CN101823889A - 一种无水炮泥及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无水炮泥及其制备方法。采用的技术方案是：主料按重量百分比，由1～3mm的废铝镁碳砖或废铝碳化硅碳砖13～15％，0～1mm的废铝镁碳砖或废铝碳化硅碳砖3～5％，1～3mm的矾土0～5％，0～1mm的矾土4～6％，≤0.088mm的矾土细粉11～13％，200目碳化硅12～13％，≤0.088mm粘土16～20％，0～2mm的焦炭16～20％，沥青6～10％，200目的绢云母5～7％制成，复合结合剂为主料总重量的18～20％。其制备方法包括破碎、筛分、预混、混碾、困料工序外还包括挤泥工序。本发明节约资源、降低生产成本、提高废弃耐火材料综合利用率。

Description

一种无水炮泥及其制备方法

技术领域

本发明涉及耐火材料工业领域，特别涉及高炉出铁口用无水炮泥的生产领域。

背景技术

炮泥是用来封堵出铁口的耐火材料，一般用刚玉、矾土或粘土熟料作为骨料(加入量一般为40％左右)，以碳结合方式而制得的铝质耐火材料，属于不定形耐火材料中的一种，亦是不可回收的一次性消耗材料。

随着近年钢铁企业的不断发展、钢产量的不断提高，对铝质耐火材料的消耗也是巨大的。我国铝土矿产本不丰富，再伴着近年对铝质原料的大量开采，资源日益匮乏，导致铝质原料的市场价格不断飙升，致使炮泥这一消耗耐材的生产成本也不断增加。

另外，在炼铁、炼钢工业中，铁水预处理，转炉和钢包中大量使用铝质耐火碳砖，如铝镁碳砖(Al₂O₃-MgO-C砖)和铝碳化硅碳砖(Al₂O₃-SiC-C砖)。在铁水预处理，转炉，钢包等一系列冶炼过程中，由于反应剧烈，铝质耐火碳砖的使用条件非常苛刻，易造成碳砖氧化脱碳，致使其抗铁水、钢水、钢渣的冲刷，侵蚀性能下降，使其使用周期短，因而，我国每年要产生大量的废铝镁碳砖(Al₂O₃-MgO-C砖)和废铝碳化硅碳砖(Al₂O₃-SiC-C砖)，不仅浪费能源，而且污染环境。

铝镁碳砖(Al₂O₃-MgO-C砖)是以Al₂O₃，MgO和C为主要成分的含碳耐火材料。通常，含Al₂O₃60％～69％，MgO 7％～14％，C 5％～12％。它有较好的抗渣侵蚀性和抗热震性，有微量的重烧膨胀。

铝碳化硅碳砖(Al₂O₃-SiC-C砖)是以Al₂O₃，SiC和C为主要成分的含碳耐火材料。通常，含Al₂O₃58％～65％，SiC 12％～14％和C 4％～10％。

铝镁碳砖和铝碳化硅碳砖在使用的过程中形成了石墨化的碳，而炮泥的强度又很大程度上来自焦炭、焦油和沥青中的残碳的石墨化。如果能把这些废弃耐火制品用于无水炮泥的生产中，不仅能有效利用这些废砖中的残碳提高炮泥的高温强度和抗冲刷性，延长出铁时间，而且炮泥的生产成本将大大降低。同时，也能提高资源的利用率，降低能耗。

发明内容

为了解决以上问题，本发明提供一种节约资源、降低生产成本、提高废弃耐火材料综合利用率的无水炮泥及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种无水炮泥，其特征在于由主料和复合结合剂制成，所述的主料由以下原料按重量百分比组成：

1～3mm的废铝镁碳砖或废铝碳化硅碳砖  13～15％

0～1mm的废铝镁碳砖或废铝碳化硅碳砖  3～5％

1～3mm的矾土                        0～5％

0～1mm的矾土                        4～6％

≤0.088mm的矾土细粉                 11～13％

200目碳化硅                         12～13％

≤0.088mm粘土                       16～20％

0～2mm的焦炭                        16～20％

沥青                                6～10％

200目的绢云母                       5～7％；

所述的废铝镁碳砖或废铝碳化硅碳砖中，要求Fe₂O₃≤1.5％和H₂O≤1％；

所述的复合结合剂为：按重量百分比，由20％的蒽油和80％的焦油配制而成的混合油，复合结合剂的加入量为主料总重量的18～20％。

上述的无水炮泥的制备方法如下：

1)将废铝镁碳砖或废铝碳化硅碳砖和矾土分别经破碎机机械破碎，经3mm和1mm筛筛分后，制成粒度为1～3mm和0～1mm的颗粒；取0～1mm粒度的矾土继续研磨成≤0.088mm的矾土细粉；

2)按上述的配比，取主料，加入碾泥机中先干混3～5min；

3)加入预先加热至90℃～120℃的一部分复合结合剂，碾压5～10min后，再缓慢加入剩余的复合结合剂，在碾泥的过程中要对碾泥机进行加热，使碾泥机的温度保持在55～60℃，碾泥时间为30～40分钟；

4)碾泥结束以后，将泥料经挤泥机成型，挤泥机也要加热，保障出泥温度在60℃～90℃。

制备方法中，复合结合剂在使用前必须进行加热，目的是：①排除油中的水分；②保障碾泥时泥料的温度；对油加热的设备温度一般设置在120℃左右，油加入时油温应在90℃～120℃。

本发明的有益效果是：一是，对废弃耐火材料重新利用，提高了资源的综合利用率，保护了环境；二是，明显降低了无水炮泥的生产成本；三是，利用废弃的Al₂O₃-MgO-C砖和Al₂O₃-SiC-C砖中的残碳，提高了无水炮泥的残碳率。另外，通过在无水炮泥中加入废Al₂O₃-MgO-C砖和Al₂O₃-SiC-C砖，使炮泥的热态稳定性进一步提高，从而克服了炮泥在烧结过程中由于体积收缩而引起的渗铁及新旧炮泥不能很好的结合的问题。因为废Al₂O₃-MgO-C砖和Al₂O₃-SiC-C砖颗粒在炮泥烧结的过程中不会因烧结产生体积效应，减小了炮泥的烧后线变化率，同时还能提高炮泥的抗冲刷性，延长出铁时间。

具体实施方式

实施例1

(一)主料和复合结合剂的用量见表1；

其中，复合结合剂为：按重量百分比，由20％的蒽油和80％的焦油配制而成的混合油。

(二)制备方法如下：

1)将废铝碳化硅碳砖和矾土分别经破碎机机械破碎，经3mm和1mm筛筛分后，制成粒度为1～3mm和0～1mm的颗粒；取0～1mm粒度的矾土继续研磨成≤0.088mm的矾土细粉；

2)按表1所述的配比，取主料，加入碾泥机中先干混3～5min；

3)加入预先加热至90℃～120℃的占主料总重量12％的复合结合剂，碾压5～10min后，再缓慢加入剩余的复合结合剂，在碾泥的过程中要对碾泥机进行加热，使碾泥机的温度保持在55～60℃，碾泥时间为30～40分钟；

4)碾泥结束以后，将泥料经挤泥机成型，挤泥机也要加热，保障出泥温度在60℃～90℃，成型炮泥的长度不应超过200mm。

成品检测结果见表1。

实施例2

(一)主料和复合结合剂的用量见表1；

其中，复合结合剂为：按重量百分比，由20％的蒽油和80％的焦油配制而成的混合油。

(二)制备方法如下：

1)将废铝碳化硅碳砖和矾土分别经破碎机机械破碎，经3mm和1mm筛筛分后，制成粒度为1～3mm和0～1mm的颗粒；取0～1mm粒度的矾土继续研磨成≤0.088mm的矾土细粉；

2)按表1所述的配比，取主料，加入碾泥机中先干混3～5min；

3)加入预先加热至90℃～120℃的占主料总重量12％的复合结合剂，碾压5～10min后，再缓慢加入剩余的复合结合剂，在碾泥的过程中要对碾泥机进行加热，使碾泥机的温度保持在55～60℃，碾泥时间为30～40分钟；

4)碾泥结束以后，将泥料经挤泥机成型，挤泥机也要加热，保障出泥温度在60℃～90℃，成型炮泥的长度不应超过200mm。

成品检测结果见表1。

实施例3

(一)主料和复合结合剂的用量见表1；

其中，复合结合剂为：按重量百分比，由20％的蒽油和80％的焦油配制而成的混合油。

(二)制备方法如下：

1)将废铝镁碳砖和矾土分别经破碎机机械破碎，经3mm和1mm筛筛分后，制成粒度为1～3mm和0～1mm的颗粒；取0～1mm粒度的矾土继续研磨成≤0.088mm的矾土细粉；

2)按表1所述的配比，取主料，加入碾泥机中先干混3～5min；

3)加入预先加热至90℃～120℃的占主料总重量12％的复合结合剂，碾压5～10min后，再缓慢加入剩余的复合结合剂，在碾泥的过程中要对碾泥机进行加热，使碾泥机的温度保持在55～60℃，碾泥时间为30～40分钟；

4)碾泥结束以后，将泥料经挤泥机成型，挤泥机也要加热，保障出泥温度在60℃～90℃，成型炮泥的长度不应超过200mm。

成品检测结果见表1。

实施例4

(一)主料和复合结合剂的用量见表1；

其中，复合结合剂为：按重量百分比，由20％的蒽油和80％的焦油配制而成的混合油。

(二)制备方法如下：

1)将废铝镁碳砖和矾土分别经破碎机机械破碎，经3mm和1mm筛筛分后，制成粒度为1～3mm和0～1mm的颗粒；取0～1mm粒度的矾土继续研磨成≤0.088mm的矾土细粉；

2)按表1所述的配比，取主料，加入碾泥机中先干混3～5min；

3)加入预先加热至90℃～120℃的占主料总重量12％的复合结合剂，碾压5～10min后，再缓慢加入剩余的复合结合剂，在碾泥的过程中要对碾泥机进行加热，使碾泥机的温度保持在55～60℃，碾泥时间为30～40分钟；

4)碾泥结束以后，将泥料经挤泥机成型，挤泥机也要加热，保障出泥温度在60℃～90℃，成型炮泥的长度不应超过200mm。

成品检测结果见表1。

对比例

(一)主料和复合结合剂的用量见表1；

(二)制备方法如下：

1)按表1所述的配比，取主料，加入碾泥机中先干混3～5min；

2)加入预先加热至90℃～120℃的占主料总重量12％的复合结合剂，碾压5～10min后，再缓慢加入剩余的复合结合剂，在碾泥的过程中要对碾泥机进行加热，使碾泥机的温度保持在55～60℃，碾泥时间为30～40分钟；

3)碾泥结束以后，将泥料经挤泥机成型，挤泥机也要加热，保障出泥温度在60℃～90℃，成型炮泥的长度不应超过200mm。

成品检测结果见表1。

表1

通过以上数据，可以看出加废Al₂O₃-MgO-C砖和Al₂O₃-SiC-C砖生产的无水炮，各项物理性能检测结果与用纯的高铝矾土生产的无水炮泥相近。但是采用废Al₂O₃-MgO-C砖和Al₂O₃-SiC-C砖生产的无水炮泥的成本远低于用纯的高铝矾土为骨料生产的无水炮泥。由此可以看出采用废高铝质耐火材料生产无水炮泥具有很好的开发推广价值。

Claims (2)

1.一种无水炮泥，其特征在于由主料和复合结合剂制成，所述的主料由以下原料按重量百分比组成：

1～3mm的废铝镁碳砖或废铝碳化硅碳砖  13～15％

0～1mm的废铝镁碳砖或废铝碳化硅碳砖  3～5％

1～3mm的矾土                        0～5％

0～1mm的矾土                        4～6％

≤0.088mm的矾土细粉                 11～13％

200目碳化硅                         12～13％

≤0.088mm粘土                       16～20％

0～2mm的焦炭                        16～20％

沥青                                6～10％

200目的绢云母                       5～7％；

所述的废铝镁碳砖或废铝碳化硅碳砖应满足，Fe₂O₃≤1.5％和H₂O≤1％；

所述的复合结合剂为：按重量百分比，由20％的蒽油和80％的焦油配制而成的混合油，复合结合剂的加入量为主料总重量的18～20％。

2.权利要求1所述的无水炮泥的制备方法，其特征在于制备方法如下：

1)将废铝镁碳砖或废铝碳化硅碳砖和矾土分别经破碎机机械破碎，经3mm和1mm筛筛分后，制成粒度为1～3mm和0～1mm的颗粒；取0～1mm粒度的矾土继续研磨成≤0.088mm的矾土细粉；

2)按权利要求1所述的配比，取主料，加入碾泥机中先干混3～5min；

3)加入预先加热至90℃～120℃的一部分复合结合剂，碾压5～10min后，再缓慢加入剩余的复合结合剂，在碾泥的过程中要对碾泥机进行加热，使碾泥机的温度保持在55～60℃，碾泥时间为30～40分钟；

4)碾泥结束以后，将泥料经挤泥机成型，挤泥机也要加热，保障出泥温度在60℃～90℃。