一種高爐用環(huán)保炮泥、及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及耐火材料領域,特別是一種高爐用炮泥,尤其是一種高爐用環(huán)保炮泥、及其制備方法。
【背景技術】
[0002]隨著我國的鋼鐵工業(yè)的不斷發(fā)展,高爐大型化已成一種趨勢,出鐵量大、出鐵時間長是大中型高爐的典型特點。因此,對封堵出鐵口用的炮泥材料提出了更高的要求。目前,廣泛使用的Al2O3-SiC-C炮泥主要原料為各種優(yōu)質(zhì)剛玉、高鋁礬土及SiC等優(yōu)質(zhì)原料,雖然性能得到了提升,但大量使用一次資源,對資源和環(huán)境都是一種嚴重的負擔。
[0003]傳統(tǒng)的Al2O3-SiC-C炮泥在高爐爐齡中前期使用效果較好,但在高爐爐齡中后期,由于鐵口長時間受到侵蝕和沖刷,該種炮泥使用效果大大下降。中國專利CN102234199A公開了一種高鈦護爐炮泥,該發(fā)明采用了鈦精礦、金紅石等原料,對原料要求較高,且需分段安裝兩種炮泥,給爐前操作帶來了較大的不便。中國專利CN1025157789A公開了一種用于鐵口修復與保護的高爐炮泥,該發(fā)明使用了成本較低的釩鈦鐵粉,爐前操作也得到了優(yōu)化,但是釩鈦鐵粉中,釩鈦的含量較低,護爐作用有限,且其中的鐵含量過高時,會嚴重影響炮泥的高溫強度。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]針對上述問題中存在的不足之處,本發(fā)明提供一種高爐用環(huán)保炮泥、及其制備方法,具有收縮率小、抗熱震性能、抗沖刷性能、抗侵蝕性能優(yōu)良,一次出鐵時間高達100?ISOmin ;原位生成的TiC具有護爐效果,可提高爐齡;使用T60含碳樹脂、酚醛樹脂作為結合劑減少了致癌煙氣的產(chǎn)生,改善了操作環(huán)境。
[0005]為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供一種高爐用環(huán)保炮泥,包括骨料、碳化硅、鈦白粉、白泥、焦炭粉與微粉。
[0006]上述的一種高爐用環(huán)保炮泥,其中,上述原料的質(zhì)量百分比為:骨料40?50%、碳化硅10?20%、鈦白粉6?10%、白泥10?14%、焦炭粉7?10%、微粉5?9%。
[0007]上述的一種高爐用環(huán)保炮泥,其中,所述骨料的粒徑分為I?3mm和O?Imm兩種,二者的質(zhì)量比為5:4,所述碳化娃的粒徑小于0.088mm,所述鈦白粉的粒徑小于0.045mm,所述白泥的粒徑小于0.088mm,所述焦炭粉的粒徑為0.055?0.088mm,所述微粉的粒徑為0.055 ?0.088mm。
[0008]上述的一種高爐用環(huán)保炮泥,其中,所述骨料為高鋁礬土和用后廢舊滑板磚;碳化硅為90SiC和用后廢舊鐵溝料的一種或兩種的混合;微粉為經(jīng)除雜處理的用后廢舊鐵溝料。
[0009]上述的一種高爐用環(huán)保炮泥,其中,所述高鋁礬土中Al2O3的質(zhì)量百分含量大于88%,所述用后廢舊滑板磚經(jīng)除雜處理后,F(xiàn)e2O3的質(zhì)量百分含量小于0.5% ;
[0010]所述90SiC中SiC的質(zhì)量百分含量大于90% ;
[0011]所述用后廢舊鐵溝料經(jīng)除雜處理后,F(xiàn)e2O3的質(zhì)量百分含量小于0.5% ;
[0012]所述鈦白粉中T12的質(zhì)量百分含量大于95%。
[0013]上述的一種高爐用環(huán)保炮泥,其中,所述高鋁礬土與所述用后廢舊滑板磚的質(zhì)量比為1:1?2:1。
[0014]上述的一種高爐用環(huán)保炮泥,其中,當碳化硅為90SiC和用后廢舊鐵溝料的混合料時,二者的比例為1:1?1:3。
[0015]上述的一種高爐用環(huán)保炮泥,其中,還包括結合劑,所述結合劑含量為炮泥料總質(zhì)量的14?24%。
[0016]上述的一種高爐用環(huán)保炮泥,其中,所述結合劑為T60含碳樹脂和酚醛樹脂粉,所述T60含碳樹脂和所述酚醛樹脂粉質(zhì)量比為2:1?4:1。
[0017]上述的一種高爐用環(huán)保炮泥,其中,所述酚醛樹脂粉的粒徑為0.088?0.1mm。
[0018]本發(fā)明還提供一種高爐用環(huán)保炮泥的制備方法,將骨料、碳化硅、鈦白粉、白泥、焦炭粉與微粉按照各自的質(zhì)量百分比進行配比,在經(jīng)過干混、碾壓后,加入結合劑,在經(jīng)過濕混、碾壓后,以得到高爐用環(huán)保炮泥。
[0019]與現(xiàn)有技術相比,本發(fā)明具有以下優(yōu)點
[0020](I)本發(fā)明原料中使用了較多鈦白粉。在1300°C以上T12會與其周圍的C反應原位生成TiC,TiC不僅具有極高的耐火度(可達3000°C )、導熱性優(yōu)良,且TiC與高爐爐缸、爐底的耐火材料之間有很強的附著能力,對爐齡中后期的高爐來說,鐵口侵蝕嚴重,本發(fā)明原位生成的TiC可使炮泥的保護效果充分發(fā)揮,并起到護爐的作用。此外,TiC與高爐爐渣反應,會使爐渣粘度大幅增加,減少爐渣和鐵水的侵蝕和沖刷。因此,在普通炮泥使用效果不好時,使用本發(fā)明可以獲得很好的效果,還能夠提高高爐爐齡。
[0021](2)本發(fā)明原料中使用了大量的用后廢棄滑板磚和鐵溝料。其中,用后廢棄滑板磚中的主要成分為優(yōu)質(zhì)剛玉,將其簡單處理后用作原料骨料,不但減少了一次資源的使用量,還減少了廢棄耐火材料所帶來嚴重的土地、污染環(huán)境等問題;用后廢棄鐵溝料中,不但含有大量的優(yōu)質(zhì)剛玉,同時還含有大量的SiC,可作為原料SiC的補充,更為重要的是,用后鐵溝料中形成了許多微小的莫來石、塞隆及Si3N4相,將其使用在炮泥中,可以顯著提升炮泥的抗熱震、抗沖刷、抗氧化等性能,且由于在使用前就已存在這些優(yōu)質(zhì)物相,使得炮泥在擠入后即可獲得較為優(yōu)良的低溫性能,與依靠原料在高溫反應生成這些優(yōu)質(zhì)相的傳統(tǒng)炮泥相比,本發(fā)明縮率非常小,使用性能更為可靠、穩(wěn)定。此外,由于使用了用后廢棄耐火材料為部分原料,還降低了本發(fā)明的生產(chǎn)成本。
[0022](3)本發(fā)明原料中使用的白泥,其主要成分為Al2O3和Si02。傳統(tǒng)炮泥通常也會使用到白泥來促進燒結,但本發(fā)明在此作用的基礎上,借助其中含鐵等低熔點雜質(zhì)相,在高溫時產(chǎn)生微量的液相,并以用后廢棄鐵溝料中微小的莫來石相為晶種,在其基礎上繼續(xù)生成粒徑更大的莫來石,使得炮泥的抗熱震性能進一步加強,并提升了炮泥的致密性和高溫強度。
[0023](4)本發(fā)明使用了 T60含碳樹脂和酚醛樹脂粉為結合劑,使用過程不產(chǎn)生有害煙氣,而傳統(tǒng)Al2O3-SiC-C炮泥所使用的瀝青、焦油等結合劑,會產(chǎn)生致癌的苯并芘等物質(zhì),因此,本發(fā)明具有明顯的環(huán)保特征。本發(fā)明使用的T60含碳樹脂,200°C以下仍可以保持較好的流動性,而酚醛樹脂在200°C以下時就開始發(fā)生固化,固化速率較快,二者在適當比例下使用可獲得較好的擠壓深度。此外,T60含碳樹脂高溫固化后,會在形成“蘑菇狀”泥包,增大新泥包與爐墻、舊泥包之間的附著面積,提高了泥包的整體強度和鐵口孔道抗沖刷性能。
【具體實施方式】
[0024]本發(fā)明提供一種高爐用環(huán)保炮泥,包括骨料、碳化硅、鈦白粉、白泥、焦炭粉與微粉。其中,上述原料的質(zhì)量百分比為:骨料40?50 %、碳化硅10?20 %、鈦白粉6?10 %、白泥10?14%、焦炭粉7?10%、微粉5?9%。
[0025]還包括結合劑,結合劑含量為炮泥料總質(zhì)量的14?24%。結合劑為T60含碳樹脂和酚醛樹脂粉,T60含碳樹脂和酚醛樹脂粉質(zhì)量比為2:1?4:1。酚醛樹脂粉的粒徑為0.088 ?0.1mm。
[0026]骨料的粒徑分為I?3mm和O?Imm兩種,二者的質(zhì)量比為5:4,碳化硅的粒徑小于0.088mm,鈦白粉的粒徑小于0.045mm,白泥的粒徑小于0.088mm,焦炭粉的粒徑為0.055?0.088mm,微粉的粒徑為0.055?0.088mm。
[0027]骨料為高鋁帆土和用后廢舊滑板磚;碳化娃為90SiC和用后廢舊鐵溝料的一種或多種;微粉為經(jīng)除雜處理的用后廢舊鐵溝料。
[0028]高鋁礬土中Al2O3的質(zhì)量百分含量大于88%,用后廢舊滑板磚經(jīng)除雜處理后,F(xiàn)e2O3的質(zhì)量百分含量小于0.5% ;90SiC中SiC的質(zhì)量百分含量大于90% ;用后廢舊鐵溝料經(jīng)除雜處理后,F(xiàn)e2O3的質(zhì)量百分含量小于0.5% ;鈦白粉中T1 2的質(zhì)量百分含量大于95%。
[0029]高鋁礬土與用后廢舊滑板磚的質(zhì)量比為1:1?2:1。
[0030]當碳化硅為90SiC和用后廢舊鐵溝料的混合料時,二者的比例為1:1?1:3。
[0031]本發(fā)明還提供一種高爐用環(huán)保炮泥的制備方法,其中,將骨料、碳化硅、鈦白粉、白泥、焦炭粉與微粉按照各自的質(zhì)量百分比進行配比,在經(jīng)過干混、碾壓后,加入結合劑,在經(jīng)過濕混、碾壓后,以得到高爐用環(huán)保炮泥。
[0032]實施例一
[0033]本發(fā)明提供一種高爐用環(huán)保炮泥,包括骨料、碳化硅、鈦白粉、白泥、焦炭粉與微粉。其中,上述原料的質(zhì)量百分比為:骨料46%、碳化硅18%、鈦白粉8%、白泥14%、焦炭粉8%、微粉6%。
[0034]還包括結合劑,結合劑含量為炮泥料總質(zhì)量的14%。
[0035]其中,骨料為高鋁礬土和用后廢舊滑板磚;碳化硅為90SiC和用后廢舊鐵溝料的一種或多種;微粉為經(jīng)除雜處理的用后廢舊鐵溝料;結合劑為T60含碳樹脂和酚醛樹脂粉。
[0036]高鋁礬土與用后廢舊滑板磚的質(zhì)量比為1:1 ;碳化硅為90SiC和用后廢舊鐵溝料的混合料,二者的比例為1:1 ;T60含碳樹脂和酚醛樹脂粉質(zhì)量比為2:1。
[0037]高鋁礬土中Al2O3的質(zhì)量百分含量大于88%,用后廢舊滑板磚經(jīng)除雜處理后,F(xiàn)e2O3的質(zhì)量百分含量小于0.5% ;90SiC中SiC的質(zhì)量百分含量大于90% ;用后廢舊鐵溝料經(jīng)除雜處理后,F(xiàn)e2O3的質(zhì)量百分含量小于0.5% ;鈦白粉中T1 2的質(zhì)量百分含量大于95%。
[0038]骨料的粒徑分為I?3mm和O?Imm兩種,二者的質(zhì)量比為5:4,碳化硅的粒徑小于0.088mm,鈦白粉的粒徑小于0.045mm,白泥的粒徑小于0.088mm,焦炭粉的粒徑為0.055mm,微粉的粒徑為0.055mm,的酚醛樹脂粉的粒徑為0.088mm。
[0039]本發(fā)明還提供一種高爐用環(huán)保炮泥的制備方法,包括以下步驟:
[0040]S1.將骨料、碳化硅、鈦白粉、白泥、焦炭粉與微粉按照各自的質(zhì)量百分比進行配比后,放入強力攪拌機中,進行干混以及9min的碾壓。
[0041]其中,高鋁礬土為138kg,用后廢舊滑板磚為138kg ;90SiC為54kg,用后廢舊鐵溝料為54kg ;鈦白粉為48kg ;白泥為84kg ;焦炭粉為48kg ;用后廢舊鐵溝料微粉為36kg。
[0042]S2.向強力攪拌機中加入結合劑,在經(jīng)過濕混與33min碾壓后,以得到高爐用環(huán)保炮泥。
[0043]其中,結合劑為56kg的T60含碳樹脂和28kg的酚醛樹脂粉。
[0044]將制備而成的炮泥使用在1780m3的高爐中,其性能指標為:1000X3h的體積密度、線性變化率、抗折強度分別為2.12g.cm—3、-0.38%,2.8MPa ;1500X3h的體積密度、線性變化率、抗折強度分別為2.16g.cm_3、-0.52%,3.2MPa ;鐵口深度為2700?3000mm,出鐵時間為100?120min。
[0045]實施例二
[0046]本發(fā)明提供一種高爐用環(huán)保炮泥,由骨料、碳化硅、鈦白粉、白泥、焦炭粉、微粉與結合劑制備而成。其中,上述原料的質(zhì)量百分比為:骨料50%、