本发明涉及钢铁冶金中炼钢钢包的维护料，具体涉及一种钢包永久层低导热修补料及制备方法，更适用于六铝酸钙永久层浇注料的维护。
背景技术：
1、钢包除了盛运钢水外，其作为精炼容器的功能也很重要。其在目前降低铁耗，提高废钢比环境下，现有的钢包则存在加废钢后钢水温降增加的问题。这是由于传统的钢包多采用高铝浇注料作为永久层材料，但其导热系数较高，传热快，导致热损失大、温降大的问题。目前，也有采用新一代六铝酸钙浇注料为永久层耐火材料的报道，但是由于永久层使用时间长，有的寿命高达上千炉，在使用过程中，永久层会产生裂纹，为保证安全生产，需要进行修补，如以滑板修复剂做为修补材料，滑板修补剂为含氧化铝、氧化铬的膏体，有机物结合，渗透能力差，强度低，很难修补至裂纹内部，且使用中容易脱落。
2、传统的钢包永久层材料为高铝浇注料，主要组成为氧化铝、氧化硅；而新一代低导热的永久层材料为六铝酸钙浇注料，其中不氧化硅；对于滑板修补剂或传统的高铝修补材料，由于含有氧化硅等成分，会与六铝酸钙反应，形成新的矿物相，其导热系数会增加，影响永久层的隔热效果。永久层一般使用6-7个工作衬大修炉役，武钢有限炼钢厂200t钢包一个工作衬大修周期在175-205炉，大修时会检查永久层是否存在裂纹，以确保安全可靠。为了与新一代低导热的六铝酸钙浇注料永久层材料匹配，确保隔热的效果，需要发明新的修补材料以适应生产的需求。
3、经检索：中国专利公开号为cn105541357a的文献，所述以下原料按重量份数组成：锆英石50-80份，碳化硅7-12份，羧甲基纤维素钠0.4-0.7份，水玻璃8-15份，高铝矿物3-6份，原料球磨后混合均匀，得到窑炉耐火修补料；其虽具备较高的抗热震稳定性，不易脱落，用于高温炉窑的修补，但没有考虑材料的低导热保温隔热问题，在传统的高铝矾土浇注料或刚玉质浇注料做永久层材料时，可以使用以矾土、焦宝石为主要原料的修补料；但在永久层采用六铝酸钙为主要材料的浇注料时，发明公布的修补料全部不能使用，因为六铝酸钙其与锆英石可发生反应，影响其导热性能。该发明中锆英石原料主要为氧化锆、氧化硅，氧化硅会与六铝酸钙反应，影响新一代六铝酸钙永久层浇注料的导热性能，因此不适宜本发明的环境应用。中国专利公开号为cn105645971a的文献，其原料按重量份数组成：石英砂岩60-75份，碳化硅5-12份，氧化镁3-5份，水玻璃10-15份，酚醛树脂3-6份，原料球磨后混合均匀，得到耐火修补料；其虽具备较高的抗热震稳定性，不易脱落，用于高温炉窑的修补。该发明中石英砂岩原料主要为氧化硅，氧化硅会与六铝酸钙反应，影响新一代六铝酸钙永久层浇注料的导热性能，也不适宜本发明的环境应用。中国专利cn105601304a所述的熔融石英窑炉耐火修补料由以下原料按重量份数组成：熔融石英80-120份，氮化硅7-12份，羧甲基纤维素0.1-0.7份，硅溶胶8-15份，双氢磷酸铝2-6份，原料球磨后混合均匀，得到熔融石英窑炉耐火修补料；其具备较高的抗热震稳定性，不易脱落，用于高温炉窑的修补，但其以石英砂为主要原料，没有考虑材料的低导热保温隔热问题，且因为六铝酸钙其与石英可发生反应，影响其导热性能，不适宜本发明的环境应用。中国专利公开号为cn1371884a的文献，所述的钢包透气砖修补料旨在透气砖上面覆盖一层修补料,保证其透气性能的同时,延长透气砖寿命,达到钢包各部位材质同步损坏同步拆修的工艺匹配目的。其重量百分比成份配比为：电熔镁砂73％、镁铬粉10％、三聚磷酸钠2.5％、六偏磷酸钠1％、硅灰2％、复合添加剂11.5％，混合均匀，但其由于镁砂做永久层材料，而六铝酸钙会与镁砂可发生反应，影响其导热性能。该发明中镁砂原料主要为氧化镁、硅灰为氧化硅，氧化镁、氧化硅会与六铝酸钙反应，影响新一代六铝酸钙永久层浇注料的导热性能，也不适宜本发明的环境应用。中国专利公开号为cn1546420a的文献，其原料配方重量百分含量如下：氧化铬：5～12％；磷酸盐结合剂：3～7％；烧结剂：1～4；镁砂：余量；修补工艺简单，省工、省料，其不需拆除出钢口旧砖，只需在出钢口中插入一根钢管，把该料灌入钢管和出钢口旧砖的缝隙即可，该办法10min左右就能完成；其虽易于造形，流动性好，修补时间短，抗爆裂性优良，硬度高，耐侵蚀，每修补一次可使电炉或转炉出钢20次以上，但该发明中镁砂原料主要为氧化镁，而六铝酸钙会与镁砂可发生反应，影响其导热性能，不适宜本发明的环境应用。中国专利公开号为cn1760160a的文献，其主要组成及重量百分比为：焦宝石45～55、特级高铝粉20～30、耐火粘土15～30，外加结合剂5～10，分散剂0.3～0.8，防爆剂0.5～2.0。其虽热震稳定性能高、结合力强、抗剥落强、耐冲蚀、成本低廉、原材料易得、水冷次数高、使产品的使用寿命增加，但其由于焦宝石做永久层材料，而六铝酸钙会与焦宝石中氧化硅可发生反应，影响其导热性能。中国专利公开号为cn108911771a所述的快速修补料及其制备方法，包括以下重量百分含量的原料：高铝矾土50-80％，广西泥10-20％，金属硅微粉1-5％，活性氧化铝微粉10-20％，红柱石5-10％，蓝晶石5-10％，特殊外加剂5-15％。其虽能改善修补料的各项性能，具备了突出的抗表面剥落性能，在高温下抗金属和渣的侵蚀能力强，而且不必现场调和，简单烘烤后即可投入使用，非常简单方便，但其该发明中高铝矾土原料主要含氧化硅，氧化硅会与六铝酸钙反应，影响新一代六铝酸钙永久层浇注料的导热性能，因此不适宜本发明的环境应用。
4、本发明是针对目前钢包永久层采用新一代的低导热六铝酸钙质浇注料，有针对性研制的以六铝酸钙材质为主，与浇注料相匹配的修补材料。
技术实现思路
1、本发明在于针对目前钢包永久层采用新一代的低导热六铝酸钙质浇注料提出，目的在于通过永久层采用低导热的六铝酸钙浇注料，降低钢包的传热散热，减少钢水温降；而钢包永久层的使用时间约为6-7个工作衬大修包役，因此必须有针对性的解决钢包永久层的修补问题，以相匹配的材料提高永久层的隔热效果及使用寿命，降低生产成本。
2、实现上述目的的措施：
3、一种用于钢包永久层低导热修补料，其原料组成及重量百分比含量为：粒度为≥1mm至＜3mm的六铝酸钙骨料：15～25％，粒度≥0.1mm至＜1mm六铝酸钙骨料：15～25％，粒度≤0.074mm的六铝酸钙细粉：30～45％，粒度≤20μm的α-al2o3微粉：5～10％，腈纶短切纤维：0.05～0.3％，促进凝固剂：1～3％，聚丙烯酸钠：5～25％。
4、优选地：促进凝固剂的重量百分比含量在1～2％。
5、优选地：聚丙烯酸钠的重量百分比含量在：5～18％。
6、一种用于钢包永久层低导热修补料的制备方法，其步骤：
7、1)将粒度为≥1mm至＜3mm的六铝酸钙骨料：15～25％，粒度≥0.1mm至＜1mm六铝酸钙骨料：15～25％，粒度≤0.074mm的六铝酸钙细粉：
8、30～45％，粒度≤20μm的α-al2o3微粉：5～10％，腈纶短切纤维：
9、0.05～0.3％搅拌混合均匀；
10、2)再将聚丙烯酸钠：5～20％加入步骤1)所制备的混合料中并搅拌，搅拌时间不低于3min，后进行密封保存；
11、3)在使用前将促进凝固剂：1～3％加入膏体搅拌均匀后即可用于修补。
12、本发明中各原料及主要工艺的作用及机理
13、粒度为≥1mm至＜3mm的六铝酸钙骨料15～25％：其在本发明中起骨架支撑作用；如此尺寸的六铝酸钙骨料骨料有一定的强度、抗侵蚀性能，且其导热系数比较低，隔热保温性能好。粒度≥1mm至＜3mm六铝酸钙骨料量少于15％，骨料太少；大于25％，骨料过多，不利于修补过程中填塞永久层裂纹缝隙。
14、≥0.1mm至＜1mm六铝酸钙骨料15～25％：其在本发明中起细骨料填充作用；粒度＜1mm的六铝酸钙细骨料少于15％，不利于紧密堆积，大于25％，细骨料过多，填充效果不佳，不利于烧结。
15、粒度≤0.074mm的六铝酸钙细粉30～45％：其在本发明中起细粉促进烧结及保证修补料的流动性的作用；粒度≤0.074mm的六铝酸钙细粉少于30％，流动性不够，不利于烧结；大于45％，细粉过多，太粘稠，不利于修补。
16、粒度≤20μm的α-al2o3微粉5～10％：其在本发明中起超细粉促进烧结及保证修补料的流动性的作用；粒度≤20μm的α-al2o3微粉少于5％，流动性提高幅度不够，不利于烧结；大于10％，修补料太粘稠，成本高。
17、腈纶短切纤维0.05～0.3％：其在本发明中起防止爆裂及烘烤过程排出水蒸气的作用；少于0.05％，生成气孔的量不够，效果有限；大于0.3％，纤维烧后生成气孔量多，保温效果不好。
18、促进凝固剂1～3％：其在本发明中起促进凝固调整硬化时间的作用；少于1％，凝固硬化时间长了，影响现场施工进度；大于3％，凝固硬化时间短，不利于现场施工调度。
19、聚丙烯酸钠5～20％：其在本发明中起结合剂和调节修补料的流动性的作用；少于5％，修补料成为浆体的流动性或和易性不好，不容易粘接铺展；大于20％，流动性太好，不容易粘接。
20、本发明之所以控制将聚丙烯酸钠5～20％加入由粒度为≥1mm至＜3mm的六铝酸钙骨料：15～25％，粒度≥0.1mm至＜1mm六铝酸钙骨料：15～25％，粒度≤0.074mm的六铝酸钙细粉：30～45％，粒度≤20μm的α-al2o3微粉：5～10％，腈纶短切纤维：0.05～0.3％搅拌混合均匀所制备的混合料中并搅拌不低于3min，是由于所有的骨料和细粉要充分混合均匀，以保证材料的均匀性，低于3min，不容易搅拌均匀。
21、本发明之所以在使用前将促进凝固剂1～3％加入膏体搅拌均匀，是由于促进凝固剂能够与聚丙烯酸钠等组分发生反应，凝固硬化。使用前搅拌可以控制使用时间。
22、本发明与现有技术相比，本发明通过以六铝酸钙为主原料的修补料，解决钢包永久层的修补问题，以维持以六铝酸钙为主要材料的钢包永久层的使用周期可由原来的不高于1020炉次增加至不低于1100炉次，其导热系数降低20-30％，由1.0w/(m·k)降低到0.65w/(m·k)左右，钢水温降降低3-7℃，吨钢成本节约4-15元。
1.一种用于钢包永久层低导热修补料，其原料组成及重量百分比含量为：粒度为≥1mm至＜3mm的六铝酸钙骨料：15～25％，粒度≥0.1mm至＜1mm六铝酸钙骨料：15～25％，粒度≤0.074mm的六铝酸钙细粉：30～45％，粒度≤20μm的α-al2o3微粉：5～10％，腈纶短切纤维：0.05～0.3％，聚丙烯酸钠：5～20％，促进凝固剂：1～3％。
2.如权利要求1所述的一种用于钢包永久层低导热修补料，其特征在于：促进凝固剂的重量百分比含量在1～2％。
3.如权利要求1所述的一种用于钢包永久层低导热修补料，其特征在于：聚丙烯酸钠的重量百分比含量在：5～18％。
4.权利要求1所述的一种用于钢包永久层低导热修补料的制备方法，其步骤：
