CN105218111A

CN105218111A - 无水炮泥

Info

Publication number: CN105218111A
Application number: CN201510600489.0A
Authority: CN
Inventors: 柯尊文
Original assignee: China Sinai Technology Co Ltd
Current assignee: China Sinai Technology Co Ltd
Priority date: 2015-09-21
Filing date: 2015-09-21
Publication date: 2016-01-06

Abstract

本发明涉及一种无水炮泥，由耐火混合料和复合结合剂组成，且基于所述耐火混合料的总重量，所述耐火混合料的组成如下：10～45％的矾土；8～20％的碳化硅；0～30％的焦碳；0～20％的粘土；0～8％的改质沥青；4～6％的蓝晶石；2～6％绢云母；1～3％的金属硅粉。所述复合结合剂由重量比为(9～9.5)∶(0.5～1)的焦油与油脂组成。所述耐火混合料和所述复合结合剂的质量比为100∶(13～20)。本发明的无水炮泥具有良好的可塑性，易开口，且材料消耗低。

Description

无水炮泥

技术领域

本发明涉及一种高炉堵铁口用无水炮泥，属于耐火材料领域。

背景技术

由于现代高炉的大型化、长寿化，出铁时间增长以及渣铁流量的增加，对高炉出铁口工作状态的稳定和维护提出了更高的要求。要维持高炉顺行高产，确保稳定操作的关键是出铁口的深度，而炮泥的性能是保证出铁口稳定工作的关键。

炮泥质量对泥包的强度影响很大，特别是近几年高炉在强化冶炼后，1000立方米以下高炉日出铁次数达到18次以上。因此，对铁口炮泥要求要有足够的耐火度，合适的气孔率，以及较强的抗铁水冲刷、侵蚀能力，同时要有较好的透气性，易于烘干且不开裂，烧结性能好，强度高，开口性能好，环境污染小，还要有适当的可塑性等。

现有技术中，高炉炮泥主要有两类：一类是有水炮泥，另一类是无水炮泥。有水炮泥是以焦粉、粘土、熟料、沥青等为主要配料，强度较低，抗渣、铁液侵蚀和冲刷的能力较差。无水炮泥是以刚玉、碳化硅、焦粉、粘土、结合剂等为主要配料，虽然强度有所增加，抗渣、铁液侵蚀和冲刷的能力有所增强，但在实际使用过程中还存在开口困难、容易出现断铁口等不足。

发明内容

针对上述现有技术中存在的不足之处，本发明提供了一种具有良好的可塑性，满足不同类型高炉铁口的打泥深度，易开口且不出现断铁口的无水炮泥。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种无水炮泥，由耐火混合料和复合结合剂组成。其中，所述耐火混合料的组成如下：

10～45％的矾土，例如氧化铝含量为85％以上的高铝矾土；

8～20％的碳化硅，例如纯度为80％以上的碳化硅；

0～30％的焦碳；

0～20％的粘土；

0～8％的改质沥青；

4～6％的蓝晶石；

2～6％的绢云母；

1～3％的金属硅粉；

所述复合结合剂由重量比为(9～9.5)∶(0.5～1)的焦油与油脂组成；且

所述耐火混合料和所述复合结合剂的质量比为100∶(13～20)。

所述耐火混合料由颗粒部分和粉料部分组成。其中，所述颗粒部分包括焦炭颗粒、矾土颗粒和碳化硅颗粒，所述粉料部分包括矾土粉料、碳化硅粉料、粘土粉料、蓝晶石粉料、金属硅粉、绢云母粉和改质沥青粉料。

具体地，所述矾土颗粒的粒径为0～3mm，所述碳化硅颗粒的粒径为0～3mm，所述焦碳颗粒的粒径为0～4mm，所述矾土粉料、碳化硅粉料的粒径为180目，所述绢云母粉、粘土粉料的粒径为200目，改质沥青粉料、蓝晶石粉料的粒径为120目，金属硅粉的粒径为325目。

所述油脂在500℃以上的温度下分解。

所述改质沥青的软化点为105～115℃。

本发明的高炉用无水炮泥能保证铁口深度；易于开口，能降低开口时铁水渗漏及重开率，且开口时无漏渣及断铁口现象；抗冲刷和抗侵蚀能力良好，价格适中。

具体实施方式

本发明提供一种无水炮泥，由耐火混合料和复合结合剂组成。其中，所述耐火混合料的组成如下：

10～45％，优选15～40％，进一步更优选20～35％的矾土，例如氧化铝含量为85％以上的高铝矾土；

8～20％，优选10～17％，更优选10～15％的碳化硅，例如18％的纯度为80％以上的碳化硅；

0～30％，优选5～25％，更优选10～20％的焦碳；

0～20％，优选5～17％，更优选10～15％的粘土；

0～8％，优选2～6％的改质沥青；

4～6％的蓝晶石；

2～6％的绢云母；

1～3％的金属硅粉；

上述复合结合剂由重量比为(9～9.5)∶(0.5～1)，优选9∶1的焦油与油脂组成；且上述耐火混合料和复合结合剂的质量比为100∶(13～20)。

上述矾土颗粒的粒径为0～3mm，碳化硅颗粒的粒径为0～3mm，焦碳颗粒的粒径为0～4mm，矾土粉料、碳化硅粉料的粒径为180目，绢云母粉、粘土粉料的粒径为200目，改质沥青粉料、蓝晶石粉料的粒径为120目，金属硅粉的粒径为325目。

所述油脂在500℃以上的温度下能分解。适用于本发明的油脂实例可包括植物油、动物油脂，其中，植物油特别可为大豆油。上述油脂还可为地沟油。

根据一个实施方式，本发明的无水炮泥的耐火混合料由下列重量百分比的组分制成：

基于100重量份的耐火混合料，复合结合剂为16.5重量份；且复合结合剂由焦油和地沟油或大豆油组成，焦油与地沟油或大豆油的重量比例为9∶1。

为了增强炮泥的强度，上述耐火混合料通常由颗粒部分和粉料部分组成。其中，颗粒部分包括焦炭颗粒、矾土颗粒、碳化硅颗粒，粉料部分包括矾土粉料、碳化硅粉料、粘土粉料、蓝晶石粉料、金属硅粉、绢云母粉、改质沥青粉料。耐火混合料中颗粒部分和粉料部分的相对比例可根据无水炮泥的实际强度要求来调节，例如其重量比可为(3～7)∶(7～3)，例如可为(4～6)∶(6～4)，优选5∶5。

上述改质沥青的软化点为105～115℃，优选110℃。

在本发明的无水炮泥中，由于加入了金属硅粉、碳化硅(包括碳化硅颗粒和碳化硅粉)以及复合结合剂，通过复合结合剂在高温下分解产生气体，致使炮泥的骨料结构疏松，从而有利于开口顺利进行。同时，金属硅粉截留复合结合剂碳化产生的碳，形成碳化硅，从而用于与原料碳化硅组合增强无水炮泥的抗冲刷能力。如果金属硅粉在耐火混合料中的含量低于1％，不能充分截留复合结合剂碳化产生的碳，从而不能提供足够的强度。如果金属硅粉在耐火混合料中的含量高于3％，则成本过高。同时，只有三种组分的相对含量均在上文所述范围内时，才能保证足够的强度、抗冲刷能力以及合适的开口性能之间的平衡。

上述高炉用无水炮泥可用本领域常规方法制备，例如按焦碳颗粒、矾土颗粒、碳化硅颗粒，以及高铝矾土粉料、碳化硅粉、粘土粉料、蓝晶石粉料、金属硅粉、绢云母粉、改质沥青粉料的顺序加入颗粒部分和粉料部分，并充分搅拌得到耐火混合料。将焦油和油脂混合，例如在60℃下混合，并将混合后的复合结合剂加入到放置在碾泥机中的耐火混合料中，充分搅拌。由此得到的混合物在碾泥机内碾匀，出料后用挤泥机挤出成型。

上述高炉用无水炮泥可用在不同类型的高炉铁口上，例如大中型高炉，特别是2500m³的高炉。根据本发明的无水炮泥的使用性能指标如下：60℃时炮泥的马夏值为0.455～0.655MPa，能满足铁口打泥深度、按时开铁口和出净渣铁的要求，具有较好的抗渣铁侵蚀性能，出铁时间(80～150min)正常稳定；铁口深度合格率为98.0～98.5％，重开率为0.12～0.22％，钻不动率为0％，出铁时间合格率98.8～99.8％；炉前开铁口时材料消耗：钻头0.015～0.02个/炉，冲杆1根/炉，O₂管0根/炉。

实施例

以下实施例中所用原材料规格说明如下：

矾土颗粒：氧化铝含量为85％，粒径0～3mm；

碳化硅颗粒：纯度80％，粒径0～3mm；

焦碳颗粒：粒径0～4mm；

矾土粉料：氧化铝含量为85％，粒径180目；

粘土粉料：粒径200目；

碳化硅粉料：纯度80％，粒径180目；

改质沥青粉料：软化点110℃，粒径120目；

蓝晶石粉料：粒径120目；

绢云母粉料：粒径200目；

金属硅粉料：粒径325目；

焦油：标准煤焦油；

油脂：大豆油；

地沟油。

实施例1

无水炮泥的制备

无水炮泥的耐火混合料由下列重量百分比的各原料制成：35％矾土(颗粒∶粉料＝8∶2)、20％焦碳、15％碳化硅(颗粒∶粉料＝5∶5)、15％粘土、4％改质沥青、5％蓝晶石、2％金属硅粉、4％绢云母。基于耐火混合料的总重量，添加16％的复合结合剂。该复合结合剂由焦油和地沟油组成，焦油与地沟油的重量比为9∶1。

制作该无水炮泥时，按焦碳颗粒、矾土颗粒、碳化硅颗粒、矾土粉料、碳化硅粉料、粘土粉料、蓝晶石粉料、金属硅粉、绢云母粉、改质沥青粉料顺序加入，充分搅拌得到耐火混合料。将焦油和地沟油在60℃下混合形成复合结合剂。将复合结合剂加入到置于碾泥机内的耐火混合料中，碾压均匀出料后，用挤泥机挤出成型，由此制得无水炮泥。

无水炮泥的应用和性能检测

将该无水炮泥应用在2500m³高炉铁口上，使用120炉，对每炼一炉都进行检测。

炮泥的使用性能指标变化情况如下：炮泥60℃的马夏值为0.455～0.555MPa，能满足铁口打泥深度2.9m、按时开铁口和出净渣铁，具有较好的抗渣铁侵蚀性能，出铁时间(80～100min)正常稳定；铁口深度合格率为98.0～98.5％，开漏与重开率为0.12～0.22％，钻不动率为0％，出铁时间合格率98.2～99.0％；炉前开铁口时材料消耗：钻头0.01～0.02个/炉，冲杆1根/炉，O₂管0根/炉。

实施例2

采用与实施例1相同的方法制备无水炮泥，区别在于耐火混合料由下列重量百分比的组分组成：32％矾土(颗粒∶粉料＝8∶2)、25％焦碳、20％碳化硅(颗粒∶粉料＝5∶5)、10％粘土、3％改质沥青、5％蓝晶石、2％金属硅粉、3％绢云母；基于耐火混合料的总重量，添加17.5％的复合结合剂；该复合结合剂由焦油和大豆油组成，焦油与大豆油的重量比例为9∶1。

将上述无水炮泥应用在3200m³高炉铁口上，使用120炉，对每炼一炉都进行检测，炮泥的使用性能指标变化情况如下：炮泥60℃的马夏值为0.50～0.60MPa，能满足铁口打泥深度3.3m、按时开铁口和出净渣铁，具有较好的抗渣铁侵蚀性能，出铁时间(100～120min)正常稳定；铁口深度合格率为97.0～98.2％，开漏与重开率为0.12～0.22％，钻不动率为0％，出铁时间合格率98.2～99.0％；炉前开铁口时材料消耗：钻头0.01～0.02个/炉，冲杆1根/炉，O₂管0根/炉。

实施例3

采用与实施例1相同的方法制备无水炮泥，区别在于耐火混合料由下列重量百分比的组分组成：42％矾土(颗粒∶粉料＝7∶3)、20％焦碳、15％碳化硅、15％粘土、3％改质沥青、2％金属硅粉、3％绢云母；基于耐火混合料的总重量，添加16％的复合结合剂；该复合结合剂由焦油和大豆油组成，焦油与大豆油油的重量比例为9∶1。

将该无水炮泥应用在2000m³高炉的铁口上，使用120炉，对每炼一炉都进行检测，炮泥的使用性能指标变化情况如下：炮泥60℃的马夏值为0.45～0.50，能满足铁口打泥深度2.7m、按时开铁口和出净渣铁，具有较好的抗渣铁侵蚀性能，出铁时间(80～120min)正常稳定；铁口深度合格率为99.0～99.5％，开漏与重开率为0.10～0.20％，钻不动率为0％，出铁时间合格率97.2～99.0％；炉前开铁口时材料消耗：钻头0.01～0.02个/炉，冲杆1根/炉，O₂管0根/炉。

本发明的高炉无水炮泥具有如下优点：

1、该高炉无水炮泥能够很好地满足高炉强化冶炼的要求，解决了过去炮泥使用中出现的开铁口困难、出铁时间偏短、抗渣铁侵蚀和冲刷的能力偏小、易渗铁漏铁、炉前开铁口时炉均材料消耗偏高等问题，高炉铁口渣铁排放均匀正常，保证了高炉的正常生产。

2、该高炉无水炮泥提高了铁口深度合格率，降低开漏与重开率和钻不动率，延长出铁时间、抗冲刷和抗侵蚀能力更强，铁口开漏的几率和铁口的湿气大大降低。

Claims

1.一种无水炮泥，由耐火混合料和复合结合剂组成，其特征在于，

基于所述耐火混合料的总重量，所述耐火混合料的组成如下：

10～45％的矾土；

8～20％的碳化硅；

0～30％的焦碳；

0～20％的粘土；

0～8％的改质沥青；

4～6％的蓝晶石；

2～6％绢云母；

1～3％的金属硅粉；并且

所述复合结合剂由重量比为(9～9.5)∶(0.5～1)的焦油与油脂组成；

所述耐火混合料和所述复合结合剂的质量比为100∶(13～20)。

2.根据权利要求1所述的无水炮泥，所述矾土为氧化铝含量为85％以上的高铝矾土。

3.根据权利要求1所述的无水炮泥，所述碳化硅的纯度为80％以上。

4.根据权利要求1所述的无水炮泥，所述耐火混合料由颗粒部分和粉料部分组成。

5.根据权利要求4所述的无水炮泥，所述颗粒部分包括焦炭颗粒、矾土颗粒和碳化硅颗粒，所述粉料部分包括矾土粉料、碳化硅粉料、粘土粉料、蓝晶石粉料、金属硅粉、绢云母粉和改质沥青粉料。

6.根据权利要求5所述的无水炮泥，所述矾土颗粒的粒径为0～3mm，所述碳化硅颗粒的粒径为0～3mm，所述焦碳颗粒的粒径为0～4mm，所述矾土粉料、碳化硅粉料的粒径为180目，所述绢云母粉、粘土粉料的粒径为200目，所述改质沥青粉料、蓝晶石粉料的粒径为120目，所述金属硅粉的粒径为325目。

7.根据权利要求1所述的无水炮泥，所述油脂在500℃以上的温度下分解。

8.根据权利要求1所述的无水炮泥，所述改质沥青的软化点为105～115℃。

9.根据权利要求4所述的无水炮泥，所述颗粒部分与所述粉料部分的重量比为(3～7)∶(7～3)。