CN105152656A

CN105152656A - 一种护炉环保炮泥

Info

Publication number: CN105152656A
Application number: CN201410256134.XA
Authority: CN
Inventors: 陈国一; 车玉满; 郭天勇; 孙鹏; 姚硕
Original assignee: Angang Steel Co Ltd
Current assignee: Angang Steel Co Ltd
Priority date: 2014-06-11
Filing date: 2014-06-11
Publication date: 2015-12-16

Abstract

本发明提供了一种护炉环保炮泥，该炮泥的成分按重量百分比(wt.％)计如下：钛精矿粉：15％～25％，刚玉粉：20％～30％，焦炭粉：10％～20％，复合粘土：10％～15％，碳化硅粉：5％～15％，煤矸石：5％～10％，废旧耐火砖：0～10％，结合剂：12％～25％，含碳树脂溶剂2％～12％。所述结合剂为固定碳含量质量百分比为30％～70％，苯并芘含量≤0.008％的含碳树脂。使用本发明，克服现用炮泥存在的炮泥中苯并芘含量高，污染严重不足的缺点，保护了铁口区域炉缸、炉底，减慢了蚀损；高炉炉缸的寿命明显延长。

Description

一种护炉环保炮泥

技术领域

本发明属于高炉炼铁用耐火材料领域，尤其涉及可护炉环保炮泥及其制备方法。

背景技术

炮泥作为一种高炉出铁口封堵用耐火材料，其质量的优劣不仅直接影响高炉生产的顺利与否，而且对人体及设备的安全乃至于高炉的使用寿命具有至关重要的作用。

当高炉铁口用炮泥堵上后，为保证铁口具有足够的深度，不仅在出铁通道内充满了炮泥，而且在高炉的炉缸内亦会形成较大的泥包，在高温铁水的环流冲刷和渗透作用下，这些泥包将被熔融进铁水中。本发明利用钛精矿，因Ti(C，N)物质熔点高，(TiC熔点为3150℃，TiN熔点为2950℃，高于渣铁温度)不能熔化，只能呈半熔融或固相状态团聚或黏附在铁口周围渣铁与内衬界面处，出铁时，随着渣铁液面的下降而被挤压沉积到铁口周围的砖衬上及炉缸底部砖缝里。同时靠近炉墙区域温度低及受侵蚀的砖衬表面粗糙，也有利于低价钛化物晶体的析出，在炮泥中加入的含钛物料可以在铁口区不断析出，从而在铁口区域达到沉积浓度，随着泥包边缘的变化，在泥包周围砖衬上形成钛积层，这种结构致密、硬度大、具有热阻性且熔点高的粘结物粘附于铁口周围炉缸、炉底的砖衬上，保护了铁口区域炉缸、炉底，减慢了蚀损。碳饱和铁浴中Ti的溶解度在1456℃，1550℃，1573℃时Ti的溶解度分别为0.3％，1.0％和1.3％。对炮泥配比及所加钛粉量进行进一步研究，认为炮泥中TiO₂的含量在1.5％时，护炉效果并不明显；当炮泥中TiO₂含量在3％以上时，会取得较好护炉效果。

此外，目前高炉炮泥的结合剂主要是焦油、蒽油或者酚醛树脂，其含有害的苯、苯并芘等致癌物质，特别是1、2-型苯并芘是国外严格控制的化工用品，研究表明：空气中苯并芘含量每增加1％，造成的肺癌死亡率增加5％。而对于酚醛树脂结合的炮泥，也存在一定的环境污染。

《一种高钛护炉炮泥》(申请公布号：CN102234199A)公开的高钛护炉炮泥，由重量百分比为75％～85％的钛精矿和金红石、2％～5％粘土、1％～3％娟云母、10％～15％焦油和2％～5％沥青组成，该炮泥钛含量高，使用时可使炉缸部位，尤其是出铁口周围基本与其他部位同步侵蚀，使整个高炉寿命提高一至两年。但本发明使用时需要现将该炮泥装入炮泥前段，不好控制，如果操作不慎仍会出现上述铁口浅、铁流不稳定等问题，而且没有克服炮泥污染高的问题。

一种用于铁口修复与保护的高炉炮泥(申请号：CN102515789A)公开的高炉炮泥，其所含组分的重量份为：刚玉：10％～20％，均化料：5％～15％，煤矸石：10％～20％，叶腊石：10％～25％，复合粘土：10％～20％，复合粉：10％～35％，钒钛铁粉：5％～20％，氮化硅铁：1％～8％，润湿剂：0.1％～0.5％；外加结合剂：15％～22％；所述复合粉为氧化物和非金属碳化物的混合物。该发明使用中不产生有毒黑烟、无断裂、抗渣性强，特别适合在高炉中后期使用，可解决炮泥适应性差，质量波动大，寿命短、污染严重等问题。但由于炮泥中钛含量比较低，因此生产中的护炉效果缓慢。

一种低成本环保护炉炮泥(申请号：CN102515789A)公开护炉炮泥，包括以下重量份的组分：锐钛矿：10％～20％再生铁钩料：5％～15％，黑刚玉：1％～20％，煤矸石：1％～25％，复合粘土：10％～20％，石墨粉：10％～35％，钒矿：8％～18％，氮化硅：3％～8％，润湿剂：0.1％～0.5％，外加改性结合剂：15％～18％。使用该炮泥，可以对出铁口实现自我修复，此外该炮泥成本低，环保，节约资源。但该炮泥寿命为2h～3h，目前大型高炉炮泥寿命为6h～9h，因此该炮泥不适合目前大高炉的生产。

发明内容

本发明的目的在于克服上述问题和不足而提供一种护炉环保炮泥，该炮泥不仅有害气体的量大为降低，而且炮泥强度高，结合性好，特别适合于在高炉运行的中后期使用，使用期间可在铁口附近炉墙附近形成导热系数小、耐蚀性能好的钛积物耐磨保护层，可起到有效保护炉缸及铁口附近炉墙的作用，延长高炉炉缸寿命。

一种护炉环保炮泥，该炮泥的成分按重量百分比(wt.％)计如下：钛精矿粉：15％～25％，刚玉粉：20％～30％，焦炭粉：10％～20％，复合粘土：10％～15％，碳化硅粉：5％～15％，煤矸石：5％～10％，废旧耐火砖：0～10％，结合剂：12％～25％，含碳树脂溶剂2％～12％；所述结合剂为固定碳含量质量百分比为30％～70％，苯并芘含量≤0.008％的含碳树脂。

钛精矿粉中TiO₂成分为质量百分比含量不低于30％。

含碳树脂溶剂的组成为二丁酯和无水乙醇，其中二丁酯和无水乙醇占炮泥的质量百分比为：二丁酯：1％～4％，无水乙醇：1％～8％。

复合粘土为膨润土和耐火粘土的等量混合物。

刚玉粉中Al₂O₃成分为质量百分比含量不低于93％。

碳化硅粉中SiC成分为质量百分比含量不低于94％。

煤矸石和废旧耐火砖加工后粒度均≤5μm。

本发明的有益效果在于：

(1)依靠炮泥中的钛的物质Ti(C，N)，沉积在铁口处，这种结构致密、硬度大、具有热阻性且熔点高的粘结物粘附于铁口周围炉缸、炉底的砖衬上，保护了铁口区域炉缸、炉底，减慢了蚀损。

(2)本发明炮泥使用时不产生黑烟及黄色烟雾，克服现用炮泥存在的炮泥中苯并芘含量高，污染严重不足的缺点。

(3)本发明使用了废旧耐火砖，采煤过程中废弃的无处堆放的煤矸石，既降低了生产成本，又解决了垃圾无处堆放的问题，属于一种低成本环保产品。

(4)应用本法明后，高炉炉缸的寿命明显延长，尤其在高炉中后期使用后，高炉炉缸寿命可由原来的15～20年延长到25年左右，并且具有环保节能的优点。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明作进一步的说明。本发明实施例炮泥性能检测结果见表1。

实施例1

将钛精矿粉、刚玉粉、焦炭粉、复合粘土、碳化硅粉、煤矸石、废旧耐火砖、含碳树脂溶剂分别以质量百分比15％、20％、10％、15％、10％、5％、5％、8％混合，含碳树脂溶剂由质量百分比为的1.5％二丁酯以及质量百分比为6.5％的无水乙醇组成。

将上述配好的材料进行混合并搅拌均匀后，再加入结合剂，所述结合剂为苯并芘含量≤0.008％，固定碳含量质量百分比为70％的含碳树脂，加入结合剂所占炮泥质量百分比为12％，混合并碾压均匀，在通过挤泥机挤出泥条后包装待用。

实施例2

将钛精矿粉、刚玉粉、焦炭粉、复合粘土、碳化硅粉、煤矸石、含碳树脂溶剂分别以质量百分比20％、30％、10％、10％、8％、5％，2％混合，含碳树脂溶剂由占炮泥的质量百分比为1％的二丁酯以及质量百分比为1％的无水乙醇组成。

钛精矿粉中TiO₂成分为质量百分比含量不低于30％。

复合粘土为膨润土和耐火粘土的等量混合物。

刚玉粉中Al₂O₃成分为质量百分比含量不低于93％。

碳化硅粉中SiC成分为质量百分比含量不低于94％。

煤矸石和废旧耐火砖加工后粒度均≤5μm。

将上述配好的材料进行混合并搅拌均匀后，再加入结合剂，结合剂为苯并芘含量≤0.008％，固定碳含量质量百分比为50％的含碳树脂，加入结合剂所占炮泥质量百分比为15％，混合并碾压均匀，在通过挤泥机挤出泥条后包装待用。

实施例3

将钛精矿粉、刚玉粉、焦炭粉、复合粘土、碳化硅粉、煤矸石、含碳树脂溶剂分别以质量百分比25％、20％、10％、10％、5％、7％、5％混合，含碳树脂溶剂由占炮泥的质量百分比为2％的二丁酯以及质量百分比为3％的无水乙醇组成。

钛精矿粉中TiO₂成分为质量百分比含量不低于30％。

复合粘土为膨润土和耐火粘土的等量混合物。

刚玉粉中Al₂O₃成分为质量百分比含量不低于93％。

碳化硅粉中SiC成分为质量百分比含量不低于94％。

煤矸石和废旧耐火砖加工后粒度均≤5μm。

将上述配好的材料进行混合并搅拌均匀后，再加入结合剂，所属结合剂为苯并芘含量≤0.008％，固定碳含量质量百分比为30％的含碳树脂，加入结合剂所占炮泥质量百分比为18％，混合并碾压均匀，在通过挤泥机挤出泥条后包装待用。

表1炮泥性能检测结果

Claims

1.一种护炉环保炮泥，其特征在于，该炮泥的成分按重量百分比(wt.％)计如下：钛精矿粉：15％～25％，刚玉粉：20％～30％，焦炭粉：10％～20％，复合粘土：10％～15％，碳化硅粉：5％～15％，煤矸石：5％～10％，废旧耐火砖：0～10％，结合剂：12％～25％，含碳树脂溶剂2％～12％；所述结合剂为固定碳含量质量百分比为30％～70％，苯并芘含量≤0.008％的含碳树脂。

2.根据权利要求1所述护炉环保炮泥，其特征在于，所述钛精矿粉中TiO₂成分为质量百分比含量不低于30％。

3.根据权利要求1所述护炉环保炮泥，其特征在于，所述含碳树脂溶剂的组成为二丁酯和无水乙醇，其中二丁酯和无水乙醇占炮泥的质量百分比为：二丁酯：1％～4％，无水乙醇：1％～8％。

4.根据权利要求1所述护炉环保炮泥，其特征在于，所述复合粘土为膨润土和耐火粘土的等量混合物。

5.根据权利要求1所述护炉环保炮泥，其特征在于，所述刚玉粉中Al₂O₃成分为质量百分比含量不低于93％。

6.根据权利要求1所述护炉环保炮泥，其特征在于，所述碳化硅粉中SiC成分为质量百分比含量不低于94％。

7.根据权利要求1所述护炉环保炮泥，其特征在于，所述煤矸石和废旧耐火砖加工后粒度均≤5μm。