CN104446567B - 一种无水炮泥及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种无水炮泥，以高铝骨料、刚玉、碳化硅、氮化硼、沥青和焦碳为主要原料，通过添加剂软质粘土和焦油的协同配合，经配料、碾泥和成型后制得；所述主要原料和添加剂的重量份数为：高铝骨料20~24，刚玉23~24，碳化硅20~25，氮化硼3~5，沥青6~8，焦炭8~10份，软质粘土5~8，焦油14~15；本发明还提供一种无水炮泥的制备方法，首先将原料搅拌均匀得混合原料；然后转入碾泥机中，在45~55℃下碾制40~50？min；再将碾制后的泥料转入成型机，由55~65℃的挤泥口挤出泥料，按照每块5~7kg进行料块分割，并进行不少于10次的摔泥处理，制得。本发明制备的无水炮泥强度高、体积稳定好，具有抗渣性能和抗侵蚀能力强、开口性能好的优点。

Description

一种无水炮泥及其制备方法

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种无水炮泥及其制备方法。

背景技术

随着高炉冶炼不断强化、对高炉铁口工作的要求也越来越高，为了使铁口工作状态稳定，满足高炉强化冶炼的需求，需要使用泥炮将炮泥压入铁孔道，以封住出铁口，保护铁口区炉墙和炉底。这就要求炮泥的作业性能好、能使铁口充分装填；体积稳定性好、能快速烧结；具有快干硬化及较高的高温强度；开口性能好、容易开口；且具有耐渣铁侵蚀、冲刷，抗氧化性好的特性。

高炉炮泥主要有两类：一类是有水炮泥，以焦粉、粘土、燃料、水和沥青等为主要原料制备而得，这类炮泥强度较低，抗渣能力、抗铁水侵蚀能力以及抗冲刷能力均较差；另一类是无水炮泥，以刚玉、碳化硅、焦粉、粘土、结合剂等为主要原料制备而得，在强度、抗渣能力、抗铁水侵蚀能力以及抗冲刷能力方面性能均有所增强。

然而，目前生产的无水炮泥，存在着产品质量不稳定、铁口深度难以维护、耐侵蚀性能不够好等问题，这些问题导致出铁时间不足、出铁量不够、渗铁漏铁、产品成本过高，进而难以满足工业化生产要求，不利于企业盈利。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明是针对现有无水炮泥产品质量不稳定、耐侵蚀性能不佳的技术问题，而提供一种强度高、塑性好、体积稳定、耐侵蚀性好的无水炮泥。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种无水炮泥，以高铝骨料、刚玉、碳化硅、氮化硼、沥青和焦碳为主要原料，通过添加剂软质粘土和焦油的协同配合，经配料、碾泥和成型后制得；所述主要原料和添加剂的重量份数为：高铝骨料20~24，刚玉23~24，碳化硅20~25，氮化硼3~5，沥青6~8，焦炭8~10，软质粘土5~8，焦油14~15。

再进一步，上述无水炮泥的制备方法，包括如下步骤：

（1）以重量份数计，称取高铝骨料20~24份、刚玉23~24份、碳化硅20~25份、氮化硼3~5份、沥青6~8份、焦炭8~10份、软质粘土5~8份和焦油14~15份，混合均匀，得混合原料；

（2）将步骤（1）配好的混合原料转入碾泥机，在45~55℃下碾制40~50min；

（3）将步骤（2）碾制好的泥料出泥，转入成型机中，由挤泥口挤出泥料；

（4）将步骤（3）挤出的泥料，按照每块5~7kg进行料块分割，并进行摔泥处理，得无水炮泥。

本发明通过多种原料协同配伍，配制成了高铝含量的混合原料，增加了无水炮泥的体积密度和基质强度；利用沥青、焦油和软质粘土的协同作用，本发明制得无水炮泥结构紧凑、表面无松散和裂纹，辅助增强本发明无水炮泥的强度和塑性；且通过碳化硅、氮化硼、刚玉、沥青和焦炭的协同配伍，提高了原料的抗氧化性能和高温稳定性，使制得的无水炮泥抗渣、铁侵蚀能力和抗渣铁冲刷性能大幅提高；且抗氧化性能的提高，也使无水炮泥的开孔性能提高，使开口砖头更容易转入，减少了对砖头的磨损和氧气的消耗。

相比现有技术，本发明具有如下有益效果：

1、本发明制得的无水炮泥强度高，对维持高炉炉况稳定具有重要的意义，可以提高高炉的生产率。

2、本发明制得的无水炮泥具有良好的塑性、足够的密度，更容易从泥炮中推入铁口，堆满铁口通道。

3、本发明制得的无水炮泥耐高温渣铁的冲刷和侵蚀性好，出铁过程中铁口孔径变化不扩大，铁流稳定。

4、本发明制得的无水炮泥具有良好的体积稳定性，在铁口孔道中随温度升高体积变化小，不会产生裂纹，且退炮后也无断裂情况发生，密封性能好。

5、本发明制得的无水炮泥有适宜的气孔率，使无水炮泥有足够的透气性，有利于炮泥中水分和挥发分的外逸。

6、本发明制得的无水炮泥开口性能良好，开口机钻头容易钻入，减少了钻头和氧气的消耗量。

7、本发明制得的无水炮泥不粘渣铁，有利于保持铁口孔道的清洁。

8、制得的无水炮泥具有快干、速硬的特点，在较短时间内即可硬化。

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，实施例中如无特殊说明，采用的原料即为市售。

实施例1：

称取200kg高铝骨料，230kg刚玉，200kg碳化硅，30kg氮化硼，60kg沥青和焦炭80kg为主要原料；其中高铝骨料中Al₂O₃的质量含量为80%，刚玉中Al₂O₃的质量含量为95%；称取软质粘土50kg和焦油140kg为添加剂，其中软质粘土起粘结作用；将主要原料和添加剂混合在一起，搅拌均匀，配制成混合原料。将配好的混合原料转入碾泥机中，在45℃下碾制40min；将碾制后的泥料出泥，转入成型机中，由温度为55℃的挤泥口挤出泥料；对挤出的泥料，按照每块5kg进行料块分割，并对料块进行摔泥10次，制得呈四方体形、结构紧凑、表面无松散和裂纹的无水炮泥。

实施例2：

称取230kg高铝骨料，240kg刚玉，230kg碳化硅，40kg氮化硼，70kg沥青和焦炭90kg为主要原料；其中高铝骨料中Al₂O₃的质量含量为85%，刚玉中Al₂O₃的质量含量为96%；称取软质粘土60kg和焦油145kg为添加剂，其中软质粘土起粘结作用；将主要原料和添加剂混合在一起，搅拌均匀，配制成混合原料。将配好的混合原料转入碾泥机中，在50℃下碾制45min；将碾制后的泥料出泥，转入成型机中，由温度为60℃的挤泥口挤出泥料；对挤出的泥料，按照每块6kg进行料块分割，并对料块进行摔泥15次，制得呈四方体形、结构紧凑、表面无松散和裂纹的无水炮泥。

实施例3：

称取240kg高铝骨料，240kg刚玉，250kg碳化硅，50kg氮化硼，80kg沥青和焦炭100kg为主要原料；其中高铝骨料中Al₂O₃的质量含量为90%，刚玉中Al₂O₃的质量含量为98%；称取软质粘土80kg和焦油150kg为添加剂，其中软质粘土起粘结作用；将主要原料和添加剂混合在一起，搅拌均匀，配制成混合原料。将配好的混合原料转入碾泥机中，在55℃下碾制50min；将碾制后的泥料出泥，转入成型机中，由温度为65℃的挤泥口挤出泥料；对挤出的泥料，按照每块7kg进行料块分割，并对料块进行摔泥20次，制得呈四方体形、结构紧凑、表面无松散和裂纹的无水炮泥。

实施例4:

分别按照GB/T16555、YB/T5200、GB/T5988和GB/T5072所示试验步骤，对制得的无水炮泥进行性能测定，测试结果如下表1所示：

表1无水炮泥的性能指标

项目	Al2O3(%)	SiC+C（%）	体积密度（g/cm3）	加热永久线变化（%）	常温耐压强度（Mpa）
						实施例1	31.89	31.63	1.96	-1.5	16.02
实施例2	34.02	35.07	2.38	0.3	18.43
						实施例3	39.42	38.83	2.51	1.5	20.91

由表1可以看出，本发明制备的无水炮泥中Al₂O₃和SiC+C的质量含量高、体积密度高，因而具有较高的强度、良好的塑性和足够的密度，更容易从泥炮中推入铁口，堆满铁口通道，且出铁过程中耐高温渣铁冲刷和侵蚀，不会发生铁口孔径不断扩大，而发生跑大流的事件。通过加热试验，发现本发明制得的无水炮泥体积稳定性好，加热永久线变化小，不会产生裂纹，具有良好的密封性；通过常温耐压试验，验证了本发明制得的无水炮泥抗压强度好，具有良好的抗渣能力，堵口后泥炮能快拔，无断裂，适用于2500m³的大型高炉使用。

Claims (3)

1.一种无水炮泥，其特征在于：以高铝骨料、刚玉、碳化硅、氮化硼、沥青和焦碳为主要原料，通过添加剂软质粘土和焦油的协同配合，经配料、碾泥和成型后制得；所述主要原料和添加剂的重量份数为：高铝骨料20~24，刚玉23~24，碳化硅20~25，氮化硼3~5，沥青6~8，焦炭8~10，软质粘土5~8，焦油14~15；所述高铝骨料中Al₂O₃的质量含量为80~90%；刚玉中Al₂O₃的质量含量为95~98%。

2.一种如权利要求1所述无水炮泥的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）以重量份数计，称取高铝骨料20~24份、刚玉23~24份、碳化硅20~25份、氮化硼3~5份、沥青6~8份、焦炭8~10份、软质粘土5~8份和焦油14~15份，混合均匀，得混合原料；

（2）将步骤（1）配好的混合原料转入碾泥机，在45~55℃下碾制40~50min；

（3）将步骤（2）碾制好的泥料出泥，转入成型机中，由挤泥口挤出泥料；所述挤泥口的温度为55-65℃；

（4）将步骤（3）挤出的泥料，按照每块5~7kg进行料块分割，并进行摔泥处理，得无水炮泥。

3.根据权利要求2所述无水炮泥的制备方法，其特征在于，步骤（4）中所述摔泥处理，摔泥次数不少于10次。