CN105753490A - 一种大中型高炉用出铁口中温烧结环保炮泥及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种大中型高炉用出铁口中温烧结环保炮泥及其制备方法，炮泥的撒烘干料组成搭配合理，以高铝熟料、焦粉为骨料；以棕刚玉、粘土、碳化硅为粉料，通过调节氮化硅铁含量，添加硅粉和α?氧化铝等微粉、防爆裂纤维，粘结剂为焦油：9~11重量份、树脂：2~5重量份和蒽油：1~3重量份的混合物，添加防爆裂纤维，增大了炮泥的热传导能力，铁口炮泥在高温排气时，可以实现燃烧碳化，还改善了炮泥的开口性能；较少量搭配使用刚玉、碳化硅、氮化硅铁，这些抗渣铁侵蚀能力优良的耐火原料，结合防爆裂纤维的快速排气燃烧，低成本的高铝熟料，可使炮泥抗铁水、熔渣侵蚀性能大大提高，从而保证了炮泥的出铁时间和降低了环境污染。

Description

一种大中型高炉用出铁口中温烧结环保炮泥及其制备方法

技术领域

本发明涉及钢铁冶金耐火材料技术领域，具体涉及一种大中型高炉用出铁口中温烧结环保炮泥及其制备方法。

背景技术

近年来，随着钢铁工业的迅速发展，高炉大型化的发展进程也随之加快，高炉大型化的技术优势主要体现在高效集约、节能减排、低耗环保和信息化控制等方面，与此同时，高炉大型化也有力促进着耐火材料技术的发展。大型高炉因其产量高，单次通铁量大，对炮泥质量的要求高，它要求炮泥必须具有优异的抗渣侵蚀和耐冲刷性能，良好的结构强度，不污染或少污染环境，以及容易打泥和开口的特点，从而保障出铁过程稳定顺利和操作工人的人身安全，现有技术中的高炉炮泥还无法完全满足大、中型高炉的使用要求。

中国专利CN1673395A“高炉出铁口新型无水炮泥”提供了一种高炉炮呢。该发明组分按重量百分计：电熔氧化铝15-45重量份，焦粒10-40重量份，广西泥10-25重量份，碳化硅6-12重量份，绢云母5-9重量份，滑石粉1-3重量份，微晶石墨1-2重量份，复合外加剂13-23重量份。该发明1300℃×3h热处理后的技术性能指标为：耐压强度16.8Mpa，显气孔率33重量份，体积密度1.96g/cm³，其实施例中介绍该炮泥在1204m3高炉上有较好的效果，依照该炮泥的技术指标和使用还不能用在大型高炉上。

中国专利CN523120A“高炉用无水炮泥”提供的炮泥组成（按重量百分比重量份）：粗棕刚玉1-4重量份，细棕刚玉2-5重量份，粗莫来石4-7-15重量份，细莫来石9-20重量份焦粉15-20重量份，粘土10-19重量份，碳化硅7-11重量份，绢云母5-8重量份，沥青2-4重量份，蒽油15-25重量份。该专利采用蒽油为结合剂，但蒽油的挥发量比焦油多，固定碳含量远远低于焦油，且没有抗渣铁侵蚀性能指标，因此无法更好的满足大型高炉的使用要求。

专利号CN103360096A“大型高炉用出铁口炮泥及其制备方法”提供的炮泥组成（按重量百分比重量份）：棕刚玉40-50重量份，碳化硅8-15重量份氮化硅铁6-12重量份，粘土10-15重量份，硅粉6-9重量份，α-氧化铝2-5重量份，焦粉6-10重量份，石墨1-3重量份，高温沥青4-6重量份，结合剂为纯焦油，焙烧温度在1400℃×3h，耐压强度29.23Mpa。当铁口炮泥堵入铁口后，连续有黄黑烟冒出，与目前我国提倡环境保护要求不符；烧结时间长，单铁口出铁时，易喷溅，不利铁口维护；使用的高档材料氧化硅铁，棕刚玉料，硅粉等比例多，同等指标的抗渣铁冲刷侵蚀炮泥其价格昂贵。

综上所述得知，目前使用的炮泥，有的导热较小，在低温下的强度较低，炮泥耐铁水冲刷和侵蚀性能较弱，有的不利于环境保护和降低成本。

发明内容

本发明提供了一种大中型高炉用出铁口中温烧结环保炮泥及其制备方法，解决了炮泥快速烧结性能差，强度和导热系数低，抗渣铁侵蚀冲刷性能差的问题。

一种大中型高炉用出铁口中温烧结环保炮泥，按重量份计包括：粘结剂13~17、防爆裂纤维0.2-0.4和以下重量份的撒烘干料组分：

棕刚玉：10-20份，其中0.051mm＜粒径≤1mm的棕刚玉在整个棕刚玉中的重量百分比的为75%~80%，粒径≤0.051mm的棕刚玉在整个棕刚玉中的重量百分比为20%~25%；

碳化硅：8-15份，所述碳化硅粒径≤0.08mm；

氮化硅铁：1-2份，所述碳化硅铁中，Si₃N₄占75-80%，Fe占12-16%，余量为Fe₃Si及SiO₂；所述氮化硅铁的粒径≤0.08mm；

粘土：8-9份，粒径≤0.074mm；

硅粉：1-2份，所述硅粉的粒径≤0.074mm；

高铝熟料：35-45份，其中1mm＜粒径≤3mm的高铝熟料在整个高铝熟数中的重量百分比为50-60%；粒径≤0.074mm的高铝熟料在整个高铝熟料中的重量百分比为40-50%；

α-氧化铝：2-5份，所述α-氧化铝的粒径≤5μm；

焦粉：15-20份，所述焦粉的粒度为0mm＜粒径≤1mm；

石墨：1-3份，所述石墨的粒径≤0.15mm；

中温沥青7-8份，所述中温沥青的粒度为0mm＜粒径≤2mm，即环球法软化点为90-95℃的沥青。

进一步，所述粘结剂按重量份计为焦油9~11份、树脂2~5份和蒽油1~3份的混合物。

进一步，所述粘土为软质粘土和半软质粘土的一种或两种。

一种大中型高炉用出铁口中温烧结环保炮泥的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、按上述撒烘干料组分含量进行配料；

步骤二、加入粘结剂：添加焦油、树脂和蒽油的混合物以及防爆裂纤维，使泥料的马夏值为1100~1400KPa，经碾压、混练、挤压、成型后即得大中型高炉用出铁口中温烧结环保炮泥。

本发明的有益效果如下：

本发明炮泥的撒烘干料组成搭配合理，以高铝熟料、焦粉为骨料；以棕刚玉、粘土、碳化硅为粉料，通过调节氮化硅铁含量，添加硅粉和α-氧化铝等微粉、防爆裂纤维，粘结剂为焦油：9~11重量份、树脂:2~5重量份和蒽油:1~3重量份的混合物，使炮泥具有良好的综合性能，与现有技术相比，它有以下优点：

1、本发明的炮泥由于引入树脂、防爆裂纤维，炮泥在使用过程中，树脂会与颗粒周围的碳、铝、氮、硅等物质反应，生成大量的β-SiC(S)，Al-SiC-C及Si₂N₂O(S)等碳网络凝聚相，来充填颗粒间隙或气孔。同时，防爆裂纤维又有疏畅气孔，减小气孔直径，形成微气孔炮泥作用；短时间内增加炮泥烧结强度。较多的粉料，一方面有利于实现原料颗粒的紧密堆积，降低炮泥的气孔率，同时提高＜1μm孔容积率；另一方面可以促进Al-SiC-C的生成，从而提高微孔化指标。微气孔的形成，大大提高了炮泥的中高温烧结性能，抗渣铁侵蚀和冲刷能力同时也得到提高。

2、添加防爆裂纤维，增大了炮泥的热传导能力，铁口炮泥在高温排气时，可以实现燃烧碳化，还改善了炮泥的开口性能。

3、较少量搭配使用刚玉、碳化硅、氮化硅铁，这些抗渣铁侵蚀能力优良的耐火原料，结合防爆裂纤维的快速排气燃烧，低成本的高铝熟料，可使炮泥抗铁水、熔渣侵蚀性能大大提高，从而保证了炮泥的出铁时间和降低了环境污染。

具体实施方式

以下结合具体的实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不限于此。

实施例 1

一种大中型高炉用出铁口中温烧结环保炮泥，按重量份计包括：粘结剂、防爆裂纤维和以下重量份数的撒烘干料组分：

撒烘干料按以下要求进行配料，其组分按重量份计为：

棕刚玉12份：其中0.051mm＜粒径≤1mm占75%，粒径≤0.051mm占25%；

高铝熟料45份，其中1mm＜粒径≤3mm的高铝熟料在整个高铝熟数中的重量百分比为60%；粒径≤0.074mm的高铝熟料在整个高铝熟料中的重量百分比为40%；

碳化硅：12份，碳化硅粒径≤0.08mm；

氮化硅铁1.5份，所述碳化硅铁中，Si₃N₄占75%，Fe占16%，余量为Fe₃Si及SiO₂；所述氮化硅铁的粒径≤0.08mm；

粘土：8份，粒径≤0.074mm，粘土为软质粘土和半软质粘土的混合物，其中软质粘土4份，半软质粘土4份；

硅粉：2份，硅粉的粒径≤0.074mm；

α-氧化铝：4份，α-氧化铝的粒径≤5μm；

焦粉：15份，焦粉的粒度为0mm＜粒径≤1mm；

石墨：2份，所述石墨的粒径为≤0.15mm；

中温沥青：8份，中温沥青的粒度为0mm＜粒径≤1mm，即环球法软化点为90-95℃的沥青；

将上述撒烘干料按所述的重量比例称重配料，混合均匀后再添加焦油10份、树脂3份和蒽油2份的混合物以及防爆裂纤维0. 2份，粘结剂的加入量控制为使泥料的马夏值1100-1400Kpa，加入后进行碾压，混练形成泥料，泥料经过挤泥机挤压型后，即可得到本发明的大中型高炉用出铁口中温烧结环保炮泥。

对实施例1生产出的中温烧结环保炮泥进行理化性能检测，数据见表1。

表1大中型高炉用出铁口中温烧结环保炮泥理化性能指标

以上实施例所制备的中温烧结环保炮泥，烧结速度快，强度高，尤其是开 口微气孔指标良好，具备良好的抗渣铁侵蚀能力，较高的热传导系数，在高炉出铁过程中有利于顺利打开铁口，保持铁口稳定，出铁不喷溅，不冒烟，可以满足大中型高炉出铁的使用要求。

要说明的是，上述实施例是对本发明技术方案的说明而非限制，所属技术领域普通技术人员的等同替换或者根据现有技术而做的其它修改，只要没超出本发明技术方案的思路和范围，均应包含在本发明所要求的权利范围之内。

Claims (4)

1.一种大中型高炉用出铁口中温烧结环保炮泥，其特征在于，按重量份计包括粘结剂13~17、防爆裂纤维0.2-0.4和以下重量份数的撒烘干料组分：

棕刚玉：10-20份，其中0.051mm＜粒径≤1mm的棕刚玉在整个棕刚玉中的重量百分比的为75%~80%，粒径≤0.051mm的棕刚玉在整个棕刚玉中的重量百分比为20%~25%；

碳化硅：8-15份，所述碳化硅粒径≤0.08mm；

氮化硅铁：1-2份，所述碳化硅铁中，Si₃N₄占75-80%，Fe占12-16%，余量为Fe₃Si及SiO₂；所述氮化硅铁的粒径≤0.08mm；

粘土：8-9份，粒径≤0.074mm；

硅粉：1-2份，所述硅粉的粒径≤0.074mm；

高铝熟料：35-45份，其中1mm＜粒径≤3mm的高铝熟料在整个高铝熟数中的重量百分比为50-60%；粒径≤0.074mm的高铝熟料在整个高铝熟料中的重量百分比为40-50%；

α-氧化铝：2-5份，所述α-氧化铝的粒径≤5μm；

焦粉：15-20份，所述焦粉的粒度为0mm＜粒径≤1mm；

石墨：1-3份，所述石墨的粒径≤0.15mm；

中温沥青7-8份，所述中温沥青的粒度为0mm＜粒径≤2mm，即环球法软化点为90-95℃的沥青。

2. 根据权利要求1所述的一种大中型高炉用出铁口中温烧结环保炮泥，其特征在于，所述粘结剂按重量份计焦油9~11份、树脂2~5份和蒽油1~3份的混合物。

3.根据权利要求1所述的一种大中型高炉用出铁口中温烧结环保炮泥，其特征在于，所述粘土为软质粘土和半软质粘土的一种或两种。

4.如权利要求1所述的一种大中型高炉用出铁口中温烧结环保炮泥的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、按上述撒烘干料组分含量进行配料；

步骤二、加入粘结剂：添加焦油、树脂和蒽油的混合物以及防爆裂纤维，使泥料的马夏值为1100~1400KPa，经碾压、混练、挤压、成型后即得大中型高炉用出铁口中温烧结环保炮泥。