CN106631057A - 一种免烘烤捣打料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种免烘烤捣打料，按质量分数包括以下组份：5～8mm电熔莫来石16～25份，3～5mm电熔莫来石15～20份，3～5mm致密刚玉10～15份，1～3mm致密刚玉6～12份，0～1mm板状刚玉8～13份，0～1mm碳化硅8～16份，板状刚玉粉15～20份，煅烧氧化铝粉6～12份，石墨收尘粉4～8份，广西泥4～6份，热塑性树脂3～5份，乙二醇2～4份，防爆纤维0.15～0.3份，乌洛托品0.3～0.6份。捣打料制备方法，依次包括预混、搅拌和碾压。本发明的优点是：确保了免烘烤捣打料具有施工性能好、气孔率低、高温强度大等特征，避免了有毒有害气体的挥发，有利于材料的透气性提高，在显微结构方面保证了捣打料优异的免烘烤性能，捣打料耐侵蚀、抗冲刷、抗热震性好，使用时产生的烟气及有害气体少，施工后无需烘烤就可直接出铁，提高使用效率。

Description

一种免烘烤捣打料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种免烘烤捣打料及其制备方法。

背景技术

目前高炉出铁沟工作衬主要采用A1₂O₃-SiC-C(ASC)质耐火材料，其施工方式向自流浇注料发展。自流浇注料依靠自重流动密实而不需要振动施工，可改善炉前工作环境，降低劳动强度，提高工作效率，提高沟衬的使用寿命。大型高炉一般都有几条出铁沟，可以使用浇注料，但中小高炉只有一条出铁沟，使用浇注料时间不允许，而且自流浇注料施工工艺严格，对烘烤的过程要求比较严格，价格比较昂贵。所以众多钢铁厂一般都采用ASC捣打料，捣打料价格便宜，施工条件要求不高，操作比较简单。免烘烤铁沟捣打料不需要烘烤，直接通铁，使用比较方便。但由于成本价格低，使用了沥青、焦油，在高温下使用，散发黄色的有毒烟雾，对现场环境有影响，损害工人的健康。而且铁沟使用中粘渣、局部破坏时，清渣非常困难，温度高，此时局部铺沟，捣打料味道重，影响环境。

在制备环保型高炉出铁沟捣打料方面，CN101143795A公开了一种采用含10-60％酚醛树脂乙醇溶液或乙二醇溶液，或含有不可食用的3-60％废弃动、植物油的酚醛树脂溶液的混合物作为结合剂，从而降低酚醛树脂含量的环保型捣打料，此种捣打料需要烘烤后才能满足出铁要求；CN101358256A提供了一种采用苯并芘含量小于500ppm的含碳树脂作为结合剂的高炉环保型捣打料，在出铁过程中也容易发生爆裂；CN103936439A公开了一种以含碳树脂、植物油脂、蜜胺脲醛树脂和碳粉构成的混合体系作为结合剂的环保型高通铁量免烘烤出铁沟捣打料，并研究了不同组分及其含量对于捣打料性能的影响，此种捣打料采用的结合剂粘度都比较大，难以在捣打料中分散均匀；CN101823894A提供了一种通过对常规结合剂进行改性而制备的免烘烤碳质捣打料，该改性结合剂实质上为沥青、焦油和酚醛树脂的混合物，在环保性方面有所不足。还有一些其他有关出铁沟捣打料的报道，都是主要着重在于材料的组成、加入量的变化，结合剂系统多使用的酚醛树脂，实际上都使用了低熔点的沥青粉作为辅助结合剂。由于树脂比较粘稠，因此在混合过程中，难于将细粉和骨料混合均匀，实际的捣打料生产过程中，细粉没有均匀分散，就被树脂包裹成团，而骨料的表面，也为树脂包裹，在实际的使用中，骨料与细粉的结合比较困难，即使烧结也不紧密。由于采用的制备工艺不合理，即使采用科学的配方和良好的原材料，制备出来的捣打料往往也难以达到良好的使用效果。在使用的酚醛树脂中，必须使用液态的树脂才便于生产，这些树脂中含有芳香族的苯环或蒽、萘等有毒害物质，挥发过程，对于人体有影响，因此应该尽量减少酚醛树脂的用量。从价格上考虑，树脂比较昂贵，使用低软化点的煤沥青也有较多有害气体的挥发。在使用条件方面，高炉出铁间隔时间短，施工过程中往往衬体还具有相当高的温度，因此对捣打料的防爆性能也有严格要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种免烘烤捣打料及其制备方法，能够有效解决现有捣打料抗侵蚀性差，寿命低的问题。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种免烘烤捣打料，按质量分数包括以下组份：5～8mm电熔莫来石16～25份，3～5mm电熔莫来石15～20份，3～5mm致密刚玉10～15份，1～3mm致密刚玉6～12份，0～1mm板状刚玉8～13份，0～1mm碳化硅8～16份，板状刚玉粉15～20份，煅烧氧化铝粉6～12份，石墨收尘粉4～8份，广西泥4～6份，热塑性树脂3～5份，乙二醇2～4份，防爆纤维0.15～0.3份，乌洛托品0.3～0.6份。

优选的，5～8mm电熔莫来石16份，3～5mm电熔莫来石20份，3～5mm致密刚玉15份，1～3mm致密刚玉6份，0～1mm板状刚玉13份，0～1mm碳化硅8份，板状刚玉粉20份，煅烧氧化铝粉6份，石墨收尘粉8份，广西泥4份，热塑性树脂5份，乙二醇2份，防爆纤维0.3份，乌洛托品0.6份。

可选的，5～8mm电熔莫来石25份，3～5mm电熔莫来石15份，3～5mm致密刚玉10份，1～3mm致密刚玉12份，0～1mm板状刚玉8份，0～1mm碳化硅16份，板状刚玉粉15份，煅烧氧化铝粉12份，石墨收尘粉4份，广西泥6份，热塑性树脂3份，乙二醇4份，防爆纤维0.15份，乌洛托品0.3份。

可选的，5～8mm电熔莫来石20份，3～5mm电熔莫来石18份，3～5mm致密刚玉12份，1～3mm致密刚玉10份，0～1mm板状刚玉10份，0～1mm碳化硅12份，板状刚玉粉18份，煅烧氧化铝粉10份，石墨收尘粉6份，广西泥5份，热塑性树脂4份，乙二醇3份，防爆纤维0.2份，乌洛托品0.4份。

优选的，所述板状刚玉粉颗粒度低于200目；颗粒太大不利于与其他物料混合。

优选的，碳化硅中SiC的质量百分含量不小于95％；保证其有足够的有效成分。

优选的，防爆纤维的熔点为100～120℃；防爆纤维的熔点为100～120℃，能够有助于水分的排出，而不产生裂纹。

采用上述免烘烤捣打料的捣打料制备方法，依次包括以下步骤：

A、预混：预混过程分为骨料预混、粉料预混和结合剂预混，骨料预混为将5～8mm电熔莫来石、3～5mm电熔莫来石、3～5mm致密刚玉、1～3mm致密刚玉、0～1mm板状刚玉、0～1mm碳化硅按比例称量好后进行预混，粉料预混为将200目板状刚玉粉、煅烧氧化铝粉、石墨收尘粉、广西泥、防爆纤维、乌洛托品按比例称量好后进行预混；结合剂预混为将热塑性树脂、乙二醇按比例称量好后进行预混；

B、搅拌：将预混好的骨料加入到搅拌机中进行搅拌，然后按比例加入预混好的结合剂，最后加入预混好的粉料混合搅拌均匀，；

C、碾压：将步骤B制得的混合料进行轮碾挤压，制得免烘烤环保型捣打料。

优选的，所有搅拌过程的温度控制在40～60℃。

与现有技术相比，本发明的优点是：本发明采用部分电熔莫来石作为骨料显著提高了捣打料的抗热震性能，采用乙二醇对热塑性树脂的粘度进行调节，降低了结合剂的加入量，确保了免烘烤捣打料具有施工性能好、气孔率低、高温强度大等特征。采用石墨收尘粉替代沥青，避免了采用沥青引起的冒黄烟、有毒有害气体挥发造成的污染问题，而且有助于降低原料成本。防爆纤维在捣打料料中易于相互连接形成与外界贯通的线通道，有利于材料的透气性提高，在显微结构方面保证了捣打料优异的免烘烤性能。本发明的制备方法保证了捣打料结构和材质的均一性，所制备的免烘烤环保型捣打料耐侵蚀、抗冲刷、抗热震性好，使用时产生的烟气及有害气体少，施工后无需烘烤就可直接出铁，它能提高出铁沟的使用效率，有效的保证了炼铁生产的正常进行，有助于降低耐材单耗，能够提高沟衬寿命，降低工人劳动强度，提高高炉炼铁效率和效益，满足了高炉出铁的使用要求，经济和社会效益显著。

具体实施方式

实施例一：

一种免烘烤捣打料，按质量分数包括以下组份：5～8mm电熔莫来石20份，3～5mm电熔莫来石18份，3～5mm致密刚玉12份，1～3mm致密刚玉10份，0～1mm板状刚玉10份，0～1mm碳化硅12份，板状刚玉粉18份，煅烧氧化铝粉10份，石墨收尘粉6份，广西泥5份，热塑性树脂4份，乙二醇3份，防爆纤维0.2份，乌洛托品0.4份。

实施例二：

一种免烘烤捣打料，按质量分数包括以下组份：5～8mm电熔莫来石16份，3～5mm电熔莫来石20份，3～5mm致密刚玉15份，1～3mm致密刚玉6份，0～1mm板状刚玉13份，0～1mm碳化硅8份，板状刚玉粉20份，煅烧氧化铝粉6份，石墨收尘粉8份，广西泥4份，热塑性树脂5份，乙二醇2份，防爆纤维0.3份，乌洛托品0.6份。

实施例三：

一种免烘烤捣打料，按质量分数包括以下组份：5～8mm电熔莫来石25份，3～5mm电熔莫来石15份，3～5mm致密刚玉10份，1～3mm致密刚玉12份，0～1mm板状刚玉8份，0～1mm碳化硅16份，板状刚玉粉15份，煅烧氧化铝粉12份，石墨收尘粉4份，广西泥6份，热塑性树脂3份，乙二醇4份，防爆纤维0.15份，乌洛托品0.3份。

实施例四：

一种免烘烤捣打料，按质量分数包括以下组份：5～8mm电熔莫来石23份，3～5mm电熔莫来石16份，3～5mm致密刚玉13份，1～3mm致密刚玉8份，0～1mm板状刚玉9份，0～1mm碳化硅15份，200目板状刚玉粉16份，煅烧氧化铝粉8份，石墨收尘粉7份，广西泥6份，热塑性树脂5份，乙二醇3份，防爆纤维0.25份，乌洛托品0.5份。

上述实施例中，板状刚玉粉颗粒度低于200目，碳化硅中SiC的质量百分含量不小于95％，防爆纤维的熔点为110℃。石墨收尘粉是石墨加工过程中从除尘设备中清理出的回收料。

采用上述免烘烤捣打料的捣打料制备方法，依次包括以下步骤：

A、预混：预混过程分为骨料预混、粉料预混和结合剂预混，骨料预混为将5～8mm电熔莫来石、3～5mm电熔莫来石、3～5mm致密刚玉、1～3mm致密刚玉、0～1mm板状刚玉、0～1mm碳化硅按比例称量好后进行预混，粉料预混为将200目板状刚玉粉、煅烧氧化铝粉、石墨收尘粉、广西泥、防爆纤维、乌洛托品按比例称量好后进行预混；结合剂预混为将热塑性树脂、乙二醇按比例称量好后进行预混；

B、搅拌：将预混好的骨料加入到搅拌机中进行搅拌，然后按比例加入预混好的结合剂，最后加入预混好的粉料混合搅拌均匀，所有搅拌过程的温度控制在40～60℃；

C、碾压：将步骤B制得的混合料进行轮碾挤压，制得免烘烤环保型捣打料。

采用部分电熔莫来石作为骨料显著提高了捣打料的抗热震性能，采用乙二醇对热塑性树脂的粘度进行调节，降低了结合剂的加入量，确保了免烘烤捣打料具有施工性能好、气孔率低、高温强度大等特征。采用石墨收尘粉替代沥青，避免了采用沥青引起的冒黄烟、有毒有害气体挥发造成的污染问题，而且有助于降低原料成本。防爆纤维在捣打料料中易于相互连接形成与外界贯通的线通道，有利于材料的透气性提高，在显微结构方面保证了捣打料优异的免烘烤性能。本发明的制备方法保证了捣打料结构和材质的均一性，所制备的免烘烤环保型捣打料耐侵蚀、抗冲刷、抗热震性好，使用时产生的烟气及有害气体少，施工后无需烘烤就可直接出铁，它能提高出铁沟的使用效率，有效的保证了炼铁生产的正常进行，有助于降低耐材单耗，能够提高沟衬寿命，降低工人劳动强度，提高高炉炼铁效率和效益，满足了高炉出铁的使用要求，经济和社会效益显著。

以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。

Claims (9)

1.一种免烘烤捣打料，其特征在于：按质量分数包括以下组份：5～8mm电熔莫来石16～25份，3～5mm电熔莫来石15～20份，3～5mm致密刚玉10～15份，1～3mm致密刚玉6～12份，0～1mm板状刚玉8～13份，0～1mm碳化硅8～16份，板状刚玉粉15～20份，煅烧氧化铝粉6～12份，石墨收尘粉4～8份，广西泥4～6份，热塑性树脂3～5份，乙二醇2～4份，防爆纤维0.15～0.3份，乌洛托品0.3～0.6份。

2.如权利要求1所述的一种免烘烤捣打料，其特征在于：5～8mm电熔莫来石16份，3～5mm电熔莫来石20份，3～5mm致密刚玉15份，1～3mm致密刚玉6份，0～1mm板状刚玉13份，0～1mm碳化硅8份，板状刚玉粉20份，煅烧氧化铝粉6份，石墨收尘粉8份，广西泥4份，热塑性树脂5份，乙二醇2份，防爆纤维0.3份，乌洛托品0.6份。

3.如权利要求1所述的一种免烘烤捣打料，其特征在于：5～8mm电熔莫来石25份，3～5mm电熔莫来石15份，3～5mm致密刚玉10份，1～3mm致密刚玉12份，0～1mm板状刚玉8份，0～1mm碳化硅16份，板状刚玉粉15份，煅烧氧化铝粉12份，石墨收尘粉4份，广西泥6份，热塑性树脂3份，乙二醇4份，防爆纤维0.15份，乌洛托品0.3份。

4.如权利要求1所述的一种免烘烤捣打料，其特征在于：5～8mm电熔莫来石20份，3～5mm电熔莫来石18份，3～5mm致密刚玉12份，1～3mm致密刚玉10份，0～1mm板状刚玉10份，0～1mm碳化硅12份，板状刚玉粉18份，煅烧氧化铝粉10份，石墨收尘粉6份，广西泥5份，热塑性树脂4份，乙二醇3份，防爆纤维0.2份，乌洛托品0.4份。

5.如权利要求1至4中任一项所述的一种免烘烤捣打料，其特征在于：所述板状刚玉粉颗粒度低于200目。

6.如权利要求1至4中任一项所述的一种免烘烤捣打料，其特征在于：碳化硅中SiC的质量百分含量不小于95％。

7.如权利要求1至4中任一项所述的一种免烘烤捣打料，其特征在于：防爆纤维的熔点为100～120℃。

8.一种采用权利要求1所述免烘烤捣打料的捣打料制备方法，其特征在于：依次包括以下步骤：

A、预混：预混过程分为骨料预混、粉料预混和结合剂预混，骨料预混为将5～8mm电熔莫来石、3～5mm电熔莫来石、3～5mm致密刚玉、1～3mm致密刚玉、0～1mm板状刚玉、0～1mm碳化硅按比例称量好后进行预混，粉料预混为将200目板状刚玉粉、煅烧氧化铝粉、石墨收尘粉、广西泥、防爆纤维、乌洛托品按比例称量好后进行预混；结合剂预混为将热塑性树脂、乙二醇按比例称量好后进行预混；

B、搅拌：将预混好的骨料加入到搅拌机中进行搅拌，然后按比例加入预混好的结合剂，最后加入预混好的粉料混合搅拌均匀；

C、碾压：将步骤B制得的混合料进行轮碾挤压，制得免烘烤环保型捣打料。

9.如权利要求8所述的捣打料制备方法，其特征在于：所述步骤B中搅拌全过程温度为40～60℃。