CN110590344A - 一种环保型炮泥及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种环保型炮泥，所述炮泥使用时具有前中后三段式结构，所述前段和后段均使用第一炮泥，所述中段使用第二炮泥，所述第一炮泥的制备原料包括复合骨料、炉缸保护剂和第一复合粘合剂，所述复合骨料包括棕刚玉、碳化硅、碳化钛、陶瓷微粉和树脂，所述炉缸保护剂包括钛白粉、碳化钛和氮化硅，所述第一复合粘合剂包括陶瓷结合剂、所述树脂、固化剂、成碳剂、陶瓷微粉和磷酸铝；所述第二炮泥的制备原料包括所述复合骨料、所述炉缸保护剂和第二复合粘合剂，所述第二复合粘合剂包括所述陶瓷结合剂、所述树脂、所述固化剂、所述陶瓷微粉和磷酸铝。

Description

一种环保型炮泥及其制备方法
技术领域
本发明涉及冶金技术领域，具体涉及一种环保型炮泥及其制备方法。
背景技术
近年来，随着高炉冶炼强度的不断提高，铁口喷溅现象成为高炉炼铁生产过程中不容忽略的问题。炮泥作为封堵出铁口的耐火材料，在高温下由于体积收缩产生裂纹致使煤气窜漏，或炮泥湿潮，均会导致铁口喷溅现象。因此，在要求炮泥具有耐冲刷、耐侵蚀、开口性、新旧炮泥结合和出铁时间等性能的同时，对高炉出铁口用无水炮泥在抑制铁口喷溅方面的性能也要求改善。
目前，应用广泛的高炉出铁口无水炮泥属于Al2O3-SiO2-SiC-C系材料，其中，根据结合剂的不同分为焦油炮泥和树脂炮泥，树脂炮泥成本过高，推广应用范围受到限制。传统焦油炮泥成本较低，然而其结合剂为焦油，一经受热释放出大量苯并芘，苯并芘是一种极强的致癌物质，对环境和工作人员身体极为有害。另外，Al2O3-SiO2-SiC-C系焦油型炮泥在高温环境中会出现线变收缩，易导致在新旧炮泥之间出现缝隙；在热应力作用下又会出现微裂纹，炮泥极易被熔融的渣铁渗入、侵蚀，甚至冲刷损毁。因此，研制一种无毒、低成本、综合性能优良的炮泥是当务之急，该炮泥应该具有高强度、高耐磨耐火性、抗冲刷、抗渣渗透以及抗渣侵蚀性能。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明提供了一种环保型炮泥及其制备方法，使用时，所述炮泥具有前中后三段式结构，其中，前段和后段均使用第一炮泥，中段使用第二炮泥，所述第一炮泥主要具有强度大、耐高温、耐机械冲刷的特点，所述第二炮泥主要具有隔热好、韧性好、结合性强的特点，防止作为后段的第一炮泥在内外剧烈的温差条件下，出现开裂或微细裂纹。所述第一炮泥和第二炮泥均采用复合材料作为骨料，再加入新型复合粘合剂，使得制成的炮泥具有高强度、耐高温、耐机械冲刷、抗侵蚀和防开裂的特点。
为了达到上述目的，本发明提供了一种环保型炮泥，所述炮泥使用时具有前中后三段式结构，所述前段和后段均使用第一炮泥，所述中段使用第二炮泥，所述第一炮泥的制备原料包括复合骨料、炉缸保护剂和第一复合粘合剂，所述复合骨料包括棕刚玉、碳化硅、碳化钛、陶瓷微粉和树脂，所述炉缸保护剂包括钛白粉、碳化钛和氮化硅，所述第一复合粘合剂包括陶瓷结合剂、所述树脂、固化剂、成碳剂、陶瓷微粉和磷酸铝；所述第二炮泥的制备原料包括所述复合骨料、所述炉缸保护剂和第二复合粘合剂，所述第二复合粘合剂包括所述陶瓷结合剂、所述树脂、所述固化剂、所述陶瓷微粉和磷酸铝。
优选的，所述固化剂包括羟甲基脲和碳酸钠，所述成碳剂为季戊四醇。
所述复合骨料包括棕刚玉、碳化硅、碳化钛、陶瓷微粉和树脂，优选的，所述树脂为酚醛树脂。本发明所述的复合骨料利用树脂材料，不仅克服了传统炮泥的骨料与其它辅料或助剂结合性差的缺点，而且能够改善炮泥内部因温度急剧变化而引发的开裂或细微裂纹的现象；在复合骨料中添加的碳化硅和碳化钛改善了复合骨料的致密性和耐高温方面的性能，所述复合骨料中的陶瓷微粉能够改善其强度和孔隙的问题。
所述棕刚玉的颗粒级配为3级，分别为1-5mm、5-10mm和<1mm。本发明发现，使用不同粒径的棕刚玉，通过调整不同粒径的棕刚玉的重量份数配比，可以获得不同性能的复合骨料。具体的，本发明发现，所述棕刚玉<1mm的用量较大时，制备的炮泥致密性较好，强度较大；所述棕刚玉5-10mm的用量较大时，制备的复合骨料由于孔隙较多而使得所述树脂容易进入，进而在棕刚玉、碳化硅、碳化钛和陶瓷微粉之间发挥更好的粘结作用，最终提高制备的炮泥的韧性、防开裂和新旧炮泥结合的性能。
所述碳化硅和碳化钛为良好的耐火材料，廉价易得，所述复合骨料中添加碳化硅和碳化钛不但可以提高复合骨料的耐火性能，而且能够降低所述复合骨料的孔隙率，防止使用时炮泥出现裂纹。本发明发现，所述复合骨料中加入陶瓷微粉，能够显著提高制成炮泥的强度和耐高温冲刷性能。
所述复合骨料中各组分的颗粒大小为：碳化硅≤0.5mm，碳化钛≤1mm，陶瓷微粉1-4mm。
所述炉缸保护剂包括二氧化钛、碳化钛和氮化硅，所述炉缸保护剂中各组分的颗粒大小为：二氧化钛≤0.5mm，碳化钛≤1mm，氮化硅≤1mm。在高炉出铁过程中，所述二氧化钛和一些碳素与空气中的氮气反应生成氮化钛，氮化钛进而与碳化钛在高温环境中生成固溶体Ti(C，N)，TiC、TiN和Ti(C，N)具有高强度、高硬度和耐高温的特点，这些物质富集在铁口区域的炉缸壁或铁口外部区域，从而起到保护铁口区的作用。
所述第一复合粘合剂包括陶瓷结合剂、树脂、固化剂、陶瓷微粉和磷酸铝。所述树脂优选为酚醛树脂。传统的炮泥普遍采用焦油作为粘合剂，不但不利于环保，而且焦油释放的有毒气体会危害工作人员的身体健康，相比之下，本发明所述第一复合粘合剂和第二复合粘合剂彻底摒弃了焦油，使用树脂作为粘合剂，在达到粘合要求的条件下，提高了所述炮泥的环保性能。使用所述陶瓷粘结剂，可以减少树脂用量，降低成本；另一方面，所述陶瓷结合剂中的二氧化硅含量较高，使得所述第一复合粘合剂与所述炮泥的其它成分能够很好的结合，同时有利于使用时新旧炮泥的结合。所述陶瓷微粉的加入，使得所述第一炮泥的形状保持良好，不易散落，进一步改善了所述第一复合粘合剂与第一炮泥的强度、耐磨性、耐火度、抗渣渗透性和抗渣侵蚀性，保证足够的出铁时间。
所述固化剂包括羟甲基脲和碳酸钠，所述固化剂对于所述酚醛树脂是良好的复合固化剂，本发明意料不到的发现，在本发明规定的固化剂用量条件下，固化速度较快，而且不影响所述第一复合粘合剂使用的粘度。
所述磷酸铝在本发明中作为助熔剂使用，有利于促进新旧炮泥的良好结合。
所述第二复合粘合剂的基础配方与第一复合粘合剂相同，使得第二复合粘合剂在第二炮泥的使用中具有第一复合粘合剂的优点，此外，所述第二复合粘合剂在第一复合粘合剂配方的基础上添加成碳剂。所述成碳剂为季戊四醇，所述成碳剂在高温中形成活性炭的绝缘层，并形成一定数量的多孔结构，能够在所述第二炮泥内部和外部形成隔热保温结构，提高第二炮泥的隔热性能。
炮泥在使用过程中，靠近高炉铁口的部分温度极高，而炉口外部的温度相比于炉口有很大程度的降低，使用传统的炮泥时，由于所处温度环境差异较大，炮泥自身的固化、碳化等反应程度不同，炮泥中容易形成不同的结构和应力作用，再加之铁水冲刷，因此易出现开裂、微细裂纹、漏气等现象。本发明提出所述第二炮泥作为中段炮泥使用，第二炮泥具有隔热好、韧性好、结合性强的特点，防止作为后段的第一炮泥在内外剧烈的温差条件下，出现开裂、微细裂纹或漏气现象，同时促进前、中、后段炮泥的结合。
所述第一炮泥的制备原料各组分的重量份数为：所述复合骨料中，棕刚玉(1-5mm)为10-15份，棕刚玉(5-10mm)为5-15份，棕刚玉(<1mm)为15-20份，碳化硅(≤0.5mm)为3-10份，碳化钛(≤1mm)为5-8份，陶瓷微粉(1-4mm)为5-8份，树脂为2-5份。
所述炉缸保护剂中，二氧化钛(≤0.5mm)为3-10份，碳化钛(≤1mm)为3-5份，氮化硅(≤1mm)为3-10份。
所述第一复合粘合剂中，陶瓷结合剂为3-5份，树脂为3-5份，陶瓷微粉为3-5份，磷酸铝为1-3份，羟甲基脲4-6份，碳酸钠为5-8份。
所述第二炮泥的制备原料各组分的重量份数为：所述复合骨料中，棕刚玉(1-5mm)为10-15份，棕刚玉(5-10mm)为10-20份，棕刚玉(<1mm)为10-15份，碳化硅(≤0.5mm)为3-10份，碳化钛(≤1mm)为3-5份，陶瓷微粉(1-4mm)为3-5份，树脂为5-8份。
所述炉缸保护剂中，二氧化钛(≤0.5mm)为3-10份，碳化钛(≤1mm)为5-8份，氮化硅(≤1mm)为3-10份。
所述第二复合粘合剂中，陶瓷结合剂为5-8份，树脂为3-5份，成碳剂为3-8份，陶瓷微粉为5-8份，磷酸铝为1-3份，羟甲基脲4-6份，碳酸钠为5-8份。
所述前段、中段和后段炮泥配合使用时的质量比为(2-4)：1：(2-4)。
本发明创造性的采用所述第一炮泥和第二炮泥配合形成前中后段炮泥使用的技术，根据使用中炮泥接触铁水的不同情况，有针对性地调节所述复合骨料、炉缸保护剂、第一复合粘合剂和第二复合粘合剂中各组分的用量，使得第一炮泥主要具有强度大、耐高温、耐机械冲刷的特点，第二炮泥主要具有隔热好、韧性好、结合性强的特点。本发明所述的第一炮泥和第二炮泥容易封堵和打开，并且新旧炮泥之间的结合性良好。
本发明还提供了所述第一炮泥的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将不同粒径的所述棕刚玉混合均匀，再依次加入碳化硅、碳化钛和陶瓷微粉并混合均匀，最后缓慢加入所述树脂，得到所述复合骨料；
(2)将碳化钛和氮化硅加入到二氧化钛中，并混合均匀，得到所述炉缸保护剂；
(3)在陶瓷结合剂中依次加入磷酸铝和陶瓷微粉，并混合均匀，然后加入所述树脂，再次混合均匀，得到所述第一复合粘合剂的前驱体；
(4)在50-60℃下，向所述复合骨料中缓慢加入所述第一复合粘合剂的前驱体，并搅拌均匀，然后缓慢加入所述固化剂，再次搅拌均匀，得到所述第一炮泥。
本发明还提供了所述第二炮泥的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将不同粒径的所述棕刚玉混合均匀，再依次加入碳化硅、碳化钛和陶瓷微粉并混合均匀，最后缓慢加入所述树脂，得到所述复合骨料；
(2)将碳化钛和氮化硅加入到二氧化钛中，并混合均匀，得到所述炉缸保护剂；
(3)在陶瓷结合剂中依次加入成碳剂、磷酸铝和陶瓷微粉，并混合均匀，然后加入所述树脂，再次混合均匀，得到所述第二复合粘合剂的前驱体；
(4)在50-60℃下，向所述复合骨料中缓慢加入所述第二复合粘合剂的前驱体，并搅拌均匀，然后缓慢加入所述固化剂，再次搅拌均匀，得到所述第二炮泥。
所述第一炮泥和第二炮泥在使用时，可以采用分段打泥的方法，分成前段、中段和后段分别打泥。
具体实施方式
除非另有定义，本发明中所使用的所有科学和技术术语具有与本发明涉及技术领域的技术人员通常理解的相同的含义。以下实施例用来说明本发明，但不用来限制本发明。以下实施例和对比例中的树脂为酚醛树脂。
实施例1
本实施例的第一炮泥的制备原料各组分的重量份数为：复合骨料中，棕刚玉(1-5mm)为10份，棕刚玉(5-10mm)为5份，棕刚玉(<1mm)为15份，碳化硅(≤0.5mm)为3份，碳化钛(≤1mm)为5份，陶瓷微粉(1-4mm)为5份，酚醛树脂为2份；炉缸保护剂中，二氧化钛(≤0.5mm)为3份，碳化钛(≤1mm)为3份，氮化硅(≤1mm)为3份；复合粘合剂中，陶瓷结合剂为3份，酚醛树脂为3份，陶瓷微粉为3份，磷酸铝为1份，羟甲基脲4份，碳酸钠为5份。
第二炮泥的制备原料各组分的重量份数为：复合骨料中，棕刚玉(1-5mm)为10份，棕刚玉(5-10mm)为10份，棕刚玉(<1mm)为10份，碳化硅(≤0.5mm)为3份，碳化钛(≤1mm)为3份，陶瓷微粉(1-4mm)为3份，酚醛树脂为5份；炉缸保护剂中，二氧化钛(≤0.5mm)为3份，碳化钛(≤1mm)为5份，氮化硅(≤1mm)为3份；复合粘合剂中，陶瓷结合剂为5份，酚醛树脂为3份，季戊四醇为3份，陶瓷微粉为5份，磷酸铝为1份，羟甲基脲4份，碳酸钠为5份。
按照第一炮泥的各组分原料的重量份数，制备第一炮泥：
(1)将不同粒径的棕刚玉混合均匀，再依次加入碳化硅、碳化钛和陶瓷微粉混合均匀，最后缓慢加入树脂，得到复合骨料；
(2)将碳化钛和氮化硅加入到二氧化钛中，并混合均匀，得到炉缸保护剂；
(3)在陶瓷结合剂中依次加入磷酸铝和陶瓷微粉，并混合均匀，然后加入树脂，再次混合均匀，得到第一复合粘合剂的前驱体；
(4)在50-60℃下，向复合骨料中缓慢加入第一复合粘合剂的前驱体，并搅拌均匀，然后缓慢加入固化剂，再次搅拌均匀，得到第一炮泥。
按照第二炮泥的各组分原料的重量份数，制备第二炮泥：
(1)将不同粒径的棕刚玉混合均匀，再依次加入碳化硅、碳化钛和陶瓷微粉混合均匀，最后缓慢加入树脂，得到复合骨料；
(2)将碳化钛和氮化硅加入到二氧化钛中，并混合均匀，得到炉缸保护剂；
(3)在陶瓷结合剂中依次加入季戊四醇、磷酸铝和陶瓷微粉，并混合均匀，然后加入树脂，再次混合均匀，得到第二复合粘合剂的前驱体；
(4)在50-60℃下，向复合骨料中缓慢加入第二复合粘合剂的前驱体，并搅拌均匀，然后缓慢加入固化剂，再次搅拌均匀，得到第二炮泥。
本实施例的前段(第一炮泥)、中段(第二炮泥)和后段(第一炮泥)配合使用时的质量比为4：1：4。
对比例1
本对比例按照实施例1的原料配比和方法分别制备得到第一炮泥和第二炮泥，将第一炮泥和第二炮泥按质量比8：1混合均匀后直接使用。
对比例2
本对比例的第一炮泥的制备原料各组分的重量份数为：复合骨料中，棕刚玉(1-5mm)为10份，棕刚玉(5-10mm)为5份，棕刚玉(<1mm)为15份，碳化硅(≤0.5mm)为3份，碳化钛(≤1mm)为5份，陶瓷微粉(1-4mm)为5份，酚醛树脂为2份；炉缸保护剂中，二氧化钛(≤0.5mm)为3份，碳化钛(≤1mm)为3份，氮化硅(≤1mm)为3份；复合粘合剂中，陶瓷结合剂为3份，酚醛树脂为3份，陶瓷微粉为3份，磷酸铝为1份，羟甲基脲4份，碳酸钠为5份。
(1)将不同粒径的棕刚玉混合均匀，再依次加入碳化硅、碳化钛和陶瓷微粉混合均匀，最后缓慢加入树脂，得到复合骨料；
(2)将碳化钛和氮化硅加入到二氧化钛中，并混合均匀，得到炉缸保护剂；
(3)在陶瓷结合剂中依次加入磷酸铝和陶瓷微粉，并混合均匀，然后加入树脂，再次混合均匀，得到第一复合粘合剂的前驱体；
(4)在50-60℃下，向复合骨料中缓慢加入第一复合粘合剂的前驱体，并搅拌均匀，然后缓慢加入固化剂，再次搅拌均匀，得到第一炮泥。
本对比例的前段(第一炮泥)、中段(第一炮泥)和后段(第一炮泥)配合使用时的质量比为4：1：4。
对比例3
本对比例的第二炮泥的制备原料各组分的重量份数为：复合骨料中，棕刚玉(1-5mm)为10份，棕刚玉(5-10mm)为10份，棕刚玉(<1mm)为10份，碳化硅(≤0.5mm)为3份，碳化钛(≤1mm)为3份，陶瓷微粉(1-4mm)为3份，酚醛树脂为5份；炉缸保护剂中，二氧化钛(≤0.5mm)为3份，碳化钛(≤1mm)为5份，氮化硅(≤1mm)为3份；复合粘合剂中，陶瓷结合剂为5份，酚醛树脂为3份，季戊四醇为3份，陶瓷微粉为5份，磷酸铝为1份，羟甲基脲4份，碳酸钠为5份。
第二炮泥的制备方法与实施例1相同。本对比例的前段(第二炮泥)、中段(第二炮泥)和后段(第二炮泥)配合使用时的质量比为4：1：4。
实施例1、对比例1-3的性能指标详见表1。
表1实施例1、对比例1-3的性能对比
由表1可见，对比例2单独使用第一炮泥，其体积密度比实施例1大，而对比例3单独使用第二炮泥，其体积密度最低。对比例1是将第一炮泥和第二炮泥混合后使用，其体积密度比实施例1略低。
对比例3的耐压强度比实施例1和对比例1-2有较大下降，可能由于对比例3单独使用第二炮泥，其成碳剂受热后产生多孔结果，导致强度下降。对比例1的耐压强度也较低，说明第一炮泥和第二炮泥混合后使用，无法发挥或无法充分发挥第二炮泥的隔热作用，进而无法很好地改善整体炮泥的防开裂性。虽然对比例2的耐压强度与实施例1在同一水平上，但是对比例2的加热永久线变化率大于实施例1，使用中，易出现开裂。
对比例1-3的加热永久线变化率均大于实施例1，说明缺乏第二炮泥在两段第一炮泥之间的配合作用，很难发挥或充分发挥第二炮泥的韧性强、耐高温、防开裂的优点。
实施例2
本实施例的第一炮泥的制备原料各组分的重量份数为：复合骨料中，棕刚玉(1-5mm)为15份，棕刚玉(5-10mm)为15份，棕刚玉(<1mm)为20份，碳化硅(≤0.5mm)为10份，碳化钛(≤1mm)为8份，陶瓷微粉(1-4mm)为8份，酚醛树脂为5份；炉缸保护剂中，二氧化钛(≤0.5mm)为10份，碳化钛(≤1mm)为5份，氮化硅(≤1mm)为10份；复合粘合剂中，陶瓷结合剂为5份，酚醛树脂为5份，陶瓷微粉为5份，磷酸铝为3份，羟甲基脲6份，碳酸钠为8份。
第二炮泥的制备原料各组分的重量份数为：复合骨料中，棕刚玉(1-5mm)为15份，棕刚玉(5-10mm)为20份，棕刚玉(<1mm)为15份，碳化硅(≤0.5mm)为10份，碳化钛(≤1mm)为5份，陶瓷微粉(1-4mm)为5份，酚醛树脂为8份；炉缸保护剂中，二氧化钛(≤0.5mm)为10份，碳化钛(≤1mm)为8份，氮化硅(≤1mm)为10份；复合粘合剂中，陶瓷结合剂为8份，酚醛树脂为5份，季戊四醇为8份，陶瓷微粉为8份，磷酸铝为3份，羟甲基脲6份，碳酸钠为8份。
本实施例炮泥的制备方法与实施例1相同。本实施例的前段(第一炮泥)、中段(第二炮泥)和后段(第一炮泥)配合使用时的质量比为4：1：4。
实施例3
本实施例的第一炮泥的制备原料各组分的重量份数为：复合骨料中，棕刚玉(1-5mm)为11份，棕刚玉(5-10mm)为10份，棕刚玉(<1mm)为17份，碳化硅(≤0.5mm)为8份，碳化钛(≤1mm)为6份，陶瓷微粉(1-4mm)为7份，酚醛树脂为3份；炉缸保护剂中，二氧化钛(≤0.5mm)为5份，碳化钛(≤1mm)为4份，氮化硅(≤1mm)为7份；复合粘合剂中，陶瓷结合剂为4份，酚醛树脂为4份，陶瓷微粉为4份，磷酸铝为2份，羟甲基脲5份，碳酸钠为6份。
第二炮泥的制备原料各组分的重量份数为：复合骨料中，棕刚玉(1-5mm)为13份，棕刚玉(5-10mm)为15份，棕刚玉(<1mm)为13份，碳化硅(≤0.5mm)为7份，碳化钛(≤1mm)为4份，陶瓷微粉(1-4mm)为4份，酚醛树脂为6份；炉缸保护剂中，二氧化钛(≤0.5mm)为4份，碳化钛(≤1mm)为7份，氮化硅(≤1mm)为5份；复合粘合剂中，陶瓷结合剂为6份，酚醛树脂为4份，季戊四醇为5份，陶瓷微粉为6份，磷酸铝为2份，羟甲基脲5份，碳酸钠为7份。
本实施例炮泥的制备方法与实施例1相同。本实施例的前段(第一炮泥)、中段(第二炮泥)和后段(第一炮泥)配合使用时的质量比为4：1：4。
实施例4
本实施例的第一炮泥的制备原料各组分的重量份数为：复合骨料中，棕刚玉(1-5mm)为12份，棕刚玉(5-10mm)为12份，棕刚玉(<1mm)为19份，碳化硅(≤0.5mm)为5份，碳化钛(≤1mm)为7份，陶瓷微粉(1-4mm)为6份，酚醛树脂为4份；炉缸保护剂中，二氧化钛(≤0.5mm)为8份，碳化钛(≤1mm)为4份，氮化硅(≤1mm)为5份；复合粘合剂中，陶瓷结合剂为5份，酚醛树脂为5份，陶瓷微粉为1份，磷酸铝为1份，羟甲基脲6份，碳酸钠为8份。
第二炮泥的制备原料各组分的重量份数为：复合骨料中，棕刚玉(1-5mm)为11份，棕刚玉(5-10mm)为18份，棕刚玉(<1mm)为11份，碳化硅(≤0.5mm)为9份，碳化钛(≤1mm)为5份，陶瓷微粉(1-4mm)为4份，酚醛树脂为8份；炉缸保护剂中，二氧化钛(≤0.5mm)为5份，碳化钛(≤1mm)为5份，氮化硅(≤1mm)为7份；复合粘合剂中，陶瓷结合剂为8份，酚醛树脂为5份，季戊四醇为7份，陶瓷微粉为6份，磷酸铝为3份，羟甲基脲4份，碳酸钠为5份。
本实施例炮泥的制备方法与实施例1相同。本实施例的前段(第一炮泥)、中段(第二炮泥)和后段(第一炮泥)配合使用时的质量比为2：1：2。
表2实施例1-4的-炮泥性能
由表2可见，实施例1-4的配方均在本发明所要求的原料及其用量范围内，实施例1-4的综合性能达到了规格值以上的水平，比传统炮泥的性能有了较大提高，并且使用时无开裂和漏气现象，吨铁泥耗较少，且在0.2-0.5kg/t范围内，说明本发明的配方和制备方法稳定性良好，制备的炮泥的综合性能较好。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种环保型炮泥，其特征在于，所述炮泥使用时具有前中后三段式结构，所述前段和后段均使用第一炮泥，所述中段使用第二炮泥，所述第一炮泥的制备原料包括复合骨料、炉缸保护剂和第一复合粘合剂，所述复合骨料包括棕刚玉、碳化硅、碳化钛、陶瓷微粉和树脂，所述炉缸保护剂包括钛白粉、碳化钛和氮化硅，所述第一复合粘合剂包括陶瓷结合剂、所述树脂、固化剂、成碳剂、陶瓷微粉和磷酸铝；所述第二炮泥的制备原料包括所述复合骨料、所述炉缸保护剂和第二复合粘合剂，所述第二复合粘合剂包括所述陶瓷结合剂、所述树脂、所述固化剂、所述陶瓷微粉和磷酸铝。
2.根据权利要求1所述的炮泥，其特征在于，所述固化剂包括羟甲基脲和碳酸钠，所述成碳剂为季戊四醇。
3.根据权利要求1所述的炮泥，其特征在于，所述树脂为酚醛树脂。
4.根据权利要求1所述的炮泥，其特征在于，所述棕刚玉的颗粒级配为3级，分别为1-5mm、5-10mm和<1mm。
5.根据权利要求1所述的炮泥，其特征在于，所述碳化硅颗粒大小为≤0.5mm，碳化钛颗粒大小为≤1mm，陶瓷微粉颗粒大小为1-4mm，氮化硅颗粒大小为≤1mm，二氧化钛颗粒大小为≤0.5mm。
6.根据权利要求2所述的炮泥，其特征在于，所述第一炮泥的制备原料各组分的重量份数为：所述复合骨料中，颗粒大小1-5mm的棕刚玉为10-15份，颗粒大小5-10mm的棕刚玉为5-15份，颗粒大小<1mm的棕刚玉为15-20份，碳化硅为3-10份，碳化钛为5-8份，陶瓷微粉为5-8份，所述树脂为2-5份；
所述炉缸保护剂中，二氧化钛为3-10份，碳化钛为3-5份，氮化硅为3-10份；
所述第一复合粘合剂中，陶瓷结合剂为3-5份，所述树脂为3-5份，陶瓷微粉为3-5份，磷酸铝为1-3份，羟甲基脲4-6份，碳酸钠为5-8份。
7.根据权利要求2所述的炮泥，其特征在于，所述第二炮泥的制备原料各组分的重量份数为：所述复合骨料中，颗粒大小1-5mm的棕刚玉为10-15份，颗粒大小5-10mm的棕刚玉为10-20份，颗粒大小<1mm的棕刚玉为10-15份，碳化硅为3-10份，碳化钛为3-5份，陶瓷微粉为3-5份，所述树脂为5-8份；
所述炉缸保护剂中，二氧化钛为3-10份，碳化钛为5-8份，氮化硅为3-10份；
所述第二复合粘合剂中，陶瓷结合剂为5-8份，所述树脂为3-5份，成碳剂为3-8份，陶瓷微粉为5-8份，磷酸铝为1-3份，羟甲基脲4-6份，碳酸钠为5-8份。
8.根据权利要求1所述的炮泥，其特征在于，所述前段、中段和后段炮泥配合使用时的质量比为(2-4)：1：(2-4)。
9.权利要求1-6任一项所述的第一炮泥的制备方法，其特征在于，所述制备方法以下步骤：
(1)将不同粒径的所述棕刚玉混合均匀，再依次加入碳化硅、碳化钛和陶瓷微粉并混合均匀，最后缓慢加入所述树脂，得到所述复合骨料；
(2)将碳化钛和氮化硅加入到二氧化钛中，并混合均匀，得到所述炉缸保护剂；
(3)在陶瓷结合剂中依次加入磷酸铝和陶瓷微粉，并混合均匀，然后加入所述树脂，再次混合均匀，得到所述第一复合粘合剂的前驱体；
(4)在50-60℃下，向所述复合骨料中缓慢加入所述第一复合粘合剂的前驱体，并搅拌均匀，然后缓慢加入所述固化剂，再次搅拌均匀，得到所述第一炮泥。
10.权利要求1-5和7任一项所述的第二炮泥的制备方法，其特征在于，所述制备方法以下步骤：
(1)将不同粒径的所述棕刚玉混合均匀，再依次加入碳化硅、碳化钛和陶瓷微粉并混合均匀，最后缓慢加入所述树脂，得到所述复合骨料；
(2)将碳化钛和氮化硅加入到二氧化钛中，并混合均匀，得到所述炉缸保护剂；
(3)在陶瓷结合剂中依次加入成碳剂、磷酸铝和陶瓷微粉，并混合均匀，然后加入所述树脂，再次混合均匀，得到所述第二复合粘合剂的前驱体；
(4)在50-60℃下，向所述复合骨料中缓慢加入所述第二复合粘合剂的前驱体，并搅拌均匀，然后缓慢加入所述固化剂，再次搅拌均匀，得到所述第二炮泥。
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