体废弃物—钒钛矿渣材料，作为包壁修补料的烧结增强剂，利用其在1450-1510℃之间软化，形成大量粘稠液相的特点，改善修补料基质的烧结性能和结合强度，降低气孔大小及数量，提高修补料中高温的整体结合强度、韧性、抗冲击性、耐剥落性，提高修补料的使用寿命，很好地满足了钢铁冶炼作业对钢包包壁喷补修补的工艺要求。
12、3)废弃陶瓷粉材料在870-1250℃之间，形成的液态陶瓷相，发挥作用。而钒钛矿渣材料在1450-1510℃之间软化，发挥作用。因此具体应用时，可根据具体冶炼条件，也就是钢包中所盛放钢水的钢种不同，导致所盛放钢水的温度不同，废弃陶瓷粉材料与钒钛矿渣材料彼此的加入比例做相应调整。例如：当盛放钢水温度较高时，废弃陶瓷粉材料加入比例减少，而钒钛矿渣材料加入比例应适当增加，这样配比的修补料可适应较高的应用条件，实现提高使用寿命的目的。反之，当盛放钢水温度较低时，废弃陶瓷粉材料与钒钛矿渣材料加入比例做相反的调整。
13、1500℃≤出钢温度≤1580℃的钢包，5份＜废弃陶瓷粉≤8份，2份≤钒钛矿渣粉＜5份。
14、1580℃＜出钢温度≤1670℃的钢包，2份≤废弃陶瓷粉≤5份，5份≤钒钛矿渣粉≤8份
15、钢包盛放钢水的温度，一般与转炉出钢的的温度有关，转炉出钢的温度高，钢包中钢水在精炼剂连铸的整个过程中温度都会偏高，反之就会偏低。一般把转炉出钢温度分成两个范围，1500～1580℃，和1580～1670℃两个范围。其中1500～1580℃为较低的出钢温度，这时废弃陶瓷粉的添加比例可以高一些，5～8份为本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种添加固废材料生产的无碳钢包包壁修补料，其特征在于，所述修补料是由下列重量份数的原料制备而成：6～3mm烧结刚玉颗粒料10～30份、3～1mm烧结刚玉颗粒料10～30份、≤1mm电熔白刚玉颗粒料10～30份、≤1mm的97电熔镁砂颗粒料1～10份、电熔白刚玉粉240目10～20份、97电熔镁砂粉240目1～10份、铝酸盐水泥3～10份、煅烧氧化铝微粉3～10份、二氧化硅超微粉1～5份、广西白泥1～5份、聚丙烯纤维0.1～0.5份、废弃陶瓷粉2～8份、钒钛矿渣粉2～8份。
2.根据权利要求1所述的一种添加固废材料生产的无碳钢包包壁修补料，其特征在于，1500℃≤出钢温度≤1580℃的钢包，5份＜废弃陶瓷粉≤8份，2份≤钒钛矿渣粉＜5份。
3.根据权利要求1所述的一种添加固废材料生产的无碳钢包包壁修补料，其特征在于，1580℃＜出钢温度≤1670℃的钢包，2份≤废弃陶瓷粉≤5份，5份≤钒钛矿渣粉≤8份。
4.根据权利要求1所述的一种添加固废材料生产的无碳钢包包壁修补料，其特征在于，所述废弃陶瓷粉中SiO2含量为65％～70％，Al2O3含量为
5.根据权利要求1或2所述的一种添加固废材料生产的无碳钢包包壁修补料，其特征在于，所述废弃陶瓷粉的粒度为150-180目。
6.根据权利要求1所述的一种添加固废材料生产的无碳钢包包壁修补料，其特征在于，所述钒钛矿渣粉中CaO含量为20％～30％，SiO2含量为19％～32％，Al2O3含量为13％～17％，MgO含量为7％～9％，MnO含量为0.3％～1.2％，FeO含量为1.2％～1.9％，S含量为0.2％～0.9％，TiO2含量为6％～31％，V2O5含量为0.06％～1％。
7.根据权利要求1或4所述的一种添加固废材料生产的无碳钢包包壁修补料，其特征在于，所述钒钛矿渣粉的粒度为150～180目。
8.一种根据权利要求1-7其中任意一项所述的添加固废材料生产的无碳钢包包壁修补料的制备方法，其特征在于，包括如下方法：
...【技术特征摘要】
1.一种添加固废材料生产的无碳钢包包壁修补料，其特征在于，所述修补料是由下列重量份数的原料制备而成：6～3mm烧结刚玉颗粒料10～30份、3～1mm烧结刚玉颗粒料10～30份、≤1mm电熔白刚玉颗粒料10～30份、≤1mm的97电熔镁砂颗粒料1～10份、电熔白刚玉粉240目10～20份、97电熔镁砂粉240目1～10份、铝酸盐水泥3～10份、煅烧氧化铝微粉3～10份、二氧化硅超微粉1～5份、广西白泥1～5份、聚丙烯纤维0.1～0.5份、废弃陶瓷粉2～8份、钒钛矿渣粉2～8份。
2.根据权利要求1所述的一种添加固废材料生产的无碳钢包包壁修补料，其特征在于，1500℃≤出钢温度≤1580℃的钢包，5份＜废弃陶瓷粉≤8份，2份≤钒钛矿渣粉＜5份。
3.根据权利要求1所述的一种添加固废材料生产的无碳钢包包壁修补料，其特征在于，1580℃＜出钢温度≤1670℃的钢包，2份≤废弃陶瓷粉≤5份，5份≤钒钛矿渣粉≤8份。
4.根据权利要求1所述的一种添加固废材料生产的无碳钢包包壁...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙逊，李瑞鹏，刘艳，战昱名，陈百杨，
申请(专利权)人：鞍山钢铁冶金炉材科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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