[發明專利]魚雷罐內襯涂抹修補料、制備方法及使用方法

在審

• 申請號: 202010700557.1
• 申請日: 2020-07-20
• 公開（公告）號: CN111943693A
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: 歐陽德剛;楊新泉;朱萬軍;沈繼勝;李慕耘;羅巍;孫偉;楊枝超;楊成威;秦世民;劉婳
• 申請（專利權）人: 武漢鋼鐵有限公司
• 主分類號: C04B35/66
• 分類號: C04B35/66;B22D41/02
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 胡鎮西;張繼巍

本發明公開了一種魚雷罐內襯涂抹修補料、制備方法及使用方法，包括三種不同粒度的含Al₂O₃用后耐火再生料和兩種不同粒度的棕剛玉，三種不同粒度的含Al₂O₃用后耐火再生料和兩種不同粒度的棕剛玉表面包覆或部分包覆納米碳膜，納米碳膜的厚度為20～200納米，納米碳膜固定碳含量≥90％。具有原料成本低廉、再生資源來源廣泛、熱震穩定性優良、修補層界面結合強度大、抗渣鐵侵蝕能力強、制備與應用簡便等特點，達到延長魚雷罐服役壽命、減少魚雷罐耐火材料消耗與維護成本、提高魚雷罐耐火材料襯保溫隔熱性能、降低鐵水溫降等綜合使用目的。

技術領域

本發明屬于含碳耐火材料襯涂抹修補料技術領域，具體涉及一種魚雷罐內襯涂抹修補料、制備方法及使用方法。

背景技術

魚雷罐以其鐵水裝載量大、運輸效率高、保溫性能好、鐵水溫降低、使用壽命長等優點，成為國內外鋼鐵企業煉鐵高爐與煉鋼轉爐之間鐵水運輸的主要熱工設備之一，其中間段為圓筒柱形，兩端為錐形圓臺，外形類似于魚雷，故稱為魚雷罐。由于魚雷罐形狀不規則，因而魚雷罐耐火材料內襯砌筑復雜，制備成本高；由于魚雷罐耐火材料內襯使用環境極為苛刻，不僅需要承受高溫鐵水的劇烈沖刷，而且還要承受渣鐵的高溫侵蝕與滲透，尤其是肩負鐵水預處理的魚雷罐，為此，目前國內外鋼鐵公司普遍采用優質Al₂O₃—SiC—C耐火磚作為工作襯，以確保耐火材料內襯良好的抗損毀能力，從而導致內襯材料造價高。因而，如何進一步延長魚雷罐耐火材料內襯使用壽命、降低耐火材料消耗成本成為國內外學者持續關注的問題之一。

根據資料“范萬臣，首鋼魚雷罐襯磚剝落現象分析，耐火材料，2011，No1”報道，當魚雷罐車砌筑完成以后,要經歷烘烤、使用、維修和拆除大修幾個階段；魚雷罐Al₂O₃—SiC—C耐火磚工作襯的損壞主要通過鐵水和鐵渣與內襯材料的化學侵蝕以及一些物理現象引起的耐火材料損傷，如與鐵水接觸部位的機械磨損；鐵水滲透到磚的氣孔和龜裂中，在溫度變化時引起的組織劣化和崩裂；鐵水和鐵渣粘附引起的損傷等。主要有氧化剝落，結構剝落，化學剝落與熱剝落四種損壞形式。為此，對于延長魚雷罐Al₂O₃—SiC—C耐火磚工作襯使用壽命，國內外學者從提高工作襯耐火材料性能、優化魚雷罐運行管理與強化內襯維護等方面開展了大量的工作，指出了合理有效的工作襯修補維護是延長魚雷罐工作襯使用壽命、降低耐火材料消耗成本有效手段，并利用魚雷罐大修、中修與小修的機會，開展了大量的修補材料與維護工藝技術研究。如：文獻“馬明鍇，魚雷罐噴補料的研制開發與應用，山東冶金，2012年，No2”報道了一種以致密高鋁礬土、碳化硅、白剛玉細粉、SiO₂微粉、Al₂O₃微粉和純鋁酸鈣水泥等為原料的魚雷罐噴補料，以三乙醇胺作為促凝劑，在魚雷罐使用650次后進行內襯簡單清理再噴補施工，一次使用噴補料10t，噴補層平均厚度45mm，噴補附著率達到95％以上，噴補層養護24h后開始烘烤，按照設定的升溫曲線烘烤24h后開始使用；噴補一次平均使用壽命達到200次以上，若對魚雷罐進行兩次噴補，可使魚雷罐的平均使用壽命達到1000次以上。文獻“溫太陽，首鋼260t魚雷罐內襯修補澆注料的研制與應用，煉鐵，2006年，No6”報道了一種由棕剛玉骨料及細粉、藍晶石、一級碳化硅及復合防氧化劑及微粉等組成的修補澆注料，考慮在罐內渣線及頂部區域表面修補，確保料在縫隙內能達到同樣的強度，增強修補料與磚襯緊密結合，選用臨界粒度尺寸為3mm。修補時，將罐內待修補區域的附渣清理干凈，在修補料自流的同時，用工具將其涂抹在其表面，修補層厚度≤30mm，確保施工后，料高過磚面10mm左右，養護烘烤后，投入使用，修補層使用壽命不小于150次。中國專利“劉國友，王效東，童大志等，一種魚雷罐內襯修補噴補料，授權公告號：CN10372402B”公開了一種修補噴補料，組分重量百分比為：棕剛玉顆粒45-60％、碳化硅顆?；蚍?0-20％、藍晶石粉1-5％、廣西土1-5％、氮化硅鐵1-10％、活性α-Al₂O₃粉1-10％、硅微粉1-7％、金屬硅粉1-5％、球狀瀝青0-5％、土狀石墨0-5％、純鋁酸酸鈣水泥2-10％；通過不同組分的合理配制，保證了該噴補料在1400～1530℃的魚雷罐使用溫度下具有良好的耐火度、抗氧化性、抗渣鐵滲透侵蝕性能，通過專業噴補設備對已將殘渣清理干凈的魚雷罐內襯待修補區域實施噴補施工，加水量≤12％，實現破損區域的修補維護，并在首秦260t魚雷罐上應用，提高魚雷罐使用壽命220次以上。中國專利“王立旺，常正欽，朱國平等，一種魚雷罐用熱態噴補料及其制備方法，申請公布號CN104829250A”，公開了一種熱態噴補料，按照質量份數包括20～30份3～5mm的高鋁礬土、10～15份1～3mm的高鋁礬土、20～25份0～1mm的碳化硅、10～20份不大于200目的高鋁礬土、10～20份鋁酸鈣水泥、4～6份鱗片石墨粉、2～5份樹脂粉、1～3份不大于180目的瀝青粉、0.01～0.02份防爆纖維、0.01～0.02份氮化硅鋁，上述原料與8～10％的水混合均勻后，再采用噴涂機進行噴補施工，實現魚雷罐的在線熱態噴補，克服現有魚雷罐熱態修補的噴補料脆性大、容易開裂的不足。然而，上述技術均以天然礦物熟料和人工合成原料為主要原材料，導致修補料制備成本高，影響實際應用的經濟性，針對這一不足，中國專利“朱繼昌左亮珠范凌江等，魚雷罐內襯修補噴涂料及其制備方法與使用方法，申請公布號：CN104744060A”公開了一種采用用后耐火材料再生料為主要原材料的魚雷罐內襯修補噴涂料及其制備方法與使用方法，原料的質量百分比為：廢舊魚雷罐磚35～45％、棕剛玉20～25％、碳化硅粉12～18％、廢舊鐵溝料粉10～15％、純鋁酸鈣水泥4～6％、添加劑3～5％、防氧化劑0.5～1.5％，并外加減水劑0.1～0.5％、防爆劑0.02～0.05％，臨界粒度為5mm；其制備方法為：將上述原料按配比在強力攪拌機中混勻2～4min即可獲得噴涂料；其使用方法為：向噴涂料中加入總質量5～7％的水，在強力攪拌機中混勻1～2min即可進行噴涂操作；噴涂后在500～700℃下烘烤2～3h后，魚雷罐即可正常使用；通過采用廢棄材料降低生產和使用成本，有利于環境的保護。