CN105036763A - 一种用于构建高炉出铁沟渣坝捣打料的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于构建高炉出铁沟渣坝捣打料的制备方法，其特征在于，所述方法以硅矿为原料，经颗粒配料，加入复合结合剂和复合添加剂，搅拌制备成用于构建高炉出铁沟渣坝捣打料。本发明制备的捣打料是一种高性能环保砂坝捣打料，应用于构建高炉出铁沟渣坝，不跨坝闸、不放炮、烟尘少不需烘烤、耐侵蚀、易戳，好用无后顾之忧。

Description

一种用于构建高炉出铁沟渣坝捣打料的制备方法

技术领域

本发明涉及一种用于构建高炉出铁沟渣坝捣打料的制备方法，属于耐火材料技术领域。

背景技术

现代大型高炉出铁沟一般都是采用低水泥结合Al₂O₃-SiC-C质浇注料。该材料使用安全、寿命长、消耗少、施工维修方便，是高炉稳产、顺产的重要保证。由于消耗少，维修少，使用稳定，因此，现代大高炉炉前出铁场环境整洁。但该材料的最大问题是浇注后需要养护且不能过快速度烘烤，否则会出现强度低和爆裂。因此有效解决大高炉铁沟浇注料的快干脱模和快速烘烤、防止爆裂问题，是该材料能否用于单铁口高炉的关键，

一般大高炉都有2个以上的出铁沟，当其中一条铁沟必须重新造衬或必须修补时，只要堵住该条铁沟的出铁口后，就可以对该条铁沟进行浇注、养护硬化、烘烤干燥等。与此同时，其他出铁口出铁正常，不影响高炉的正常生产。但容积为1000m³以下的中小型高炉一般设计为单个出铁口，因此不可能保证一般浇注料施工所需要的养护、烘烤时间。所以，目前的单出铁口的中、小型高炉铁沟一般还是采用沥青或树脂结合Al₂O₃-SiC-C质免烘烤捣打料捣打铁沟内衬。

由于采用树脂或焦油结合，捣打料捣打施工后不必烘烤或短时间烘烤即可立即直接过铁水，可以满足中、小高炉的使用工艺要求。但因为捣打的沟衬耐火材料一般只是沟底表面一层相对密实，而表层以下及沟帮部位都很疏松，不耐冲刷，因此捣打料存在使用寿命太短的问题，一般只有1～7天，最短的甚至1班一修。因此，铁沟修补频繁，炉前工人劳动强度太大，且高热的环境又造成很多不安全因素，还有沥青与树脂的烟尘有毒有害问题！因此，如何有效地解决单铁口高炉出铁沟寿命的问题备受关注。

传统的单铁口高炉主铁沟沟底坡度较大，而且撇渣器出铁口沟底标高几乎接近于撇渣器前端进铁口处主沟沟底的标高。因此，每次出完铁以后主沟沟底不会留存残余铁水，并完全暴露在空气中。更有甚者，为了使铁沟温度迅速降低以便清渣和铺沙，很多工人操作时还要向刚出完铁的沟内浇水。因此，小高炉铁沟耐火材料会反复出现因温度骤降和水冷而发生收缩开裂等急冷急热的损坏问题。由于沟底不存铁水，因此出铁冲击区的铁水流对沟底冲击损害严重，而这种落铁点冲击正是小高炉主铁沟损坏的最重要原因之一。但是，到目前为止，还没单铁口半储铁式铁沟的工艺方案与实践，主要是因为没有合适的快干快烘铁沟浇注料来进行配套，无法实现后续的快速修补与维护，而这种铁沟的修补又是必须的和持续的。

传统的撇渣器都是使用捣打料，大部分采用正副两组，以便出现问题时快速更换。也有采用一组的，是碳质捣打料加水管冷却。前者使用寿命为1～3个月（大部分是1个月），后者使用寿命则是半年左右。需要说明的是，碳质捣打料加水冷的撇渣器，虽然使用寿命较长，但耗水量大、能耗高，而且如果一旦出现漏水问题，则会出现重大事故。

总之，现有的沐砂混合沥青做闸坝，其客观缺点有：1、垮闸过铁水易引起事故。2、含泥及杂质水分高引起放炮伤人，引起安全事故。3、烟尘大、需烘烤不环保节能。4、出铁过程中不耐侵蚀，不能保持砂坝的厚度和高度。

发明内容

本发明需要解决的技术问题就在于克服现有用于构建高炉出铁沟渣坝捣打料的缺陷，提供一种用于构建高炉出铁沟渣坝捣打料的制备方法，本发明制备的捣打料是一种高性能环保砂坝捣打料，应用于构建高炉出铁沟渣坝，不跨坝闸、不放炮、烟尘少不需烘烤、耐侵蚀、易戳，好用无后顾之忧。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明一种用于构建高炉出铁沟渣坝捣打料的制备方法，所述方法以硅矿为原料，经颗粒配料，加入复合结合剂和复合添加剂，搅拌制备成用于构建高炉出铁沟渣坝捣打料。

硅矿经粗选、筛洗除铁后，检验其符合如下指标，以质量百分百记，SiO₂≥97、Al₂O₃≤1%、Fe₂O₃<0.5%、CaO<0.5%、耐火度大于1750℃、吸水率小于4%。

硅矿的处理方法为：先破碎成1-60mm块料，再进一步破碎成0.1-5mm颗粒料，将0.1-5mm颗粒料筛分成0.1-1mm、1-3mm、3-5mm三种规格颗粒级料，最后将筛下料研磨成180目细粉做为粉料；颗粒料体积比为：（0.1-1mm）颗粒：（1-3mm）颗粒：（3-5mm）颗粒：粉料=1：0.7：0.6：0.4，混合搅拌。

所述复合结合剂的制备方法为：

1）、将800℃残碳≥25%、25℃粘度≥30Pa·S的焦油和800℃残碳≥5%、25℃粘度≥0.04Pa·S的蒽油按体积比2.3:1混合反应制得液态焦蒽油；

2）、在步骤1）制得的液态焦蒽油中按体积比1：1.1的比例加入800℃残碳≥45%、25℃粘度≥30Pa·S的树脂，制得复合结合剂。

所述添加剂的制备方法为：

1）、将800℃残碳≥50%的改质沥青、SiC≥80%的碳化硅、DM-72莫来石分别研磨成100目细粉，然后将C≥80%的焦碳破碎加工成0-1mm的焦粉粒；

2）、将步骤1）制得改质沥青（800℃残碳≥50%）、碳化硅（SiC≥80%）、莫来石（DM-72）细粉和焦粉粒分别按体积比0.5:2:2:1比例搅拌成复合添加剂。

具体地，本发明的制备步骤为：

1）、先将硅矿基料的骨料和粉料按颗粒料配比称量准确，在行星搅拌机内常温搅拌3-5分钟；

2）、将配制好的复合添加剂按硅矿基料总质量的15-25%比例加入行星搅拌机内再搅拌3-5分钟；

3）、最后将配制好的复合结合剂按硅矿基料总质量的7-8%加入行星搅拌机内，常温搅拌3-5分钟即为成品。

本发明制备的捣打料是一种高性能环保砂坝捣打料，应用于构建高炉出铁沟渣坝，不跨坝闸、不放炮、烟尘少不需烘烤、耐侵蚀、易戳，好用无后顾之忧。

高炉铁沟使用本发明制备的捣打料施工后，彻底改变了高炉现场作业环境。现场工人的劳动强度大幅度降低（估计要降低90%以上），原来使用捣打料天天修补，现场必须备料备沙。现在使用60余天，基本不需要修补。现场再也没有了捣打料中沥青和树脂造成的呛人的黄烟。炉前出铁场可以做到整洁有序，有条不紊。工人完全摆脱了每天在高温下、烟雾中忙碌修补铁沟的劳动，使炼铁工艺中最脏、最累、最繁重、最不安全的地方变成了轻松、舒适、安全的环境。

具体实施方式

实施例1

以硅矿为原料，经颗粒配料，加入复合结合剂和复合添加剂，搅拌制备成用于构建高炉出铁沟渣坝捣打料。

优质硅矿经粗选、筛洗除铁后，检验其符合如下指标：SiO2≥97、Al2O3≤1%、Fe2O3<0.5%、CaO<0.5%、耐火度大于1750℃、吸水率小于4%。

先用鄂式破碎机破破成0-60mm块料，然后进入圆锥破碎成0-5mm颗粒料，把0-5mm颗粒料筛分成0-1mm、1-3mm、3-5mm三种规格颗粒级料，最后把筛下料5-30mm的颗粒料经雷蒙磨研磨成180目细粉做为粉料。颗粒料体积比为：（0.1-1mm）颗粒：（1-3mm）颗粒：（3-5mm）颗粒：粉料=1：0.7：0.6：0.4，混合搅拌。

复合结合剂的组成配比及制备方法如下：

1、将焦油（800℃残碳≥25%，25℃粘度≥30Pa·S）和蒽油（800℃残碳≥5%，25℃粘度≥0.04Pa·S）按比例2.3:1通过高温反应制得液态焦蒽油。

2、将步骤1制得的焦蒽油中按1：1.1的比例加入树脂（800℃残碳≥45%，25℃粘度≥30Pa·S）制得特种结合剂。

该复合结合剂具有低中高温状态下常规结合剂达不到的合适烧结强度。

复合添加剂的组成配比及制备方法如下：

1、将改质沥青（800℃残碳≥50%）、碳化硅（SiC≥80%）、莫来石（DM-72）经雷蒙磨分别研磨成100目细粉，然后将焦碳（C≥80%）破碎加工成0-1mm的焦粉粒。

2、将步骤1制得改质沥青（800℃残碳≥50%）、碳化硅（SiC≥80%）、莫来石（DM-72）细粉和焦粉粒分别按0.5:2:2:1比例搅拌成复合添加剂。

该复合添加剂具有常规添加剂不具有的耐高温、耐冲刷、透气性好的综合性能。

捣打料制备的具体步骤为：

1、先将硅矿基料（骨料和粉料）按上述颗粒级配比称量准确在行星搅拌机内常温搅拌3-5分钟。

2、将配制好的复合添加剂按硅矿基料总质量的15-25%加入行星搅拌机内再搅拌3-5分钟。

3、最后将配制好的复合结合剂按硅矿基料总质量的7-8%加入行星搅拌机内，常温搅拌3-5分钟即为成品。成品为高性能环保砂坝捣打料。

制备好的成品料将套有内膜袋的编织袋按用户单位要求及操作习惯进行定量包装（10-20公斤每包），定量包装料运抵使用现场高炉平台渣坝处附近。根据生产情况主铁沟出完铁水渣后，提2-3包料丢至渣坝堆成或捣打成渣坝，堵住铁水流往渣沟，铁水渣经渣坝流入渣沟，以免造成生产事故，待下炉铁水出完戳开渣坝流尽铁渣即可依此类推使用，使用过程中不跨坝闸、不放炮、烟尘少不需烘烤、耐侵蚀、易戳好用，确保稳顺生产、增效降耗。

本发明实施例1制备的高性能环保砂坝捣打料技术指标如下：

最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (6)

1.一种用于构建高炉出铁沟渣坝捣打料的制备方法，其特征在于，所述方法以硅矿为原料，经颗粒配料，加入复合结合剂和复合添加剂，搅拌制备成用于构建高炉出铁沟渣坝捣打料。

2.如权利要求1所述的用于构建高炉出铁沟渣坝捣打料的制备方法，其特征在于，硅矿经粗选、筛洗除铁后，检验其符合如下指标，以质量百分百记，SiO₂≥97、Al₂O₃≤1%、Fe₂O₃<0.5%、CaO<0.5%、耐火度大于1750℃、吸水率小于4%。

3.如权利要求2所述的用于构建高炉出铁沟渣坝捣打料的制备方法，其特征在于，硅矿的处理方法为：先破碎成1-60mm块料，再进一步破碎成0.1-5mm颗粒料，将0.1-5mm颗粒料筛分成0.1-1mm、1-3mm、3-5mm三种规格颗粒级料，最后将筛下料研磨成180目细粉做为粉料；颗粒料体积比为：（0.1-1mm）颗粒：（1-3mm）颗粒：（3-5mm）颗粒：粉料=1：0.7：0.6：0.4，混合搅拌。

4.如权利要求3所述的用于构建高炉出铁沟渣坝捣打料的制备方法，其特征在于，所述复合结合剂的制备方法为：

1）、将800℃残碳≥25%、25℃粘度≥30Pa·S的焦油和800℃残碳≥5%、25℃粘度≥0.04Pa·S的蒽油按体积比2.3:1混合反应制得液态焦蒽油；

2）、在步骤1）制得的液态焦蒽油中按体积比1：1.1的比例加入800℃残碳≥45%、25℃粘度≥30Pa·S的树脂，制得复合结合剂。

5.如权利要求4所述的用于构建高炉出铁沟渣坝捣打料的制备方法，其特征在于，所述添加剂的制备方法为：

1）、将800℃残碳≥50%的改质沥青、SiC≥80%的碳化硅、DM-72莫来石分别研磨成100目细粉，然后将C≥80%的焦碳破碎加工成0-1mm的焦粉粒；

2）、将步骤1）制得改质沥青（800℃残碳≥50%）、碳化硅（SiC≥80%）、莫来石（DM-72）细粉和焦粉粒分别按体积比0.5:2:2:1比例搅拌成复合添加剂。

6.如权利要求1-5之任一所述的用于构建高炉出铁沟渣坝捣打料的制备方法，其特征在于，

1）、先将硅矿基料的骨料和粉料按颗粒料配比称量准确，在行星搅拌机内常温搅拌3-5分钟；

2）、将配制好的复合添加剂按硅矿基料总质量的15-25%比例加入行星搅拌机内再搅拌3-5分钟；

3）、最后将配制好的复合结合剂按硅矿基料总质量的7-8%加入行星搅拌机内，常温搅拌3-5分钟即为成品。