CN113860891A - 高强冶炼小高炉用单场无水炮泥及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高强冶炼小高炉用单场无水炮泥及其制备方法和应用。原料按质量百分比计包括：耐火骨料20～30％、耐火细粉10～20％、软质结合粘土8～15％、长石粉7～12％、焦炭沫15～20％、抗侵蚀剂15～25％、废高导热石墨电极粉1～5％、酚醛树脂粉0.5～2％、高温改质沥青3～8％；按上述配比混合，焦油作结合剂，混碾到合适状态后出泥、挤泥成型得无水炮泥；将其运至现场用泥炮机从铁口通道打入炉内，在炉墙上形成泥包。本发明打泥性能良好，固化速度快、撤炮时间短，烧结性能好，开口过程不冒浓烟、基本不用烤铁口，出铁间隔25～30min，喷溅时间短，炮泥耐冲刷和侵蚀性好，能满足小高炉高强冶炼对无水炮泥的苛刻要求。
Description
技术领域
本发明涉及耐火材料和冶金技术领域，特别是涉及一种高强冶炼小高炉用单场无水炮泥及其制备方法和应用，主要应用于堵塞小高炉出铁口。
背景技术
近年来，高炉大型化虽然是一种不可逆转的趋势，但目前国内尚有很多小高炉在服役着，而大型化高炉材料无法应用到小高炉中，且随着冶炼技术的不断提升，国内小高炉大多具有以下特点：1)采用高强冶炼技术，利用系数较高；2)矿石品位持续下降、渣铁比不大增大；3)炉渣碱度大都提高到了1.2左右；4)出铁间隔时间缩短到25min～30min，甚至有的小高炉要求25min见铁。
以上冶炼特点，对小高炉用无水炮泥提出了极高的要求：
1)撤炮时间短：炮泥填充铁口通道并形成泥包后，结合剂必须迅速固化，使得堵口后10min内安全退炮，给撤炮后所必需的准备工作留足时间。
2)优异的烧结性能：间隔时间太短，开口过程中极易出现大潮泥，为了避免打开铁口后冒浓烟、猛烈喷溅、甚至可能放火箭，常常必须缓慢钻孔、并用压缩空气多次烤铁口，从而耗费很长的时间，不但增加工人劳动强度、增加铁前耗材，也难以实现25min见铁的目标。因此必须使炮泥的烧结性非常好才有可能。
3)良好的开口性能：如果铁口开口性差，多次换钻头、钢钎，甚至动氧气烧铁口，无疑会耗费很长的时间。同时也增加工人劳动强度、增加铁前消耗。
4)良好的抗侵蚀和冲刷性：渣量大、碱度高，以及高强冶炼带来的高顶压等各种因素造成铁渣对炮泥的侵蚀和冲刷严重，易造成炮泥扩孔快、出铁时间短、铁口深度不够等。
综上所述，如今对于高强冶炼小高炉用单场无水炮泥的要求是极其苛刻的。要求炮泥具备良好的填充性能、良好的开口性、尽可能小的潮泥、以及较好的抗渣铁侵蚀和冲刷性能等。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高强冶炼小高炉用单场无水炮泥，以满足小高炉高强冶炼对无水炮泥的苛刻要求。
本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的：
根据本发明的第一个方面，本发明提供的一种高强冶炼小高炉用单场无水炮泥，原料，按照质量百分比计，包括：
以焦油作为结合剂。
可选的，所述耐火骨料，其材质为高铝矾土、废高铝砖、废水口滑板、废鱼雷罐砖、硅砂、叶蜡石、煅烧煤矸石中的一种或几种混合。
可选的，所述耐火骨料，其粒度包含3mm～1mm和1mm～0.088mm两种，两种粒度级配为(1～2.5):1。
可选的，所述焦炭沫，其粒度≤3mm，焦炭为水洗焦或干熄焦。
可选的，所述抗侵蚀剂为碳化硅、氮化硅铁中一种或两种。其加量可以根据高炉实际冶炼参数而定。可选的，碳化硅与氮化硅铁的复配比例(10～20):5。
可选的，所述酚醛树脂粉是无水炮泥专用酚醛树脂粉。
可选的，所述长石包括钠长石、钾长石中一种或两种。
根据本发明的第二个方面，本发明提供的一种高强冶炼小高炉用单场无水炮泥的制备方法，包括：按照所述比例配料，将原料在预混机里混合3min～6min；以煤焦油作为结合剂，采用碾泥机混碾，出泥、挤泥成型、包装得到。
根据本发明的第三个方面，本发明提供的一种高强冶炼小高炉用单场无水炮泥的应用，包括：将所述高强冶炼小高炉用单场无水炮泥运输至小高炉现场，在出铁来风后用泥炮机从铁口通道打入炉内，在炉墙上形成泥包，用凿岩机钻开铁口通道，进行下次出铁。其中，泥炮堵口至安全撤炮的时间为不大于10min，出铁间隔时间25min～30min，开口后喷溅时间小于5min。采用本申请无水炮泥，堵口25min左右即可开口见铁，开口时潮泥很小、打开铁口后喷溅时间短，各项指标容易满足高炉要求。
本发明提供的高强冶炼小高炉用单场无水炮泥中各种组分的主要作用简述如下：
1)耐火骨料：主要起骨架作用，通常以铝硅材料为主，但应因地制宜、就地取材。
2)软质结合粘土：是无水炮泥主要的结合剂之一，提供塑性、高温烧结性。可选择种类较多，常用的有广西白泥、焦作土、吉林球粘土，还有很多地方的粘土。
3)长石粉：包括钠长石和钾长石，两者皆可作为无水炮泥的烧结剂。由于传统的无水炮泥烧结剂——绢云母，质量近年急剧下降，因此采用长石替代云母，烧结性能得到了显著提高。
4)焦炭沫：提高无水炮泥的透气性。
5)抗侵蚀剂：碳化硅和氮化硅铁，保障了无水炮泥抵抗铁水及炉渣的冲刷和侵蚀，延长出铁时间。
6)废高导热石墨电极粉：增强无水炮泥的导热性，从而提高无水炮泥的烧结速度。同时，它还能提高无水炮泥的抗侵蚀性。
7)酚醛树脂粉：无水炮泥专用酚醛树脂，可提高无水炮泥的固化速度，减少开口过程中冒烟，提高无水炮泥的环保性能。
8)高温改质沥青：与煤焦油结合剂相互配合，为无水炮泥提供塑性，保证良好的打泥性，有效填充铁口通道并在炉内形成完美泥包。沥青实际加量由煤焦油粘度、泥炮打泥压力以及生产中控制的马夏值大小等确定。
与现有技术相比，本发明高强冶炼小高炉用单场无水炮泥，打泥性能良好，固化速度快、撤炮时间短，泥炮堵口后10min即可安全撤炮，烧结性能好，开口过程中不冒浓烟、基本不用烤铁口，在出铁间隔25～30min的情况下，喷溅时间短，炮泥耐冲刷和侵蚀性良好，能满足小高炉高强冶炼对无水炮泥的苛刻要求。
本发明的优点具体还体现在以下几个方面：
1)因地制宜、就地取材选择耐火骨料，资源丰富、价格低廉。
2)近年来传统的绢云母烧结剂，质量急剧下滑，而长石资源丰富，两者价格基本相当，但用长石粉取代云母粉，前者改善无水炮泥的烧结性约是后者的2.5～3倍。
3)引入炮泥专用酚醛树脂粉，提高了无水炮泥的固化速度。
4)引入高导热石墨电极粉，改善了无水炮泥的导热性，从而提高其烧结速度，同时石墨电极材料也提高了无水炮泥的抗侵蚀性。
5)通过从多个角度出发，全面考虑无水炮泥的可塑性、导热性、透气性、固化速度、烧结速度、以及抗侵蚀性等，使无水炮泥具备优异的综合性能，可以满足小高炉高强冶炼对无水炮泥的苛刻要求。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
按以下原料配比进行配料：石英3～1mm 13％、滑板3～1mm 7％、滑板1～0.088mm10％、广西白泥8％、钠长石粉7％、焦炭沫3～1mm 16％、碳化硅粉16％、石墨电极粉2％、酚醛树脂粉2％、改质沥青6％、滑板粉13％。
将上述原料在预混机混合4min；在混碾机里加入煤焦油，充分混碾到合适状态后出泥、挤泥成型、包装得到高强冶炼小高炉用单场无水炮泥产品。
该高强冶炼小高炉用单场无水炮泥，在某450m3高炉上使用，出铁间隔时间30min，开口过程中不冒浓烟、无大潮泥，基本不用烤铁口，开口后喷溅时间小于5min，出铁时间50～70min。
实施例2
按以下原料配比进行配料：叶蜡石3～1mm 10％、叶蜡石1～0.088mm10％、煤矸石3～1mm 7％、焦作粘土10％、钾长石粉9％、焦炭沫3～1mm 18％、碳化硅粉14％、氮化硅铁5％、石墨电极粉1％、酚醛树脂粉0.5％、改质沥青5％、矾土粉10.5％。
将上述原料在预混机混合5min；在混碾机里加入煤焦油，充分混碾到合适状态后出泥、挤泥成型、包装得到高强冶炼小高炉用单场无水炮泥产品。
该高强冶炼小高炉用单场无水炮泥，在某580m3高炉上使用，出铁间隔时间25min，开口过程中不冒浓烟、无大潮泥，基本不用烤铁口，开口后喷溅时间3～5min，出铁时间60～80min。
实施例3
按以下原料进行配料：石英3～1mm 17％、鱼雷罐砖1～0.088mm 10％、广西白泥8％、钠长石粉12％、焦炭沫3～1mm 15％、碳化硅粉15％、石墨电极粉5％、酚醛树脂粉1％、改质沥青7％、鱼雷罐砖粉10％。
将上述原料在预混机混合6min；在混碾机里加入煤焦油，充分混碾到合适状态后出泥、挤泥成型、包装得到高强冶炼小高炉用单场无水炮泥产品。
该高强冶炼小高炉用单场无水炮泥，在某350m3高炉上使用，要求间隔25min见铁，开口过程中不冒浓烟、无大潮泥，基本不用烤铁口，开口后喷溅时间小于5min，出铁时间45～60min，满足高炉要求。
本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
Claims (10)
1.一种高强冶炼小高炉用单场无水炮泥，其特征在于，原料按照质量百分比计，包括：
以焦油作为结合剂。
2.根据权利要求1所述的高强冶炼小高炉用单场无水炮泥，其特征在于，所述耐火骨料，其材质为高铝矾土、废高铝砖、废水口滑板、废鱼雷罐砖、硅砂、叶蜡石、煅烧煤矸石中的一种或几种混合。
3.根据权利要求1所述的高强冶炼小高炉用单场无水炮泥，其特征在于，所述耐火骨料，其粒度包含3mm～1mm和1mm～0.088mm两种，两种粒度级配为(1～2.5):1。
4.根据权利要求1所述的高强冶炼小高炉用单场无水炮泥，其特征在于，所述焦炭沫，其粒度≤3mm，焦炭为水洗焦或干熄焦。
5.根据权利要求1所述的高强冶炼小高炉用单场无水炮泥，其特征在于，所述抗侵蚀剂为碳化硅、氮化硅铁中一种或两种。
6.根据权利要求1所述的高强冶炼小高炉用单场无水炮泥，其特征在于，所述酚醛树脂粉是无水炮泥专用酚醛树脂粉。
7.根据权利要求1所述的高强冶炼小高炉用单场无水炮泥，其特征在于，所述长石包括钠长石、钾长石中一种或两种。
8.一种根据权利要求1所述的高强冶炼小高炉用单场无水炮泥的制备方法，其特征在于，包括：按照所述比例配料，将原料在预混机里混合3min～6min；以煤焦油作为结合剂，采用碾泥机混碾，出泥、挤泥成型、包装得到。
9.一种根据权利要求1所述的高强冶炼小高炉用单场无水炮泥的应用，其特征在于，包括：将所述高强冶炼小高炉用单场无水炮泥运输至小高炉现场，在出铁来风后用泥炮机从铁口通道打入炉内，在炉墙上形成泥包。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，泥炮堵口至安全撤炮的时间为不大于10min，出铁间隔时间25min～30min，开口后喷溅时间小于5min。
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