CN101913890A - 一种再生材料高炉用炮泥及其制备方法 - Google Patents

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本发明属高炉炼铁领域，具体涉及一种用再生材料取代传统致密原材料和焦粉的高炉用炮泥及其制备方法。炮泥配方重量百分比如下：再生料55-70％，粘土14-23％，沥青2-5％，绢云母2-5％，结合剂12-16％。用再生材料替代致密刚玉、高铝骨料、SiC原料等致密原料和焦粉，节约矿产资源、节省大量能源、可有效减少废物排放，降低炮泥生产成本，具有显著的经济和社会效益。

Description

一种再生材料高炉用炮泥及其制备方法
技术领域
本发明属高炉炼铁领域，具体涉及一种用再生材料取代传统致密原材料和焦粉的高炉用炮泥及其制备方法。
技术背景
高炉是冶炼生铁重要设备，而高炉冶炼堵铁口必须使用炮泥。生产炮泥时需用40-60％致密原材料，如电熔刚玉和高铝骨料，碳化硅10％-15％，此外用焦粉10％-20％。如中国专利ZL03117339.X公开了高炉用水泡泥，该发明组分重量百分比为棕刚玉3-9％，电熔莫来石16-35％，SiC7-11％，焦粉10-15％。如中国专利CN1840507公开了高炉出铁口无水炮泥，该发明上述三种原料组成配比为：棕刚玉35-40％，SiC8-15％，焦粉10-20％。以2000m3高炉为例，每生产1吨生铁至少消耗炮泥1kg，全年以5亿吨生铁计算，每年消耗炮泥50万吨，则消耗矿产资源和焦粉就几十万吨。此外，每生产1吨致密原料耗电几千度。由此可见，生产高炉堵铁口用炮泥消耗大量矿产资源和电能。
发明内容
本发明目的是针对高炉用炮泥生产，提供再生材料替代原传统致密原材料和焦粉的一种再生材料高炉用炮泥及其制备方法。
为了达到上述目的，本发明提出炮泥配方如下(重量百分比)：
再生料    55-70％
粘土      14-23％
沥青      2-5％
绢云母    2-5％
结合剂    12-16％。
本发明的再生料由三种材料组成，即用后耐火材料、碳化硅厂和碳素厂生产过程回收料。粒度3-0mm，用于替代传统炮泥中刚玉骨料、SiC、焦粒粉原料。为使炮泥具有好的抗贴水侵蚀和冲刷性，加入重量比为55-70％。三种材料可以选用一种、两种或三种组合，选用三组分组合其比例优选为70∶18∶12。所述三种材料：1、用后耐火材料：将钢铁工业用后耐火材料(除中间包料和转炉用耐火材料外)回收→除去金属残存物→破碎→磨细→化验→装袋备用。用后耐火材料主要成分为Al2O3和SiO2，其中Al2O3＞60％，SiO2＜20％，耐火度＞1500℃。2、碳化硅回收料：生产碳化硅过程回收料，经烘干后装袋备用，回收料主要成分SiC＞35％，SiO2＞20％，C＜10％。3、碳素厂回收料：电极加工和焙烧炉用后回收料，过筛后装袋备用，回收料SiC＞26％，C＞50％。
粘土：粒度0-0.9mm。在本发明中用回收料大于50％。为使炮泥具有柔软性和促进中高温烧结，加入粘土重量比为14-23％。
绢云母：粒度0-0.08mm。绢云母在中低温起促进烧结，提高炮泥中温强度，另外可提高炮泥塑性。加入重量比为2-5％。
沥青：粒度0-1.0mm。沥青在中低温在炮泥中结焦，提高炮泥透气性，使炮泥易开口。加入重量为2-5％。
结合剂：本发明采用无水结合剂是焦油，焦油作为结合剂加入与粉料通过碾混作用，使粉料形成可塑炮泥。在中高温时焦油分解在炮泥中形成碳结合，使炮泥在高温下保持一定强度和抗侵蚀性。加入重量比12-16％。
本发明采用如下工艺方法制备炮泥：将各种原料倒入辊碾机混碾5-10分钟→倒入85％无水结合剂→混碾25-35分钟→将剩余15％结合剂倒入轮碾机混碾10-20分钟→出料→挤泥成型。注：混碾和挤泥料温保持40-65℃之间。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：1、用再生材料替代致密刚玉、高铝骨料、SiC原料等致密原料和焦粉，节约矿产资源。2、用再生材料替代致密刚玉、高铝骨料、SiC原料，节省大量能源，因为生产致密刚玉，每吨消耗2800度，生产碳化硅每吨消耗电8000度。3、将钢铁厂、碳素厂、碳化硅厂等用后废料进行资源化再使用，可有效减少废物排放。4、本发明显著降低炮泥生产成本，为企业、为社会创造效益。5、本发明生产的炮泥具有良好作业性、粘结性、高温收缩小、快速烧结、强度高、易开口。使用中无渗铁、断口、断裂现象，可用于中、大型高炉堵铁口。
下面将结合实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。
具体实施方式
实施例1
(1)再生材料高炉用炮泥按以下要求进行配料：
再生料3-0mm             446kg
粘土0-0.8mm             130kg
绢云母0-0.088mm         22kg
沥青                    22kg
焦油                    100kg
(2)将上述粉料倒入轮碾机混碾10分钟后加入焦油85kg，混25分钟，再加入焦油15kg混碾15分钟，混碾时料温45℃，然后出料挤泥成型，装袋备用。
(3)本炮泥用于1000-1800m3高炉，将炮泥制成40×40×160mm试样检测物理性能指标为：
300℃×24h体积密度：1.8g/cm3，耐压强度14MPa；
1350℃×24h体积密度：1.75g/cm3，耐压强度20MPa；
1350℃烧后线变化-1.8％；
1350℃×1h高温抗折强度为2.1MPa。
实施例2
(1)再生材料高炉用炮泥按以下要求进行配料
再生料3-0mm            382kg
粘土0-0.8mm            130kg
绢云母0-0.088mm        25kg
沥青                   25kg
焦油                   115kg
(2)将上述粉料倒入轮碾机混碾8分钟后加入焦油98kg，混30分钟，再加入焦油17kg混碾20分钟，混碾时料温50℃。然后出料挤泥成型，装袋备用。
(3)将炮泥制成40×40×160mm试样检测物理性能指标为：
300℃×24h体积密度：2.1g/cm3，耐压强度18MPa；
1350℃×24h体积密度：2.0g/cm3，耐压强度25MPa；
1350℃烧后线变化-2.0％；
1350℃×1h高温抗折强度为2.3MPa。

Claims (3)

1.一种再生材料高炉用炮泥，其特征在于由以下重量百分比的原料组成：
再生料    55-70％
粘土      14-23％
沥青      2-5％
绢云母    2-5％
结合剂    12-16％。
2.根据权利要求1所述再生材料高炉用炮泥，其特征在于所用再生料由用后耐火材料、碳化硅厂回收料、碳素厂回收料组成，其配比为70∶18∶12；用后耐火材料化学成分为Al2O3＞60％，SiO2＜20％；碳化硅厂回收料化学成分SiC＞35％，SiO2＞20％，C＜10％；碳素厂回收料化学成分SiC＞26％，C＞50％。
3.如权利要求1所述再生材料高炉用炮泥的制备方法，其特征在于采用下列工艺方法制得：将所有原料倒入轮碾机、干混5-10分钟；加入85％结合剂，混碾25-35分钟；加入剩余15％结合剂，再混碾10-20分钟，挤泥成型装袋；在混碾和挤泥时料温为40-65℃。
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