CN101967062A - 高炉出铁口用无水炮泥 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高炉出铁口无水炮泥，使用比重为1.15～1.16的焦油或者焦油与蒽油的混合油作为结合剂，在配方的颗粒级配中加入50%以上的粗中颗粒，将粒径≤0.088mm的细粉含量控制在50%以下，在配方中加入较多量的绢云母，加入40～70目的精制石英砂。该种炮泥有良好的透气性和快速烧结性能，能够在20～30分钟内迅速硬化，气体也能够经由透气孔排出，炮泥强度能在短时间内迅速提高，能够满足大中型高炉30分钟左右单铁口连续开口出铁，并且具有较长出铁时间所需的足够强度。

Description

高炉出铁口用无水炮泥

所属技术领域

本发明属于耐火材料，特别是涉及一种适用于炼钢厂大中型高炉出铁口用的无水炮泥配方及其生产工艺。

背景技术

目前，炼钢厂大中型高炉都有2～4个出铁口（又称铁口），一般情况下都是两个出铁***替出铁。但是在某些特殊情况下（如某个出铁口的泥炮或开口机出现故障、出铁沟需要进行浇注或检修以及其他一些情况）需要或者只能使用单个出铁口连续出铁而不能够多个出铁***替出铁，那么这种情况下所需要的炮泥性能与多个出铁***替出铁时所需要的炮泥性能是完全不一样的。单铁口连续出铁时，同一出铁口的出铁间隔时间明显缩短，只有30分钟左右，炮泥的烧结时间当然也随之缩短，使用一般的正常炮泥将出现炮泥烧结不好（两个出铁***替出铁时，同一出铁口的出铁间隔一般在90～120分钟以上，一般炮泥需要在这么长的时间才可能烧结得到较高的强度），强度偏低，甚至出现潮铁口的现象，将无法满足正常出铁要求，因此需要有一种能够在30分钟左右迅速硬化并快速烧结得到足够强度的炮泥，来适应这种单一出铁口连续出铁的生产方式。

中国专利申请号200910065275公开了一种“用于高炉出铁口的环保型炮泥及其制备方法”，由粒径0.2～3㎜高铝矾土或硬质粘土或电熔氧化铝35%～50%，改性粉末树脂1%～5%，高温沥青1%～5%，无机磷酸盐3%～8%，碳化硅1%～20%，焦炭粉10%～20%，绢云母3%～10%，蓝晶石2%～8%和焦油3%～8%组成。将按配方称取的各种原料加入加热搅拌机搅拌混合，混合后采用摩擦压砖机压制成型。该炮泥由于采取了无机结合剂与有机结合剂相结合，降低了焦油加入量，确实能够降低炮泥中苯并芘含量，有利于环保。但是，其加入的粉末树脂以及无机盐都需要在60分钟以上的高温烘烤下才能得到较高的强度，而且采用机压成型，塑性差，大大降低透气性，不利于挥发份的排出，不适合大中型高炉单铁口连续出铁。其他现有技术大多采用高纯人工合成原料，这些原料要得到很高强度，必须经过较长时间形成陶瓷烧结才行，在大高炉多铁***替出铁过程中，同铁口间隔时间时间长，达到120分钟以上，经过这么长的时间烧结能够得到足够的强度。但是如果仅仅经过30分钟左右的烧结，就马上开口，则强度并未上来，难以应对长时间渣铁的冲刷。

发明内容

本发明旨在提供一种高炉出铁口用无水炮泥，该种炮泥有良好的透气性和快速烧结性能，能够在20～30分钟内迅速硬化，气体也能够经由透气孔排出，炮泥强度能在30分钟内迅速提高到可以满足大中型高炉单铁口连续较长时间出铁的强度。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

高炉出铁口用无水炮泥，原料组成重量百分比为：

焦炭                        2～0㎜          15%～17%

棕刚玉（或者特级高铝料）    3～1㎜          5%～12%

棕刚玉（或者特级高铝料）    1～0㎜          5%～12%

棕刚玉                      ≤0.088㎜       0%～10%

碳化硅（90#或94#）          1～0㎜          8%～12%

碳化硅（90#或94#）          ≤0.088㎜       8%～12%

广西粘土                    ≤0.088㎜       16%～20% 

高温沥青                    ≤0.088㎜       6%～10% 

绢云母                      ≤0.088㎜       10%～12%

精制石英砂                  40～70目        9%～11%

树脂（液体）                                 3%～5%

焦油（焦油与蒽油混合）      比重1.15～1.16  8%～15%

生产工艺步骤为：将上述固体粉料按比例称量好，倒入加热式混碾机中干混3~6分钟；加入液体结合剂（先加入树脂，然后再加入焦油或混合油），混碾35~45分钟；取泥料做马夏值，若马夏值高于1MPa，则适当增加油，直至马夏值降至1MPa以下；放料，通过挤泥机挤泥，套上薄塑料袋，在自然通风状态下放置至少48小时后投入使用。

所述的使用比重为1.15～1.16的焦油或者焦油与蒽油的混合油（水分不大于2%）作为结合剂，在配方中加入50%以上的粗中颗粒，将粒径≤0.088㎜的细粉含量控制在50%以下，在配方中加入10%的绢云母，加入40～70目的精制石英砂。 

发明机理：

使用密度低于1.16g/ ml的焦油或者焦油与蒽油的混合油（水分要求不大于1.5%）作为结合剂。这种结合剂中聚合物的分子量小，易于碳化烧结，而且碳化烧结的温度比大分子聚合物的碳化温度低，这样炮泥中的结合剂能够在一接触到渣铁就快速结焦碳化，从而得到一个较高的初始强度。

在配方的颗粒级配中加入50%以上的粗中颗粒，将粒径≤0.088㎜的细粉含量控制在50%以下，从而得到较好的透气性，炮泥在烧结过程中产生的各种挥发物都能够得到排出。

在配方中加入较多量的绢云母。加入较多量的绢云母以增加炮泥中的钾、钠等低熔点物质的含量，使得炮泥在烧结过程中能够形成较多的玻璃相，从而降低炮泥的烧结温度，使位于出铁口向外一部分的炮泥能够在偏低一点的温度下也能够烧结，从而得到做需要的强度。

加入40～70目的精制石英砂。由于粘土、绢云母等物质在烧结过程中会产生体积收缩，为了保持炮泥的体积稳定，石英砂在高温下与炮泥中的氧化铝成分进行反应，生成莫来石，得到相当高的强度，同时伴随体积膨胀，抵消粘土等的收缩。 

本发明所用的原料包括棕刚玉（粒径3～1㎜、1～0㎜和≤0.088㎜，其中要求Al2O3≥94%）、特级高铝料（Al2O3≥85%，粒径3～1㎜和1～0㎜）、焦炭（2～0㎜，固定碳≥84%）、碳化硅（SiC≥90% 和SiC≥94%的粒径规格为分别为1～0㎜和≤0.088㎜）、广西粘土（粒径≤0.088㎜）、高温沥青（软化点高于110℃，粒径≤0.088㎜）、绢云母（粒径≤0.088㎜）、精制石英砂(40～70目，SiO₂≥98.5%)、树脂（粘度为20～50Pa.S，残炭≥45%。固含量≥78%）、蒽油、焦油（灰分≤0.15%）。若焦油密度低于1.16g/ ml，则该焦油可直接使用，若焦油密度大于1.16 g/ ml，，这就需要添加若干蒽油，并搅拌均匀，将比重降至1.15～1.16g/ml。树脂、蒽油和焦油都要求水分≤1.5%，其他散状原料要求水分≤1%。

本发明的有益效果是，炮泥强度能在30分钟内迅速提高到需要的强度，炮泥在打进出铁口孔道后的整个过程中体积保持基本稳定，因此能够满足30分钟左右连续开口出铁，并且具有较长时间出铁的足够强度。

具体实施方式

实施例一：

(1)按下列配比称取原料：

焦炭                           2～0㎜            16%

特级高铝料                  3～1㎜            10%

特级高铝料                  1～0㎜            5%

棕刚玉                      ≤0.088㎜         5%

碳化硅（90#）               1～0㎜            10%

碳化硅（90#）               ≤0.088㎜         10%

广西粘土                    ≤0.088㎜         16% 

高温沥青                    ≤0.088㎜         8% 

绢云母                      ≤0.088㎜         10%

精制石英砂                  40～70目          10%

树脂（液体）                                   3%

焦油（焦油与蒽油混合）      比重1.15～1.16    13%

(2)将上述固体粉料按比例称量好，然后倒入加热式混碾机中干混5分钟，然后加入液体结合剂（先加入树脂，然后再加入焦油或混合油），混碾40分钟，然后取泥料做马夏值，若马夏值高于1MPa，则适当增加油，直至马夏值降至1MPa以下，然后放料，通过挤泥机挤泥、套上薄塑料袋、在自然通风状态下放置至少48小时后方可投入使用。

实施例二：

(1)按下列配比称取原料：

焦炭                        2～0㎜          16%

特级高铝料                  3～1㎜          10%

棕刚玉                      1～0㎜          5%

棕刚玉                      ≤0.088㎜     　5%

碳化硅（90#）               1～0㎜          10%

碳化硅（90#）               ≤0.088㎜       10%

广西粘土                    ≤0.088㎜       16% 

高温沥青                    ≤0.088㎜       8% 

绢云母                      ≤0.088㎜       10%

精制石英砂                  40～70目        10%

树脂（液体）                                 3%

焦油（焦油与蒽油混合）      比重1.15～1.16  13%

(2)将上述固体粉料按比例称量好，然后倒入加热式混碾机中干混5分钟，然后加入液体结合剂（先加入树脂，然后再加入焦油或混合油），混碾40分钟（转速为14转/分钟），然后取泥料做马夏值，若马夏值高于1MPa，则适当增加油，直至马夏值降至1MPa以下，然后放料，通过挤泥机挤泥、套上薄塑料袋、在自然通风状态下放置至少48小时后方可投入使用。

    实施例三：

(1)按下列配比称取原料：

焦炭                        2～0㎜         16%

棕刚玉                      3～1㎜         10%

棕刚玉                      1～0㎜         5%

棕刚玉                      ≤0.088㎜      5%

碳化硅（90#）       1～0㎜         10%

碳化硅（94#）          ≤0.088㎜      10%

广西粘土                    ≤0.088㎜      16% 

高温沥青                    ≤0.088㎜       8% 

绢云母                      ≤0.088㎜       10%

精制石英砂                  40～70目        10%

树脂（液体）                                 3%

焦油（焦油与蒽油混合）      比重1.15～1.16  12%

(2)将上述固体粉料按比例称量好，然后倒入加热式混碾机中干混5分钟，然后加入液体结合剂（先加入树脂，然后再加入焦油或混合油），混碾40分钟，然后取泥料做马夏值，若马夏值高于1MPa，则适当增加油，直至马夏值降至1MPa以下，然后放料，通过挤泥机挤泥、套上薄塑料袋、在自然通风状态下放置至少48小时后方可投入使用。

实施例四：

(1)按下列配比称取原料：

焦炭                        2～0㎜          16%

棕刚玉                      3~1㎜           10%

棕刚玉                      1~0㎜           5%

棕刚玉                      ≤0.088㎜       5%

碳化硅（94#）               1~0㎜           10%

碳化硅（94#）               ≤0.088㎜       10%

广西粘土                    ≤0.088㎜       16% 

高温沥青                    ≤0.088㎜       8% 

绢云母                      ≤0.088㎜       10%

精制石英砂                  40-70目         10%

树脂（液体）                                 4%

焦油（焦油与蒽油混合）      比重1.15～1.16  11%

(2)将上述固体粉料按比例称量好，然后倒入加热式混碾机中干混5分钟，然后加入液体结合剂（先加入树脂，然后再加入焦油或混合油），混碾40分钟，然后取泥料做马夏值，若马夏值高于1MPa，则适当增加油，直至马夏值降至1MPa以下，然后放料，通过挤泥机挤泥、套上薄塑料袋、在自然通风状态下放置至少48小时后方可投入使用。

实施例五：

(1)按下列配比称取原料：

焦炭                        2～0㎜           16%

棕刚玉                      3～1㎜           10%

棕刚玉                      1～0㎜           10%

碳化硅（94#）               1～0㎜           10%

碳化硅（94#）               ≤0.088㎜        10%

广西粘土                    ≤0.088㎜        16% 

高温沥青                    ≤0.088㎜        8% 

绢云母                      ≤0.088㎜        10%

精制石英砂                  40～70目         10%

树脂（液体）                                  5%

焦油（焦油与蒽油混合）      比重1.15～1.16   10%

(3)将上述固体粉料按比例称量好，然后倒入加热式混碾机中干混5分钟，然后加入液体结合剂（先加入树脂，然后再加入焦油或混合油），混碾40分钟，然后取泥料做马夏值，若马夏值高于1MPa，则适当增加油，直至马夏值降至1MPa以下，然后放料，通过挤泥机挤泥、套上薄塑料袋、在自然通风状态下放置至少48小时后方可投入使用。

    以上实例曾在某钢铁企业1080立方米高炉、某钢铁企业1250立方米高炉、某大型钢铁企业1800立方米高炉、2580立方米高炉上长期使用，效果较好，开口无潮气和潮泥，出铁口深度稳定，达到2.7m～3.4m，出铁时间分别稳定在60～70分钟、60～80分钟、80～100分钟、100分钟以上。

Claims (1)

1.高炉出铁口无水炮泥，其特征在于：

原料组成重量百分比为：

焦炭                        2～0㎜          15%～17%

棕刚玉（或者特级高铝料）    3～1㎜          5%～12%

棕刚玉（或者特级高铝料）    1～0㎜          5%～12%

棕刚玉                      ≤0.088㎜       0%～10%

碳化硅（90#或94#）          1～0㎜          8%～12%

碳化硅（90#或94#）          ≤0.088㎜       8%～12%

广西粘土                    ≤0.088㎜       16%～20% 

高温沥青                    ≤0.088㎜       6%～10% 

绢云母                      ≤0.088㎜       10%～12%

精制石英砂                  40～70目        9%～11%

树脂（液体）                                 3%～5%

焦油（焦油与蒽油混合）      比重1.15～1.16   8%～15%

生产工艺步骤为：将上述固体粉料按比例称量好，倒入加热式混碾机中干混3~6分钟；加入液体结合剂（先加入树脂，然后再加入焦油或混合油），混碾35~45分钟；取泥料做马夏值，若马夏值高于1MPa，则适当增加油，直至马夏值降至1MPa以下；放料，通过挤泥机挤泥，套上薄塑料袋，在自然通风状态下放置至少48小时后投入使用。