CN101519310A - 一种碳素耐火捣打料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种碳素耐火捣打料，含有沥青、结合剂、外加剂，还含有粒度小于10mm的焦碳废料，焦碳废料与沥青的重量比为97∶3－3.5。本发明与现有技术相比，提高了碳素耐火捣打料的使用寿命，降低了生产成本，废焦碳的再次利用，对于环境保护有重大的意义。

Description

一种碳素耐火捣打料及其制备方法

本申请基于并要求2008年2月27日提交的在先发明专利申请，申请号为200810018591.X的优先权。

技术领域

本发明属于耐火捣打料及其制备方法，特别属于碳素耐火捣打料及其制备方法。

背景技术

中、小型炼铁高炉出铁时，经过篦渣器分离，铁渣流向出渣沟，铁水经铁水沟流向铁水包。碳素耐火捣打料主要用于制造篦渣器。现有的碳素耐火捣打料均以隔绝空气煅烧过的无烟煤、石墨、沥青作为主要原料。无烟煤通过隔绝空气煅烧后，使活性炭变成固定炭，同时去除了挥发份，产生了一定的强度。和其它碳原料相比降低了原料成本，但是由于煤是不可再生资源，同时无烟煤一般储藏在北方，运输不便，不利于环保及降低碳素耐火捣打料的成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种生产成本低、环保的碳素耐火捣打料及其制备方法。

本发明解决技术问题的技术方案为：一种碳素耐火捣打料，含有沥青、结合剂、外加剂，还含有粒度小于10mm的焦碳废料，焦碳废料与沥青的重量比为97：3—3.5。

所述的焦碳废料为碳重量含量大于75％的冶金焦炭的废颗粒、废粉。

在粒度小于10mm的焦碳废料中，设有四个级别的粒度，分别为10—5mm、5—2mm、2—0.1mm、小于0.1mm，其重量比1：0.2—0.4：2.8—3.2：2—2.5。

所述的沥青为中温沥青，其粒径小于0.2mm。

所述的结合剂为煤焦油，焦碳废料与煤焦油的重量比为1：0.07—0.12。

所述的外加剂为蒽油。

本发明的制备方法包括以下工序：

a)分级、配比工序：

将废焦炭颗粒按照粒径的分成10—5mm、5—2mm、2—0.1mm和小于0.1mm四个级别粒度，将中温沥青破碎成0.2mm以下，按照配比将废焦碳与沥青混合，搅拌不小于10分钟，搅拌速度为15—30转/分钟；

搅拌速度过高，将使颗粒便碎，粉尘过大；过低，搅拌不均匀，生产效率低。

b)混合出料工序：在搅拌好的废焦碳与沥青的混合物中加入结合剂和外加剂，再搅拌不小于10分钟，出料，密封存放，即可。

出料后必须放入塑料袋密封存放，防止焦油挥发，产品成团变硬。

本发明的使用方法为：在篦渣器位置装上模具，放入碳素耐火捣打料，碳素耐火捣打料不需烘烤，即可使用，用橡皮锤进行分层捣打，捣打下一层时，必须把上一层捣打面拉毛，确保篦渣器的整体性。

冶金焦炭的废颗粒、废粉处理一直是困扰焦炭生产厂家的问题，废焦炭中的碳含量为75％左右，不比煅烧煤低，强度也比煅烧煤高。通常的焦炭废料粒度10—5mm的重量浓度只有5％左右，5—1mm的重量浓度为31％左右，1—0.1mm的重量浓度为48％左右，0.1mm以下的重量浓度为16％左右，在粒度为大于5mm的颗粒周围明显可以看到煅烧后留下的熔洞、裂纹，细粉中存在部分杂质，处理不好将会使产品体积密度小，使用寿命降低。

碳素耐火捣打料中的煅烧无烟煤的临界粒度为30mm，本发明采取的废焦炭的临界粒度为10mm。这是因为，焦炭的强度比煅烧无烟煤高，降低临界颗粒尺寸不会影响产品的整体强度，同时使原料的比表面积大幅增加，有利于细粉最大限度的进入颗粒熔洞、裂纹中去，达到最大体积密度。

通常不定型耐火材料要获得最大体积密度和强度，一般采取Furnance理论级配，即2—0.1mm的中间粒度原料较少，本发明中，中间粒度所占比例超过40％，远大于理论级配所占的比例。这是因为废焦炭颗粒的粒度较小，表面有许多熔洞和裂纹，同时焦炭粉中真正小于0.088mm细粉较少，不能够最大限度的填充到颗粒与颗粒之间及颗粒熔洞、裂纹中去。如果加大废焦炭粉的含量，试样中起骨架作用的颗粒必须减少，必然引起耐压强度的降低。因此，只能增加2—0.1mm粒度的含量。

需要添加沥青的耐火材料，一般把沥青和其它有机结合剂一起加热融化，然后加入原料中搅拌均匀。中温沥青难以破碎成细粉，但比较容易破碎成小于0.2mm的颗粒。在加入煤焦油结合剂之前的混合过程中，这些小颗粒的中温沥青比融化状态下的沥青有更好的流动性，能够进一步填充到焦炭的熔洞、裂纹中去，受热后，中温沥青在小范围进行铺展，能够把细粉和颗粒进一步进行结合，提高产品的强度。中温沥青含量不能过多，否则试样的体积密度和耐压强度将降低；如果含量过低，在加热过程中没有足够流动的沥青填充到试样空隙间，也会影响试样的体积密度和耐压强度，经过试验最终确定沥青的加入重量浓度为3.0—3.5％。

本发明与现有技术相比，提高了碳素耐火捣打料的使用寿命，降低了生产成本，废焦碳的再次利用，对于环境保护有重大的意义。

附图说明

图1为本发明制备方法的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做详细的说明。

实施例1：

a)分级、配比工序：

将废焦炭颗粒按照粒径的分成10—5mm、5—2mm、2—0.1mm和小于0.1mm四个级别粒度，取粒度为10—5mm15份、粒度为5—2mm5份、粒度为2—0.1mm43份、粒度小于0.1mm34份，与破碎成0.2mm以下的3份中温沥青混合，搅拌15分钟，搅拌速度为15—30转/分钟；

b)混合出料工序：在搅拌好的废焦碳与沥青的混合物中加入煤焦油和蒽油，废焦碳与沥青的混合物、煤焦油、蒽油的重量比为1：0.08：0.005，搅拌10分钟，出料，密封存放，即可。

实施例2：

a)分级、配比工序：

将废焦炭颗粒按照粒径的分成10—5mm、5—2mm、2—0.1mm和小于0.1mm四个级别粒度，取粒度为10—5mm15份、粒度为5—2mm3份、粒度为2—0.1mm42份、粒度小于0.1mm30份，与破碎成0.2mm以下的2.7份中温沥青混合，搅拌15分钟，搅拌速度为15—30转/分钟；

b)混合出料工序：在搅拌好的废焦碳与沥青的混合物中加入煤焦油和蒽油，废焦碳与沥青的混合物、煤焦油、蒽油的重量比为1：0.1：0.005，搅拌10分钟，出料，密封存放，即可。

实施例3：

a)分级、配比工序：

将废焦炭颗粒按照粒径的分成10—5mm、5—2mm、2—0.1mm和小于0.1mm四个级别粒度，取粒度为10—5mm15份、粒度为5—2mm6份、粒度为2—0.1mm48份、粒度小于0.1mm37.5份，与破碎成0.2mm以下的3.7份中温沥青混合，搅拌15分钟，搅拌速度为15—30转/分钟；

b)混合出料工序：在搅拌好的废焦碳与沥青的混合物中加入煤焦油和蒽油，废焦碳与沥青的混合物、煤焦油、蒽油的重量比为1：0.12：0.005，搅拌10分钟，出料，密封存放，即可。

本发明的体积密度按照GB—T2997标准进行检测，单位为(g/cm³)。

显气孔率按照GB—T2997标准进行检测，单位为(％)。

耐压强度按照GB—T5072标准进行检测，单位为(Mpa)。

实施例1—3的物理指标如表1所示：

表1

 

	体积密度	显气孔率	耐压强度
				实施例1	1.37	10.2	19
实施例2	1.37	10.3	17
				实施例3	1.37	10.1	18
煅烧煤碳素捣打料	1.37	10.0	15

采用废焦炭生产的碳素耐火捣打料一次性使用寿命为7天，而原来使用煅烧煤为主要原料的碳素耐火捣打料的寿命只有5天，同时碳素耐火捣打料的成本降低了800元/吨。

Claims (7)

1、一种碳素耐火捣打料，含有沥青、结合剂、外加剂，其特征在于：还含有粒度小于10mm的焦碳废料，焦碳废料与沥青的重量比为97：3—3.5。

2、根据权利要求1所述的一种碳素耐火捣打料，其特征在于：所述的焦碳废料为碳重量含量大于75％的冶金焦炭的废颗粒、废粉。

3、根据权利要求2所述的一种碳素耐火捣打料，其特征在于：在粒度小于10mm的焦碳废料中，设有四个级别的粒度，分别为10—5mm、5—2mm、2—0.1mm、小于0.1mm，其重量比1：0.2—0.4：2.8—3.2：2—2.5。

4、根据权利要求1所述的一种碳素耐火捣打料，其特征在于：所述的沥青为中温沥青，其粒径小于0.2mm。

5、根据权利要求1所述的一种碳素耐火捣打料，其特征在于：所述的结合剂为煤焦油，焦碳废料与煤焦油的重量比为1：0.07—0.12。

6、根据权利要求1所述的一种碳素耐火捣打料，其特征在于：所述的外加剂为蒽油。

7、一种权利要求1所述的碳素耐火捣打料的制备方法，其特征在于：包括以下工序：

a)分级、配比工序：

将废焦炭颗粒按照粒径的分成10—5mm、5—2mm、2—0.1mm和小于0.1mm四个级别粒度，将中温沥青破碎成0.2mm以下，按照配比将废焦碳与沥青混合，搅拌不小于10分钟，搅拌速度为15—30转/分钟；

b)混合出料工序：在搅拌好的废焦碳与沥青的混合物中加入结合剂和外加剂，再搅拌不小于10分钟，出料，密封存放，即可。

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