CN102515790B - 一种环保型高炉炮泥 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环保型高炉炮泥，属于耐火材料领域。本发明所含组分的重量份为：刚玉：5~20份，均化料：10~30份，碳化硅：10~20份，复合粘土：10~20份，复合粉：10~25份，金红石粉：1~5份，氮化硅铁：5~15份，润湿剂：0.1~0.5份；外加结合剂：13~20份；其中复合粉为氧化物和非金属碳化物的混合物，外加结合剂为改性结合剂。本发明使用中不产生有毒黑烟、无断裂铁、稳定易于控制，易开口，抗渣性强，特别适合特大高炉使用，可有效解决目前炮泥适应性差，质量波动大，污染严重，消耗大等问题。

Description

一种环保型高炉炮泥

技术领域

本发明涉及耐火材料领域，具体涉及一种环保型高炉炮泥。

背景技术

目前高炉炮泥大多使用焦油、沥青作为结合剂，存在下述不足：（一）结合剂焦碳含量在25%左右，含量高，导致炮泥结合强度低，高温易断裂；（二）生产时易出现铁口断裂、铁口难开等现象，影响高炉的正常生产，降低了高炉使用寿命；（三）出铁过程中开口会冒出大量黑烟，不仅造成空气污染，还会带走部分热量；（四）结合剂中苯并芘、苯等致癌物质含量高，特别是苯并芘含量高达10000ppm，随着冒出的黑烟进入空气中，严重影响操作工人的身体健康。由上可见，现有的高炉炮泥已经不能满足环境，节能等要求。

中国专利CN102180681A公开了一种高炉出铁口填充铝质炮泥及其制备方法，其粉料各组分质量百分比为：刚玉40~50%，碳化硅12~30%，微粉3~5%，球粘土8~12%，增塑剂1~3%，石墨2~4%，膨胀剂硅酸铝3~5%，金属粉3~5%，钛钢玉3~5%，改性沥青粉3~5%，外加改性液体焦油质量百分比为15~20%，该发明引进高碳结合剂改性液体焦油T60和改性沥青粉CP，部分解决了炮泥高温强度差、高温韧性不好，环境污染问题，但其仍使用焦油和沥青，未指出其中的具体有害物质含量，其仍存在污染及有害物质毒害问题。中国专利CN101580397A进一步提供了一种苯并芘含量不超过1000ppm的低苯并芘含量的高炉炮泥，其所含组分及重量份为：固定碳含量质量百分比为30%~85%的含碳树脂，10~25份，耐火材料基体：75~121份、含碳树脂溶剂：0.06~15份。该发明尽管大大降低了苯并芘含量（最低500ppm）即有害气体含量，但随着高炉不断地向大型化和长寿化发展，针对大型化的高炉，其苯并芘含量仍比较高，仍然存在污染环境、危害人体的隐患，因此其只适合于小型高炉。

随着高炉操作技术的变化和革新，由于高温高压操作，使铁水温度升高，出铁量和流速增大，出铁时间延长，对高炉出铁口用炮泥的要求也越来越苛刻，因此，急需一种适合于大高炉尤其是特大高炉的高效、安全的环保型炮泥。

发明内容

本发明目的提供一种使用中不产生有毒黑烟、无断裂铁、稳定易于控制，易开口，抗渣性强，特别适合特大高炉使用的脱苯并芘的炮泥，可有效解决目前炮泥适应性差，质量波动大，污染严重，消耗大等问题。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种环保型高炉炮泥，其特征在于，其所含组分的重量份为：刚玉：5~20份，均化料：10~30份，碳化硅：10~20份，复合粘土：10~20份，复合粉：10~25份，金红石粉：1~5份，氮化硅铁：5~15份，润湿剂：0.1~0.5份；外加结合剂：13~20份；所述复合粉为氧化物和非金属碳化物的混合物。

本发明采用复合粉，可降低外加结合剂的用量，降低了生产成本，且增加了炮泥的润滑性、抗蚀性，引入碳化硅铁、金红石粉能显著增加炮泥的高温抗侵蚀性、抗铁水冲刷能力，同时促进炮泥的烧结，便于尽快拔出压炮机。

作为本发明的优选，所述氧化物为氧化硅、氧化铝、氧化铁、氧化镁、氧化钙、氧化钛中的至少一种。作为本发明的优选，所述非金属碳化物为碳化硅和/或碳化硼。

作为本发明的优选，所述的复合粉中的氧化物和非金属碳化物的重量比为1:2~3。

作为本发明的优选，所述外加结合剂为改性结合剂，是将焦油或沥青结合剂通过与过氧化钠混合加热而得到的改性结合剂。所述改性结合剂也可以是馏分后的焦油或沥青。作为优选，所述改性结合剂的苯并芘含量不大于100ppm。对于特大高炉，现场检测不到苯并芘，也基本不污染环境，不危害人体。

本发明上述均化料为可以为均化高铝料、均化铝矾土等等，优选氧化铝粉。

作为本发明的优选，所述的复合粘土为高岭土和球粘土的混合物。

作为本发明的优选，所述的复合粘土为高岭土、球粘土和膨润土等重量的混合物。

一种上述环保型高炉炮泥的制备方法，按上述组成配比称取炮泥各原料后在辗泥机中辗压30~40min后成块状，将块状物切片，然后再将切片的物料加入到挤压机中挤出成条状输出。

作为本发明的优选，所述辗泥机的辗压温度65~75^oC。

综上所述，本发明与现有技术相比，具有以下突出优点及有益效果：

1、本发明外加结合剂苯并芘含量极低，与现有炮泥产品相比更环保，且外加结合剂加入量较现有炮泥产品少，使得游离碳含量低，线变化率小，无断裂铁口；

2、本发明使用时不冒黑烟，不带走热量，几乎无有害气体挥发，具有环保且节能的优点；

3、本发明原料选用合成材料、均化材料多，天然材料少，化学成分稳定易于控制，易于开口，抗渣性强特别适合于(特)大高炉使用，且耗铁量低，大高炉吨铁耗泥量可控制在0.3kg以下，劳动强度小，经济效益好，可以彻底改变目前炮泥适应性差，质量波动大，污染严重，消耗大等问题。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出任何修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

实施例1

用于3200m³高炉的炮泥，其各组分的重量份如下：刚玉：5份，氧化铝粉：20份，碳化硅：20份，复合粘土：20份，复合粉：25份，金红石粉：3份，氮化硅铁：6.8份，润湿剂：0.2份；经馏分后得到的改性沥青：13份；其中复合粉为重量比为1:2的氧化硅和碳化硼的混合物，复合粘土为等重量的高岭土和球粘土的混合物。上述炮泥采用下述方法制备：在辗泥机中65^oC辗压30min后成块状，将块状物切片，然后再将切片的物料加入到挤压机中挤出成条状输出。

实施例2

用于4700m³高炉的炮泥，其各组分的重量份如下：刚玉：20份，均化铝矾土：10份，碳化硅：15份，复合粘土：15份，复合粉：19.5份，金红石粉：5份，氮化硅铁：15份，润湿剂：0.5份；加入了总重量5~10%过氧化钠的改性结合剂：20份；其中复合粉为重量比为1:1:6的氧化钛、氧化铝、碳化硼的混合物，复合粘土为高岭土、球粘土和膨润土等重量的混合物。上述炮泥采用下述方法制备：在辗泥机中75^oC辗压30min后成块状，将块状物切片，然后再将切片的物料加入到挤压机中挤出成条状输出。

实施例3

用于2500m³高炉的炮泥，其各组分的重量份如下：刚玉：12份，氧化铝粉：30份，碳化硅：15份，复合粘土：10份，复合粉：18份，金红石粉：1份，氮化硅铁：13.5份，润湿剂：0.5份；改性结合剂：17份；其中复合粉为重量比为1:1:5的氧化镁、氧化钙、碳化硅的混合物。上述炮泥采用下述方法制备：在辗泥机中70^oC辗压35min后成块状，将块状物切片，然后再将切片的物料加入到挤压机中挤出成条状输出。

实施例4

用于4300m³高炉的炮泥，其各组分的重量份如下：刚玉：20份，均化高铝料：30份，碳化硅：10份，复合粘土：20份，复合粉：11.9份，金红石粉：3份，氮化硅铁：5份，润湿剂：0.1份；外加结合剂：20份；其中复合粉为重量比为1:1:2:8的氧化镁、氧化钙、碳化硅、碳化硼的混合物，复合粘土为重量比为2:1的高岭土和球粘土的混合物。上述炮泥采用下述方法制备：在辗泥机中70^oC辗压35min后成块状，将块状物切片，然后再将切片的物料加入到挤压机中挤出成条状输出。

上述实施例1~4的性能检测结果见下表，其使用后情况如下：容易打泥，铁口深度适宜，平均压炮20分钟，烧结迅速，烧结强度好，开口容易，抗渣铁侵蚀性好，铁口无明显扩孔，不冒黄烟，无刺激性气味，炉前工作环境得到明显改善。

Claims (3)

1.一种环保型高炉炮泥，其特征在于，其所含组分的重量份为：刚玉：5~20份，均化料：10~30份，碳化硅：10~20份，复合粘土：10~20份，复合粉：10~25份，金红石粉：1~5份，氮化硅铁：5~15份，润湿剂：0.1~0.5份；外加结合剂：13~20份；所述复合粉为氧化物和非金属碳化物的混合物；

所述氧化物为氧化硅、氧化铝、氧化铁、氧化镁、氧化钙、氧化钛中的至少一种；

所述非金属碳化物为碳化硅和/或碳化硼；

所述的均化料是氧化铝粉；

所述的复合粘土为高岭土和球粘土的混合物，或者为高岭土、球粘土和膨润土等重量的混合物；

所述外加结合剂为改性结合剂，是将焦油或沥青结合剂通过与过氧化钠混合加热而得到的改性结合剂；所述改性结合剂或是馏分后的焦油或沥青；所述改性结合剂的苯并芘含量不大于100ppm；

所述的复合粉中的氧化物和非金属碳化物的重量比为1:2~3。

2. 根据权利要求1所述的环保型高炉炮泥的制备方法，其特征在于，按上述权利要求的组成配比称取炮泥各原料后在辗泥机中辗压30~40min后成块状，将块状物切片，然后再将切片的物料加入到挤压机中挤出成条状输出。

3.根据权利要求2所述的环保型高炉炮泥的制备方法，其特征在于，所述辗泥机的辗压温度65~75^oC。