CN111704472A - 一种无水炮泥用添加剂及其制备方法 - Google Patents

一种无水炮泥用添加剂及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111704472A
CN111704472A CN202010573861.4A CN202010573861A CN111704472A CN 111704472 A CN111704472 A CN 111704472A CN 202010573861 A CN202010573861 A CN 202010573861A CN 111704472 A CN111704472 A CN 111704472A
Authority
CN
China
Prior art keywords
fine powder
additive
anhydrous stemming
content
particle size
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202010573861.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111704472B (zh
Inventor
张志韧
李亚伟
徐义彪
桑绍柏
姜美平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hunan Lida High New Material Co ltd
Wuhan University of Science and Engineering WUSE
Original Assignee
Hunan Lida High New Material Co ltd
Wuhan University of Science and Engineering WUSE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hunan Lida High New Material Co ltd, Wuhan University of Science and Engineering WUSE filed Critical Hunan Lida High New Material Co ltd
Priority to CN202010573861.4A priority Critical patent/CN111704472B/zh
Publication of CN111704472A publication Critical patent/CN111704472A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111704472B publication Critical patent/CN111704472B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/66—Monolithic refractories or refractory mortars, including those whether or not containing clay
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/327—Iron group oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
    • C04B2235/3279—Nickel oxides, nickalates, or oxide-forming salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3427—Silicates other than clay, e.g. water glass
    • C04B2235/3463—Alumino-silicates other than clay, e.g. mullite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/349—Clays, e.g. bentonites, smectites such as montmorillonite, vermiculites or kaolines, e.g. illite, talc or sepiolite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/38—Non-oxide ceramic constituents or additives
    • C04B2235/3817—Carbides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/38—Non-oxide ceramic constituents or additives
    • C04B2235/3852—Nitrides, e.g. oxynitrides, carbonitrides, oxycarbonitrides, lithium nitride, magnesium nitride
    • C04B2235/3873—Silicon nitrides, e.g. silicon carbonitride, silicon oxynitride
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/42—Non metallic elements added as constituents or additives, e.g. sulfur, phosphor, selenium or tellurium
    • C04B2235/422—Carbon
    • C04B2235/425—Graphite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/42—Non metallic elements added as constituents or additives, e.g. sulfur, phosphor, selenium or tellurium
    • C04B2235/428—Silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
    • C04B2235/52—Constituents or additives characterised by their shapes
    • C04B2235/5208—Fibers
    • C04B2235/5212—Organic
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

本发明涉及一种无水炮泥用添加剂及其制备方法。其技术方案是：先以35～55wt％的红柱石细粉、10～30wt％的蓝晶石细粉、6～16wt％的氧化钛细粉、5～15wt％的氮氧化硅微粉、3～7wt％的钛碳化铝细粉、3～7wt％的土状石墨微粉、1～3wt％的单质硅细粉、2～5wt％的膨润土微粉和2～5wt％的氧化镍细粉为原料，再外加所述原料0.5～2.5wt％的聚丙烯纤维和7～15wt％的钴改性酚醛树脂细粉，在混合机中混合20～30分钟，即得无水炮泥用添加剂。其中所述红柱石细粉的Al2O3含量﹥52wt％，粒径﹤75μm；所述蓝晶石细粉的Al2O3含量﹥54wt％，粒径﹤45μm。本发明所制备的无水炮泥用添加剂不仅对环境无污染，且能显著提高无水炮泥的强度、体积稳定性、抗氧化性能和抗侵蚀性能。

Description

一种无水炮泥用添加剂及其制备方法
技术领域
本发明属于炮泥用添加剂技术领域。具体涉及一种无水炮泥用添加剂及其制备方法。
背景技术
出铁口炮泥是高炉炉前重要的耐火材料之一，其使用性能的好坏直接影响到炼铁生产。总体讲，高炉不出渣铁时，炮泥填充在铁口内，使铁口维持足够的深度；高炉出铁时，铁口内的炮泥中心被钻出孔道，渣铁通过孔道排出炉外。为了使铁口工作状态稳定，满足高炉强化冶炼的需要，要求炮泥的作业性、体积稳定性和烧结性能要好，同时具有良好的抗氧化性能、抗冲刷性能和抗侵蚀性能(魏军从,等.高炉用无水炮泥的研究和应用.耐火材料,2006(1):pp78～79.)。
炮泥通常可以分为有水炮泥和无水炮泥。无水炮泥因采用了较优质原料，并以碳质原料为结合剂，使用性能较无水炮泥大为提高，改善了炉前的作业环境，减轻了人工劳动强度，因此目前高炉出铁口广泛使用的为无水炮泥。随着高炉冶炼的不断强化，对出铁口无水炮泥的要求也越来越高。通过引入合适的添加剂，是进一步提高无水炮泥使用性能的有效途径之一。“抑制铁口喷溅的炮泥用添加剂”(CN104276828A)专利技术，以金属硅粉、碳化硼、沥青、氮化硅及蓝晶石为原料制备了能较好抑制铁口喷溅的炮泥用添加剂，但该添加剂中过多的沥青会严重污染环境，较低温度下难以促进炮泥烧结，不能使炮泥获得高的强度，且高温下会使炮泥中产生较多的玻璃相，影响炮泥的体积稳定性。“能延长高炉铁口深度的炮泥添加剂”(CN104098338A)专利技术，以蓝晶石细粉、工业级硫磺粉、绢云母粉、单质硅及硅灰为原料虽制得炮泥添加剂，但不能有效提高炮泥的抗氧化性能，且绢云母粉中的氧化钾和氧化铁杂质会显著降低炮泥的抗侵蚀性能。
发明内容
本发明旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种不仅对环境无污染，且能有效提高无水炮泥的强度、体积稳定性、抗氧化性能和抗侵蚀性能的无水炮泥用添加剂及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：先以35～55wt％的红柱石细粉、10～30wt％的蓝晶石细粉、6～16wt％的氧化钛细粉、5～15wt％的氮氧化硅微粉、3～7wt％的钛碳化铝细粉、3～7wt％的土状石墨微粉、1～3wt％的单质硅细粉、2～5wt％的膨润土微粉和2～5wt％的氧化镍细粉为原料，再外加所述原料0.5～2.5wt％的聚丙烯纤维和7～15wt％的钴改性酚醛树脂细粉，在混合机中混合20～30分钟，即得无水炮泥用添加剂。
所述红柱石细粉的Al2O3含量﹥52wt％，粒径﹤75μm；所述蓝晶石细粉的Al2O3含量﹥54wt％，粒径﹤45μm。
所述氧化钛细粉的TiO2含量﹥97wt％；氧化钛细粉的粒径﹤45μm。
所述氮氧化硅微粉的Si2N2O含量﹥95wt％；氮氧化硅微粉的粒径﹤10μm。
所述钛碳化铝细粉的Ti3AlC2含量﹥97wt％；钛碳化铝细粉的粒径﹤88μm。
所述土状石墨微粉的C含量﹥80wt％；土状石墨微粉的粒径﹤5μm。
所述单质硅细粉的Si含量﹥98wt％；单质硅细粉的粒径﹤25μm。
所述膨润土微粉的Al2O3含量﹥30wt％；膨润土微粉的粒径﹤10μm。
所述氧化镍细粉的NiO含量﹥98wt％；氧化镍细粉的粒径﹤75μm。
所述聚丙烯纤维的长度为2～4mm；聚丙烯纤维的直径为10～20μm。
所述钴改性酚醛树脂的Co含量为0.08～0.6wt％；钴改性酚醛树脂的残炭率﹥40wt％。
由于采用上述技术方案，本发明与现有技术相比，具有如下积极效果：
本发明制备的无水炮泥用添加剂采用钴改性酚醛树脂作为结合剂，可以避免无水炮泥中添加过多焦油、沥青或蒽油等结合剂导致的致癌物苯并芘过高的问题，不会对炉前操作工人造成潜在危害，环境友好。
本发明制备的无水炮泥用添加剂中加入的钴改性酚醛树脂粉在较低温度下即可转变为高粘度的液态，使得无水炮泥中基质与颗粒紧密结合。在中温条件下，钴改性酚醛树脂粉会裂解，使得无水炮泥以良好的碳网络结合，并且裂解产物在钴元素的催化作用下可以生成高强度的碳纳米管，保证无水炮泥在中低温条件下具备较高的强度。在高温条件下，层状结构的膨润土微粉具备高的烧结活性，氧化钛将固溶于氧化铝晶格中，有效促进材料中的物质传输及烧结过程，且单质硅细粉会气化为SiO气体并与高活性的土状石墨微粉作用生成高强韧性的SiC晶须，赋予无水炮泥优异的力学性能。
添加本发明制品的无水炮泥在使用过程中，聚丙烯纤维将熔化在无水炮泥内形成微小的网络气孔，打开挥发物通道，减轻内部应力，防止爆裂。蓝晶石细粉会较快转化为莫来石和石英相，有效促进固相反应和烧结过程，同时莫来石形成导致的膨胀可以有效抵消炮泥因烧结而产生的收缩。而红柱石在高温下转化为莫来石和石英相则很缓慢，使无水炮泥在高温下持续产生微膨胀，保证无水炮泥在较长的使用时间内具有高致密性和优良的体积稳定性。无水炮泥内片状结构的钛碳化铝及生成的SiC晶须可以吸收温度波动产生的热应力，进一步提高了无水炮泥的抗热震性能和体积稳定性。
本发明所制制品中的钛碳化铝细粉及氮氧化硅微粉在高温下将优先于碳质原料发生氧化，降低无水炮泥内的氧分压，起到防氧化剂的作用；且钛碳化铝细粉及氮氧化硅微粉的氧化产物可以堵塞气孔，阻止氧气进一步扩散进入到材料内部，有效提高无水炮泥的抗氧化性能。
本发明所制制品中的氧化钛细粉在高温下会转化为抗侵蚀性能优异的氮化钛和碳氮化钛，加入的氮氧化硅微粉会促使更多的含硅氧化物进入渣中，提高渣的粘度，减弱渣对无水炮泥的侵蚀与渗透。此外，在侵蚀过程中，制品中的氧化镍细粉可以与渣中的氧化铝和氧化铁反应，在无水炮泥表面生成致密的Ni(Al,Fe)2O4复合尖晶石保护层，有效阻止渣对无水炮泥的进一步渗透，赋予无水炮泥优异的抗侵蚀性能。
因此，采用本发明所制备的无水炮泥用添加剂不污染环境，能显著提高无水炮泥的强度、体积稳定性、抗氧化性能和抗侵蚀性能。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的描述，并非对其保护范围的限制：
为避免重复，先将本具体实施方式所涉及的原料技术参数统一描述如下，具体实施例中不再赘述：
所述红柱石细粉的Al2O3含量﹥52wt％，粒径﹤75μm；所述蓝晶石细粉的Al2O3含量﹥54wt％，粒径﹤45μm。
所述氧化钛细粉的TiO2含量﹥97wt％；氧化钛细粉的粒径﹤45μm。
所述氮氧化硅微粉的Si2N2O含量﹥95wt％；氮氧化硅微粉的粒径﹤10μm。
所述钛碳化铝细粉的Ti3AlC2含量﹥97wt％；钛碳化铝细粉的粒径﹤88μm。
所述土状石墨微粉的C含量﹥80wt％；土状石墨微粉的粒径﹤5μm。
所述单质硅细粉的Si含量﹥98wt％；单质硅细粉的粒径﹤25μm。
所述膨润土微粉的Al2O3含量﹥30wt％；膨润土微粉的粒径﹤10μm。
所述氧化镍细粉的NiO含量﹥98wt％；氧化镍细粉的粒径﹤75μm。
所述聚丙烯纤维的长度为2～4mm；聚丙烯纤维的直径为10～20μm。
所述钴改性酚醛树脂的Co含量为0.08～0.6wt％；钴改性酚醛树脂的残炭率﹥40wt％。
实施例1
一种无水炮泥用添加剂及其制备方法。本实施例所述制备方法是：
先以35wt％的红柱石细粉、30wt％的蓝晶石细粉、6wt％的氧化钛细粉、9wt％的氮氧化硅微粉、3wt％的钛碳化铝细粉、7wt％的土状石墨微粉、3wt％的单质硅细粉、2wt％的膨润土微粉和5wt％的氧化镍细粉为原料，再外加所述原料0.5wt％的聚丙烯纤维和7wt％的钴改性酚醛树脂细粉，在混合机中混合20分钟，即得无水炮泥用添加剂。
实施例2
一种无水炮泥用添加剂及其制备方法。本实施例所述制备方法是：
先以55wt％的红柱石细粉、10wt％的蓝晶石细粉、12wt％的氧化钛细粉、5wt％的氮氧化硅微粉、7wt％的钛碳化铝细粉、3wt％的土状石墨微粉、1wt％的单质硅细粉、5wt％的膨润土微粉和2wt％的氧化镍细粉为原料，再外加所述原料1.0wt％的聚丙烯纤维和9wt％的钴改性酚醛树脂细粉，在混合机中混合24分钟，即得无水炮泥用添加剂。
实施例3
一种无水炮泥用添加剂及其制备方法。本实施例所述制备方法是：
先以40wt％的红柱石细粉、11wt％的蓝晶石细粉、16wt％的氧化钛细粉、15wt％的氮氧化硅微粉、5wt％的钛碳化铝细粉、5wt％的土状石墨微粉、2wt％的单质硅细粉、3wt％的膨润土微粉和3wt％的氧化镍细粉为原料，再外加所述原料1.5wt％的聚丙烯纤维和11wt％的钴改性酚醛树脂细粉，在混合机中混合28分钟，即得无水炮泥用添加剂。
实施例4
一种无水炮泥用添加剂及其制备方法。本实施例所述制备方法是：
先以46wt％的红柱石细粉、15wt％的蓝晶石细粉、9wt％的氧化钛细粉、11wt％的氮氧化硅微粉、4wt％的钛碳化铝细粉、6wt％的土状石墨微粉、3wt％的单质硅细粉、4wt％的膨润土微粉和2wt％的氧化镍细粉为原料，再外加所述原料2.0wt％的聚丙烯纤维和13wt％的钴改性酚醛树脂细粉，在混合机中混合30分钟，即得无水炮泥用添加剂。
实施例5
一种无水炮泥用添加剂及其制备方法。本实施例所述制备方法是：
先以50wt％的红柱石细粉、20wt％的蓝晶石细粉、7wt％的氧化钛细粉、7wt％的氮氧化硅微粉、6wt％的钛碳化铝细粉、3wt％的土状石墨微粉、1wt％的单质硅细粉、2wt％的膨润土微粉和4wt％的氧化镍细粉为原料，再外加所述原料2.5wt％的聚丙烯纤维和15wt％的钴改性酚醛树脂细粉，在混合机中混合26分钟，即得无水炮泥用添加剂。
本具体实施方式与现有技术相比，具有如下积极效果：
本具体实施方式制备的无水炮泥用添加剂采用钴改性酚醛树脂作为结合剂，可以避免无水炮泥中添加过多焦油、沥青或蒽油等结合剂导致的致癌物苯并芘过高的问题，不会对炉前操作工人造成潜在危害，环境友好。
本具体实施方式制备的无水炮泥用添加剂中加入的钴改性酚醛树脂粉在较低温度下即可转变为高粘度的液态，使得无水炮泥中基质与颗粒紧密结合。在中温条件下，钴改性酚醛树脂粉会裂解，使得无水炮泥以良好的碳网络结合，并且裂解产物在钴元素的催化作用下可以生成高强度的碳纳米管，保证无水炮泥在中低温条件下具备较高的强度。在高温条件下，层状结构的膨润土微粉具备高的烧结活性，氧化钛将固溶于氧化铝晶格中，有效促进材料中的物质传输及烧结过程，且单质硅细粉会气化为SiO气体并与高活性的土状石墨微粉作用生成高强韧性的SiC晶须，赋予无水炮泥优异的力学性能。
添加本具体实施方式制品的无水炮泥在使用过程中，聚丙烯纤维将熔化在无水炮泥内形成微小的网络气孔，打开挥发物通道，减轻内部应力，防止爆裂。蓝晶石细粉会较快转化为莫来石和石英相，有效促进固相反应和烧结过程，同时莫来石形成导致的膨胀可以有效抵消炮泥因烧结而产生的收缩。而红柱石在高温下转化为莫来石和石英相则很缓慢，使无水炮泥在高温下持续产生微膨胀，保证无水炮泥在较长的使用时间内具有高致密性和优良的体积稳定性。无水炮泥内片状结构的钛碳化铝及生成的SiC晶须可以吸收温度波动产生的热应力，进一步提高了无水炮泥的抗热震性能和体积稳定性。
本具体实施方式所制制品中的钛碳化铝细粉及氮氧化硅微粉在高温下将优先于碳质原料发生氧化，降低无水炮泥内的氧分压，起到防氧化剂的作用；且钛碳化铝细粉及氮氧化硅微粉的氧化产物可以堵塞气孔，阻止氧气进一步扩散进入到材料内部，有效提高无水炮泥的抗氧化性能。
本具体实施方式所制制品中的氧化钛细粉在高温下会转化为抗侵蚀性能优异的氮化钛和碳氮化钛，加入的氮氧化硅微粉会促使更多的含硅氧化物进入渣中，提高渣的粘度，减弱渣对无水炮泥的侵蚀与渗透。此外，在侵蚀过程中，制品中的氧化镍细粉可以与渣中的氧化铝和氧化铁反应，在无水炮泥表面生成致密的Ni(Al,Fe)2O4复合尖晶石保护层，有效阻止渣对无水炮泥的进一步渗透，赋予无水炮泥优异的抗侵蚀性能。
采用本实施例1～5制备的无水炮泥用添加剂配置的无水炮泥(添加剂占无水炮泥的13wt％)与相同条件下普通无水炮泥的主要技术参数的对比如表1所示，从表1的主要技术参数的对比可以看出，本具体实施方式具有显著进步。
表1普通炮泥和采用本实施例1～5所制制品配置的炮泥的主要技术参数对比
Figure BDA0002550332210000051
Figure BDA0002550332210000061
因此，采用本具体实施方式所制备的无水炮泥用添加剂不仅不污染环境，且能显著提高无水炮泥的强度、体积稳定性、抗氧化性能和抗侵蚀性能。

Claims (11)

1.一种无水炮泥用添加剂的制备方法，其特征在于：先以35～55wt％的红柱石细粉、10～30wt％的蓝晶石细粉、6～16wt％的氧化钛细粉、5～15wt％的氮氧化硅微粉、3～7wt％的钛碳化铝细粉、3～7wt％的土状石墨微粉、1～3wt％的单质硅细粉、2～5wt％的膨润土微粉和2～5wt％的氧化镍细粉为原料，再外加所述原料0.5～2.5wt％的聚丙烯纤维和7～15wt％的钴改性酚醛树脂细粉，在混合机中混合20～30分钟，即得无水炮泥用添加剂；
所述红柱石细粉的Al2O3含量﹥52wt％，粒径﹤75μm；
所述蓝晶石细粉的Al2O3含量﹥54wt％，粒径﹤45μm。
2.根据权利要求1所述的无水炮泥用添加剂的制备方法，其特征在于所述氧化钛细粉的TiO2含量﹥97wt％；氧化钛细粉的粒径﹤45μm。
3.根据权利要求1所述的无水炮泥用添加剂的制备方法，其特征在于所述氮氧化硅微粉的Si2N2O含量﹥95wt％；氮氧化硅微粉的粒径﹤10μm。
4.根据权利要求1所述的无水炮泥用添加剂的制备方法，其特征在于所述钛碳化铝细粉的Ti3AlC2含量﹥97wt％；钛碳化铝细粉的粒径﹤88μm。
5.根据权利要求1所述的无水炮泥用添加剂的制备方法，其特征在于所述土状石墨微粉的C含量﹥80wt％；土状石墨微粉的粒径﹤5μm。
6.根据权利要求1所述的无水炮泥用添加剂的制备方法，其特征在于所述单质硅细粉的Si含量﹥98wt％；单质硅细粉的粒径﹤25μm。
7.根据权利要求1所述的无水炮泥用添加剂的制备方法，其特征在于所述膨润土微粉的Al2O3含量﹥30wt％；膨润土微粉的粒径﹤10μm。
8.根据权利要求1所述的无水炮泥用添加剂的制备方法，其特征在于所述氧化镍细粉的NiO含量﹥98wt％；氧化镍细粉的粒径﹤75μm。
9.根据权利要求1所述的无水炮泥用添加剂的制备方法，其特征在于所述聚丙烯纤维的长度为2～4mm；聚丙烯纤维的直径为10～20μm。
10.根据权利要求1所述的无水炮泥用添加剂的制备方法，其特征在于所述钴改性酚醛树脂的Co含量为0.08～0.6wt％；钴改性酚醛树脂的残炭率﹥40wt％。
11.一种无水炮泥用添加剂，其特征在于所述无水炮泥用添加剂是根据权利要求1～10项中任一项所述无水炮泥用添加剂的制备方法所制备的无水炮泥用添加剂。
CN202010573861.4A 2020-06-22 2020-06-22 一种无水炮泥用添加剂及其制备方法 Active CN111704472B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010573861.4A CN111704472B (zh) 2020-06-22 2020-06-22 一种无水炮泥用添加剂及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010573861.4A CN111704472B (zh) 2020-06-22 2020-06-22 一种无水炮泥用添加剂及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111704472A true CN111704472A (zh) 2020-09-25
CN111704472B CN111704472B (zh) 2022-08-16

Family

ID=72541329

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010573861.4A Active CN111704472B (zh) 2020-06-22 2020-06-22 一种无水炮泥用添加剂及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111704472B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111943653A (zh) * 2020-07-01 2020-11-17 长兴云峰炉料有限公司 一种高炉出铁口用环保型无水炮泥及其制备方法
CN112374870A (zh) * 2020-11-30 2021-02-19 商都中建金马冶金化工有限公司 一种环保型无水炮泥
CN113754449A (zh) * 2021-08-23 2021-12-07 广东邦普循环科技有限公司 一种耐烧结材料及其制备方法和应用

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB842619A (en) * 1956-10-08 1960-07-27 Carborundum Co Improvements in or relating to refractory articles
CN1449312A (zh) * 2000-08-31 2003-10-15 福塞科国际有限公司 耐火制品
CN1765818A (zh) * 2005-08-29 2006-05-03 罗发 一种不烧滑动水口砖
CN101244942A (zh) * 2008-03-20 2008-08-20 太原钢铁(集团)有限公司 大型高炉炮泥用添加剂及其高炉炮泥
WO2010047136A1 (ja) * 2008-10-24 2010-04-29 新日本製鐵株式会社 不定形耐火物用結合剤及び不定形耐火物
CN102603312A (zh) * 2011-12-09 2012-07-25 河北省首钢迁安钢铁有限责任公司 一种用于维护高炉炉缸的无水泡泥及其制备方法
CN105237012A (zh) * 2015-11-04 2016-01-13 湖南立达高新材料有限公司 一种矿热炉出铁口用炮泥及其制备方法
CN105622116A (zh) * 2015-12-30 2016-06-01 宜兴市集创新材料科技有限公司 抗热震耐火砖
CN107244904A (zh) * 2017-07-13 2017-10-13 华北理工大学 一种刚玉‑尖晶石浇注料及其制备方法
CN108129136A (zh) * 2018-01-04 2018-06-08 武汉科技大学 炼铜转炉下部用氧化镁-镁橄榄石-碳复合材料及其制备方法
CN108276011A (zh) * 2018-03-02 2018-07-13 徐州苏牌高温新材料有限公司 一种高炉出铁口堵塞炮泥及其制备方法
CN109293347A (zh) * 2018-10-12 2019-02-01 湖南立达高新材料有限公司 一种矿热炉出铁口用绿色环保炮泥及其制备方法
CN110590384A (zh) * 2019-09-29 2019-12-20 武汉科技大学 一种高炉出铁口用炮泥及其制备方法

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB842619A (en) * 1956-10-08 1960-07-27 Carborundum Co Improvements in or relating to refractory articles
CN1449312A (zh) * 2000-08-31 2003-10-15 福塞科国际有限公司 耐火制品
CN1765818A (zh) * 2005-08-29 2006-05-03 罗发 一种不烧滑动水口砖
CN101244942A (zh) * 2008-03-20 2008-08-20 太原钢铁(集团)有限公司 大型高炉炮泥用添加剂及其高炉炮泥
WO2010047136A1 (ja) * 2008-10-24 2010-04-29 新日本製鐵株式会社 不定形耐火物用結合剤及び不定形耐火物
CN102603312A (zh) * 2011-12-09 2012-07-25 河北省首钢迁安钢铁有限责任公司 一种用于维护高炉炉缸的无水泡泥及其制备方法
CN105237012A (zh) * 2015-11-04 2016-01-13 湖南立达高新材料有限公司 一种矿热炉出铁口用炮泥及其制备方法
CN105622116A (zh) * 2015-12-30 2016-06-01 宜兴市集创新材料科技有限公司 抗热震耐火砖
CN107244904A (zh) * 2017-07-13 2017-10-13 华北理工大学 一种刚玉‑尖晶石浇注料及其制备方法
CN108129136A (zh) * 2018-01-04 2018-06-08 武汉科技大学 炼铜转炉下部用氧化镁-镁橄榄石-碳复合材料及其制备方法
CN108276011A (zh) * 2018-03-02 2018-07-13 徐州苏牌高温新材料有限公司 一种高炉出铁口堵塞炮泥及其制备方法
CN109293347A (zh) * 2018-10-12 2019-02-01 湖南立达高新材料有限公司 一种矿热炉出铁口用绿色环保炮泥及其制备方法
CN110590384A (zh) * 2019-09-29 2019-12-20 武汉科技大学 一种高炉出铁口用炮泥及其制备方法

Non-Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
候谨等: "炮泥的性能与技术", 《包钢科技》 *
方伟: "酚醛树脂在耐火材料中的应用及其研究现状", 《耐火材料》 *
李金雨等: "碳纳米管在低碳复合耐火材料中的研究进展", 《山东陶瓷》 *
王明吉: "炮泥结合剂用改性酚醛树脂", 《第十六届全国耐火材料青年学术报告会论文集》 *
赵宴崇等: "炮泥成分对其性能影响的研究现状", 《华北理工大学学报(自然科学版)》 *
赵雷: "氧化钴溶胶复合酚醛树脂的热解碳结构变化", 《功能高分子学报》 *
陈旭峰: "水泥窑用碱性耐火砖", 《国外耐火材料》 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111943653A (zh) * 2020-07-01 2020-11-17 长兴云峰炉料有限公司 一种高炉出铁口用环保型无水炮泥及其制备方法
CN111943653B (zh) * 2020-07-01 2023-02-03 长兴云峰炉料有限公司 一种高炉出铁口用环保型无水炮泥及其制备方法
CN112374870A (zh) * 2020-11-30 2021-02-19 商都中建金马冶金化工有限公司 一种环保型无水炮泥
CN113754449A (zh) * 2021-08-23 2021-12-07 广东邦普循环科技有限公司 一种耐烧结材料及其制备方法和应用
CN113754449B (zh) * 2021-08-23 2022-11-15 广东邦普循环科技有限公司 一种耐烧结材料及其制备方法和应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN111704472B (zh) 2022-08-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111704472B (zh) 一种无水炮泥用添加剂及其制备方法
CN106699206B (zh) 一种大中型高炉无水炮泥及其制备方法
CN100486927C (zh) 低碳Al2O3-矾土基β-Sialon滑板砖的制备方法
CN111606695B (zh) 一种耐侵蚀的Al2O3-SiC-C铁沟料及其制备方法
CN113816728A (zh) 高强度冶炼特大型高炉出铁口用炮泥
CN115141008B (zh) 一种长寿命摆动沟浇注料及其制备方法
JP5697210B2 (ja) 転炉の操業方法、その転炉に使用するマグネシアカーボン質れんが、当該れんがの製造方法、及び転炉内張りのライニング構造
CN105753490A (zh) 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
CN113248270A (zh) 一种碳纤维复合ZrO2-C材料及其制备方法
CN116287534A (zh) 一种低碳复合转炉出钢口砖及其制备方法
JP3977900B2 (ja) 高炉出銑口閉塞用マッド材
CN114853489B (zh) 低结合相含量的β-SiC结合SiC耐火材料及其制备方法与制品
JPS6141862B2 (zh)
CN110255970A (zh) 一种免烧低碳镁碳砖及其制备方法
CN103936431B (zh) 一种熔融还原炉出铁口用捣打料
CN111943653B (zh) 一种高炉出铁口用环保型无水炮泥及其制备方法
CN111995375B (zh) 一种矿热炉用镁质环保炮泥及其制备方法
CN111675545A (zh) 一种高炉出铁沟浇注料
CN111825434A (zh) 一种环保型Al2O3-SiC-Ti3SiC2浇注料及其制备方法
CN112624734B (zh) 一种环保型无水炮泥及其制备方法
CN116102337B (zh) 一种抗水化的镁尖晶石砖及其制备方法
CN114409382B (zh) 一种添加氮化硅铁的中间包干式料、中间包工作衬及其制备方法
CN114292097B (zh) 一种高炉出铁沟用溶胶结合湿法喷补料及其制备方法
CN114620997B (zh) 一种提高低碳镁碳砖性能的方法
JPH0737343B2 (ja) 溶銑予備処理容器用不定形耐火物

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant