CN101143795B - 一种捣打料 - Google Patents

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Abstract

一种捣打料,可以解决现有技术中存在的捣打料性能不稳定、污染大、物料混合不均匀、使用寿命不高等问题。它包括捣打料基体80~95%,表面处理剂0.1~5%,高碳沥青粉0.1~15%,三种组分之和为100%;外加复合结合剂1~20%。其制备方法:将由粗、中骨料、部分粉料、高碳沥青粉进行初混,再将经过表面处理剂处理的碳化硅细粉、氧化铝微粉、氧化硅微粉加入捣打料基体中进行细混,加入复合结合剂进行混合并使之均匀,将制成的捣打料形成可以手捏成团的物料,用塑料包装袋密封包装备用。本发明生产的产品稳定,强度高,寿命长,抗氧化性能与抗热破坏性能好,使用寿命提高。

Description

一种捣打料
技术领域
[0001] 本发明涉及一种不定形耐火材料,特别涉及一种新型复合树脂结合的捣打料及其 制备方法。
背景技术
[0002] 捣打料主要用在高炉出铁沟、渣沟、铁水沟,或者不方便用浇注施工的部位。
[0003] 高炉铁沟用捣打料以刚玉、特级矾土、SiC为主要原料,加入一定量的浙青粉,加入 焦油或者酚醛树脂溶液作为结合剂混合而成。大高炉的主沟一般使用浇注料,而在铁沟、渣 沟部分或全部使用捣打料。小高炉由于渣铁难于清理,多使用捣打料为主,通铁量仅在几千 吨,近年成分与配方改进后的捣打料通铁量达到过2万多吨。免烘烤铁沟捣打料不需要烘 烤,直接通铁,使用比较方便,捣打也容易。但由于成本价格低,使用了浙青、焦油,在高温下 使用,散发黄色的有毒烟雾,对现场环境有影响,损害工人的健康。而且铁沟使用中粘渣、局 部破坏时,清渣非常困难,温度高,此时局部铺沟,捣打料味道重,影响环境。
[0004] 文献1选用Al2O3含量大于90%以上的棕刚玉和Al2O3含量大于85%以上的特级 矾土为骨料和细粉,选用专门配制的改性酚醛树脂溶液作为结合剂,研制的铁沟捣打料具 有良好的热震稳定性和抗氧化性,具有抗高温熔渣、铁水的熔蚀和冲刷性能。此研究虽然报 道使用中不产生有毒气体,但结合剂仍然以酚醛树脂为主,毒害只能说减弱了。文献2研究 了捣打料颗粒级配、含碳材料的种类及其添加量、增塑剂的选择、以及防氧化剂、高温增强 剂和结合剂等对铁沟捣打料性能的影响。其主要原料包括:电熔棕刚玉、亚白刚玉、致密刚 玉、特优矾土、黑碳化硅、Al2O3微粉、两种碳源、增塑剂、防氧化剂、高温增强剂和结合剂等。 文献3介绍一种以电熔棕刚玉为骨料的Al2O3-SiC-C质高炉出铁沟捣打料。文献4介绍了一 种环保型的Al2O3-SiC-C质免烘烤铁沟捣打料,选用电熔刚玉、优质碳化硅为主要原料,以 有机结合剂为结合剂,但有机结合剂的组成没有报道。文献5介绍以Al2O3 > 80%的高铝熟 料和SiC > 90%的碳化硅为主要原料,加入适量的炭质材料,抗氧化剂及复合结合剂等研 制出的无浙青中小高炉主铁沟捣打料,其体积密度2. 50t/m3 ;耐压强度27. 4MPa ;抗折强度 8. 8MPa,应用在出铁温度为1450°C的300m3高炉主铁沟,不修补使用8天,通铁量为8000t。 文献6介绍以电熔致密刚玉、碳化硅和鳞片石墨为主要原料,固体酚醛树脂为结合剂的捣打 料,分析了金属铝粉和硅粉对Al2O3-SiC-C质干式捣打料性能的影响。文献7通过针对中 小型高炉出铁沟的现场施工及使用条件,重点对捣打料颗粒度组成、碳质原料、结合剂、烧 结剂进行了研究,研制出环保型的Al2O3-SiC-C质免烘烤铁沟捣打料。文献8提供了一种 出铁沟衬修补或重筑完成后,不用烘烤就能立即投入使用的免烘烤致密电熔刚玉出铁沟捣 打料;该发明其组分按重量百分比计:致密电熔刚玉65-80%、黑碳化硅5-10%、鳞片石墨 1-5%、添加剂8-18%、结合剂3-10%的均勻混合物,各组分重量之和为100%。文献9发明 了一种含氮化硅铁的免烘烤铁沟捣打料,由硅酸铝材料、碳化硅、炭素材料及氮化硅铁、结 合剂组成。其特征在于:硅酸铝材料为43-80 %,碳化硅为7-25 %,炭素材料为2-10 %,氮化 硅铁为5-15%,Si粉为0-4%,Al粉为0-3%,在上述混合料的基础上外加酚醛树脂2-7%,以上均为质量百分数。文献1(1发明专利公开了一种炼铁高炉出铁沟用免烘烤型Al2O3-SiC-C 质捣打料的生产方法,采用一种新型的复合结合系统,包括热固性酚醛树脂有机结合剂和 陶瓷结合剂,使得在使用过程中不产生水蒸汽,并赋予捣打料快速烧结性能,从而保证出铁 沟在用捣打料施工后无须烘烤而直接出铁,且使用后产生较高的高温强度,提高了出铁沟 的使用寿命,降低了耐材单耗和生产成本,减轻了劳动强度并改善工作环境。
[0005] 这些有关出铁沟捣打料的报道,主要着重在于材料的组成、加入量的变化,结合剂 系统多使用的酚醛树脂,实际上都使用了低熔点的浙青粉作为辅助结合剂。由于树脂比较 粘稠,因此在混合过程中,难于将细粉和骨料混合均勻,实际的捣打料生产过程中,细粉没 有均勻分散,就被树脂包裹成团,而骨料的表面,也为树脂包裹,在实际的使用中,骨料与细 粉的结合比较困难,即使烧结也不紧密。在使用的酚醛树脂中,必须使用液态的树脂才便于 生产,这些树脂中含有芳香族的苯环或蒽、萘等有毒害物质,挥发过程,对于人体有影响,因 此应该尽量减少酚醛树脂的用量。从价格上考虑,树脂比较昂贵,使用低软化点的煤浙青也 有较多有害气体的挥发。
[0006] 文献
[0007] 1.王峰·高炉免烘烤铁沟料的研制与应用·四川冶金· 2003,25 (2) · -44-45,54.
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[0014] 8.杨晓芳,易飞舟等.免烘烤致密电熔刚玉出铁沟捣打料.〈专利申请号>: 200410006278
发明内容
[0015] 本发明的目的在于克服上述不足,提供一种捣打料,采用含酚醛树脂量较少,多种 材料复合而成的结合剂系统来生产捣打料,易于成型,不烘烤、污染少、不易团聚、结合剂分 布均勻,高温下可形成稳定的结合相,因此环保捣打料强度高,寿命长。
[0016] 本发明的技术方案是:一种捣打料,包括捣打料基体、复合结合剂,表面处理剂,高 碳浙青粉,其特征在于:所述的捣打料的组分和重量百分比含量:
[0017] 捣打料基体80〜95 %,表面处理剂0. 1〜5 %,高碳浙青粉0. 1〜15 %,三种组分 之和为100% ;
[0018] 外加复合结合剂1〜20% ;
[0019] 所述捣打料基体的成分是矾土、碳化硅、刚玉、焦宝石、莫来石中的两种以上的组分;和超细的碳化硅细粉、氧化铝微粉、氧化硅微粉中的一种或多种,粒度小于0. 055mm ;
[0020] 所述的复合结合剂为含有10〜60%的酚醛树脂酒精溶液或乙二醇溶液,或是含 不可食用的3〜60%废弃动、植物油的酚醛树脂溶液的混合体;
[0021] 所述的表面处理剂是下列之一种或多种:硬脂酸钠,硬脂酸镁,硅溶胶,铝溶胶,酚 醛树脂粉;
[0022] 碳化硅细粉、氧化铝微粉、氧化硅微粉是经过与表面处理剂在100〜300度的温度 下经过高速搅拌混合干燥处理的。
[0023] 如上所述的捣打料,其特征在于:捣打料基体85〜95%,表面处理剂0. 1〜3%、 高碳浙青粉1〜5%,三种组分之和为100% ;外加复合结合剂5〜9%。
[0024] 如上所述的捣打料,其特征在于:所述的高碳浙青粉的软化点在180度以上。
[0025] 以复合结合剂生产的捣打料是解决捣打料性能不稳定、污染大、使用寿命不高的 一个重要手段。其机理是:通过表面处理,粉体表面形成亲油性的组成,再与树脂的结合,就 不容易成为团聚体;复合结合剂系统由于含树脂少,容易在骨料和具有亲油基团表面的粉 体间形成良好的结合,挥发烧结后形成碳结合,捣打料骨料与细粉间由于细粉的烧结,形成 稳定性好的结合相,提高捣打料的结合强度。由于是气、液相的处理形式,结合相容易渗透 到骨料和细粉的所有表面,改善了材料的结合性能与抗热破坏性能。
[0026] 本发明的特点还在于采用表面处理剂将微细粉表面处理技术,和由于高软化点浙 青粉的加入,制成的环保捣打料易于成型,不烘烤、污染少、不易团聚、结合剂分布均勻,高 温下可形成稳定的结合相,因此环保捣打料强度高,寿命长,液态结合、气相处理形成的薄 膜对碳素氧化起到了防止作用,改善了材料的抗氧化性能与抗热破坏性能,利于材料性能 的改进。
具体实施方式
[0027] 通过以下实施例说明本发明的构思及科学原理,但不应认为本发明仅限于下述实 施例中涉及的材料及组成。
[0028] 实施例1 :
[0029] 捣打料基体:小于3_的棕刚玉40%、小于5_的矾土 21. 5%、小于0. 088mm的刚 玉20%、小于0. 088mm的碳化硅5%、小于0. 088mm的金属硅2% ;
[0030] 复合结合剂:含有20%热固性酚醛树脂的酒精溶液或乙二醇溶液6〜7% (外加) [0031 ] 表面处理剂:固体酚醛树脂粉末2 % ;
[0032] 捣打料基体:氧化铝微粉2% +氧化硅微粉3% +碳化硅细粉3% (粒度小于 50 μ mm,与2%的固体酚醛树脂粉末在200度的温度下经过高速搅拌混合干燥处理);
[0033] 高碳浙青粉:高碳浙青粉1. 5% (软化点220度)。
[0034] 将捣打料基体的粗、中骨料、粉料与高碳浙青粉进行初混,再将经过2%固体酚醛 树脂粉末表面处理的碳化硅细粉、氧化铝微粉、氧化硅微粉加入初混料中进行细混,然后加 入复合结合剂(含有20%热固性酚醛树脂的酒精溶液或乙二醇溶液)进行混合并使之均 勻,将制成的捣打料形成可以手捏成团的物料,用塑料包装袋密封包装备用。测其性能结果 见附表。
[0035] 实施例2 :[0036] 捣打料基体:小于3謹的棕刚玉15%、小于5謹的矾土 51. 5%、小于0. O88謹的棕 刚玉15%、小于0. 088謹的碳化硅5%、小于0. 088mm的金属硅2% ;
[0037] 复合结合剂:含有不可食用的废弃动、植物油30%,40%热固性酚醛树脂的酒精 溶液或乙二醇溶液6〜7% (外加)
[0038] 表面处理剂:硬脂酸钠1 %、硬脂酸镁1 % ;
[0039] 捣打料基体:氧化铝微粉2% +氧化硅微粉3% +碳化硅细粉3%,粒度小于 50 μ mm,用表面处理剂在260度的温度下经过高速搅拌混合干燥处理的;
[0040] 高碳浙青粉:高碳浙青粉1. 5% (软化点220度);
[0041] 将捣打料基体的矾土、棕刚玉骨料、粉料与高碳浙青粉进行初混,再将经过表面处 理的碳化硅细粉、氧化铝微粉、氧化硅微粉加入初混料中进行细混,然后加入复合结合剂 (含有不可食用的废弃动、植物油30%,40%热固性酚醛树脂的酒精溶液或乙二醇溶液)进 行混合并使之均勻,将制成的捣打料形成可以手捏成团的物料,用塑料包装袋密封包装备 用。测其性能结果见附表。
[0042] 实施例3 :
[0043] 捣打料基体:(重量百分数)小于3mm的棕刚玉45%、小于5mm的焦宝石20%、小 于0. 088讓的刚玉15%、小于0. 088謹的碳化硅5%、小于0. 088mm的金属硅2% ;
[0044] 复合结合剂:含有不可食用的废弃动、植物油50%,30%热固性酚醛树脂的酒精 溶液或乙二醇溶液6〜7% (外加);
[0045] 表面处理剂:液体硅溶胶1. 5%、铝溶胶0. 5% ;
[0046] 捣打料基体:氧化铝微粉2% +氧化硅微粉3% +碳化硅细粉3%,粒度小于 50 μ mm,用表面处理剂在110度的温度下经过高速搅拌混合干燥处理的。
[0047] 高碳浙青粉:高碳浙青粉3% (软化点180度)。
[0048] 将捣打料基体的焦宝石、棕刚玉骨料、粉料与高碳浙青粉进行初混,再将经过表面 处理的碳化硅细粉、氧化铝微粉、氧化硅微粉加入初混料中进行细混,然后加入复合结合剂 进行混合并使之均勻,将制成的捣打料形成可以手捏成团的物料,用塑料包装袋密封包装 备用。测其性能结果见附表。
[0049] 附表
[0050]

Claims (3)

  1. 一种捣打料,包括捣打料基体、复合结合剂,表面处理剂,高碳沥青粉,其特征在于:所述的捣打料的组分和重量百分比含量:捣打料基体80~95%,表面处理剂0.1~5%,高碳沥青粉0.1~15%,三种组分之和为100%;外加复合结合剂1~20%;所述捣打料基体的成分是矾土、碳化硅、刚玉、焦宝石、莫来石中的两种以上的组分;和超细的碳化硅细粉、氧化铝微粉、氧化硅微粉中的一种或多种,粒度小于0.055mm;所述的复合结合剂为含有10~60%的酚醛树脂酒精溶液或乙二醇溶液,或是含不可食用的3~60%废弃动、植物油的酚醛树脂溶液的混合体;所述的表面处理剂是下列之一种或多种:硬脂酸钠,硬脂酸镁,硅溶胶,铝溶胶,酚醛树脂粉;碳化硅细粉、氧化铝微粉、氧化硅微粉是经过与表面处理剂在100~300度的温度下经过高速搅拌混合干燥处理的。
  2. 2.如权利要求1所述的捣打料,其特征在于:捣打料基体85〜95%,表面处理剂0. 1〜 3%、高碳浙青粉1〜5%,三种组分之和为100% ;外加复合结合剂5〜9%。
  3. 3.如权利要求1或2所述的捣打料,其特征在于:所述的高碳浙青粉的软化点在180度 以上。
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