一種護爐環(huán)保炮泥的制作方法
【技術(shù)領域】
[0001] 本發(fā)明屬于高爐煉鐵用耐火材料領域，尤其涉及可護爐環(huán)保炮泥及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 炮泥作為一種高爐出鐵口封堵用耐火材料，其質(zhì)量的優(yōu)劣不僅直接影響高爐生產(chǎn) 的順利與否，而且對人體及設備的安全乃至于高爐的使用壽命具有至關(guān)重要的作用。
[0003] 當高爐鐵口用炮泥堵上后，為保證鐵口具有足夠的深度，不僅在出鐵通道內(nèi)充滿 了炮泥，而且在高爐的爐缸內(nèi)亦會形成較大的泥包，在高溫鐵水的環(huán)流沖刷和滲透作用下， 這些泥包將被熔融進鐵水中。本發(fā)明利用鈦精礦，因Ti(C，N)物質(zhì)熔點高，（TiC熔點為 3150°C，TiN熔點為2950°C，高于渣鐵溫度）不能熔化，只能呈半熔融或固相狀態(tài)團聚或黏 附在鐵口周圍渣鐵與內(nèi)襯界面處，出鐵時，隨著渣鐵液面的下降而被擠壓沉積到鐵口周圍 的磚襯上及爐缸底部磚縫里。同時靠近爐墻區(qū)域溫度低及受侵蝕的磚襯表面粗糙，也有利 于低價鈦化物晶體的析出，在炮泥中加入的含鈦物料可以在鐵口區(qū)不斷析出，從而在鐵口 區(qū)域達到沉積濃度，隨著泥包邊緣的變化，在泥包周圍磚襯上形成鈦積層，這種結(jié)構(gòu)致密、 硬度大、具有熱阻性且熔點高的粘結(jié)物粘附于鐵口周圍爐缸、爐底的磚襯上，保護了鐵口區(qū) 域爐缸、爐底，減慢了蝕損。碳飽和鐵浴中Ti的溶解度在1456°C，1550°C，1573°C時Ti的 溶解度分別為〇. 3%，1. 0%和1. 3%。對炮泥配比及所加鈦粉量進行進一步研究，認為炮泥 中Ti02的含量在1. 5%時，護爐效果并不明顯；當炮泥中Ti02含量在3%以上時，會取得較 好護爐效果。
[0004] 此外，目前高爐炮泥的結(jié)合劑主要是焦油、蒽油或者酚醛樹脂，其含有害的苯、苯 并芘等致癌物質(zhì)，特別是1、2_型苯并芘是國外嚴格控制的化工用品，研究表明：空氣中苯 并芘含量每增加1%，造成的肺癌死亡率增加5%。而對于酚醛樹脂結(jié)合的炮泥，也存在一 定的環(huán)境污染。
[0005] 《一種高鈦護爐炮泥》（申請公布號：CN102234199A)公開的高鈦護爐炮泥，由重量 百分比為75%~85%的鈦精礦和金紅石、2%~5%粘土、1%~3%娟云母、10%~15%焦 油和2 %~5 %浙青組成，該炮泥鈦含量高，使用時可使爐缸部位，尤其是出鐵口周圍基本 與其他部位同步侵蝕，使整個高爐壽命提高一至兩年。但本發(fā)明使用時需要現(xiàn)將該炮泥裝 入炮泥前段，不好控制，如果操作不慎仍會出現(xiàn)上述鐵口淺、鐵流不穩(wěn)定等問題，而且沒有 克服炮泥污染高的問題。
[0006] 一種用于鐵口修復與保護的高爐炮泥（【申請?zhí)枴緾N102515789A)公開的高爐炮泥， 其所含組分的重量份為：剛玉：1〇%~20%，均化料：5%~15%，煤矸石：10%~20%，葉 臘石：10%~25%，復合粘土 ：10%~20%，復合粉：10%~35%，釩鈦鐵粉：5%~20%，氮 化硅鐵：1%~8%，潤濕劑：0. 1%~0. 5% ;外加結(jié)合劑：15%~22% ;所述復合粉為氧化 物和非金屬碳化物的混合物。該發(fā)明使用中不產(chǎn)生有毒黑煙、無斷裂、抗渣性強，特別適合 在高爐中后期使用，可解決炮泥適應性差，質(zhì)量波動大，壽命短、污染嚴重等問題。但由于炮 泥中鈦含量比較低，因此生產(chǎn)中的護爐效果緩慢。
[0007] -種低成本環(huán)保護爐炮泥（【申請?zhí)枴緾N102515789A)公開護爐炮泥，包括以下重 量份的組分：銳鈦礦：1〇%~20%再生鐵鉤料：5%~15%，黑剛玉：1 %~20%，煤矸石： 1%~25%，復合粘土 ：10%~20%，石墨粉：10%~35%，釩礦：8%~18%，氮化硅：3%~ 8%，潤濕劑：0. 1%~0. 5%，外加改性結(jié)合劑：15%~18%。使用該炮泥，可以對出鐵口實 現(xiàn)自我修復，此外該炮泥成本低，環(huán)保，節(jié)約資源。但該炮泥壽命為2h~3h，目前大型高爐 炮泥壽命為6h~9h，因此該炮泥不適合目前大高爐的生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的在于克服上述問題和不足而提供一種護爐環(huán)保炮泥，該炮泥不僅有 害氣體的量大為降低，而且炮泥強度高，結(jié)合性好，特別適合于在高爐運行的中后期使用， 使用期間可在鐵口附近爐墻附近形成導熱系數(shù)小、耐蝕性能好的鈦積物耐磨保護層，可起 到有效保護爐缸及鐵口附近爐墻的作用，延長高爐爐缸壽命。
[0009] -種護爐環(huán)保炮泥，該炮泥的成分按重量百分比（wt. %)計如下：鈦精礦粉： 15%~25%，剛玉粉：20%~30%，焦炭粉：10%~20%，復合粘土：10%~15%，碳化硅 粉：5 %~15%，煤矸石：5 %~10%，廢舊耐火磚：0~10%，結(jié)合劑：12 %~25%，含碳 樹脂溶劑2%~12% ;所述結(jié)合劑為固定碳含量質(zhì)量百分比為30%~70%，苯并芘含量 < 0.008 %的含碳樹脂。
[0010] 鈦精礦粉中Ti02成分為質(zhì)量百分比含量不低于30%。
[0011] 含碳樹脂溶劑的組成為二丁酯和無水乙醇，其中二丁酯和無水乙醇占炮泥的質(zhì)量 百分比為：一丁醋：1 %~4%，無水乙醇：1 %~8 %。
[0012] 復合粘土為膨潤土和耐火粘土的等量混合物。
[0013] 剛玉粉中A1203成分為質(zhì)量百分比含量不低于93%。
[0014] 碳化娃粉中SiC成分為質(zhì)量百分比含量不低于94%。
[0015] 煤砰石和廢舊耐火磚加工后粒度均< 5 ii m。
[0016] 本發(fā)明的有益效果在于：
[0017] (1)依靠炮泥中的鈦的物質(zhì)Ti(C，N)，沉積在鐵口處，這種結(jié)構(gòu)致密、硬度大、具 有熱阻性且熔點高的粘結(jié)物粘附于鐵口周圍爐缸、爐底的磚襯上，保護了鐵口區(qū)域爐缸、爐 底，減慢了蝕損。
[0018] (2)本發(fā)明炮泥使用時不產(chǎn)生黑煙及黃色煙霧，克服現(xiàn)用炮泥存在的炮泥中苯并 芘含量高，污染嚴重不足的缺點。
[0019] (3)本發(fā)明使用了廢舊耐火磚，采煤過程中廢棄的無處堆放的煤矸石，既降低了生 產(chǎn)成本，又解決了垃圾無處堆放的問題，屬于一種低成本環(huán)保產(chǎn)品。
[0020] (4)應用本法明后，高爐爐缸的壽命明顯延長，尤其在高爐中后期使用后，高爐爐 缸壽命可由原來的15~20年延長到25年左右，并且具有環(huán)保節(jié)能的優(yōu)點。
【具體實施方式】
[0021] 下面通過實施例對本發(fā)明作進一步的說明。本發(fā)明實施例炮泥性能檢測結(jié)果見表 1〇
[0022] 實施例1
[0023] 將鈦精礦粉、剛玉粉、焦炭粉、復合粘土、碳化硅粉、煤矸石、廢舊耐火磚、含碳樹脂 溶劑分別以質(zhì)量百分比15%、20 %、10 %、15%、10 %、5%、5%、8%混合，含碳樹脂溶劑由質(zhì) 量百分比為的1. 5%二丁酯以及質(zhì)量百分比為6. 5%的無水乙醇組成。
[0024] 將上述配好的材料進行混合并攪拌均勻后，再加入結(jié)合劑，所述結(jié)合劑為苯并芘 含量< 0. 008%，固定碳含量質(zhì)量百分比為70 %的含碳樹脂，加入結(jié)合劑所占炮泥質(zhì)量百 分比為12 %，混合并碾壓均勻，在通過擠泥機擠出泥條后包裝待用。
[0025] 實施例2
[0026] 將鈦精礦粉、剛玉粉、焦炭粉、復合粘土、碳化硅粉、煤矸石、含碳樹脂溶劑分別以 質(zhì)量百分比20 %、30 %、10 %、10 %、8 %、5 %，2 %混合，含碳樹脂溶劑由占炮泥的質(zhì)量百分 比為1%的二丁酯以及質(zhì)量百分比為1%的無水乙醇組成。
[0027] 鈦精礦粉中Ti02成分為質(zhì)量百分比含量不低于30%。
[0028] 復合粘土為膨潤土和耐火粘土的等量混合物。
[0029] 剛玉粉中A1203成分為質(zhì)量百分比含量不低于93%。
[0030] 碳化娃粉中SiC成分為質(zhì)量百分比含量不低于94%。
[0031] 煤矸石和廢舊耐火磚加工后粒度均彡5 ii m。
[0032] 將上述配好的材料進行混合并攪拌均勻后，再加入結(jié)合劑，結(jié)合劑為苯并芘含量 < 0. 008%，固定碳含量質(zhì)量百分比為50 %的含碳樹脂，加入結(jié)合劑所占炮泥質(zhì)量百分比 為15 %，混合并碾壓均勻，在通過擠泥機擠出泥條后包裝待用。
[0033] 實施例3
[0034] 將鈦精礦粉、剛玉粉、焦炭粉、復合粘土、碳化硅粉、煤矸石、含碳樹脂溶劑分別以 質(zhì)量百分比25 %、20 %、10 %、10 %、5 %、7 %、5 %混合，含碳樹脂溶劑由占炮泥的質(zhì)量百分 比為2%的二丁酯以及質(zhì)量百分比為3%的無水乙醇組成。
[0035] 鈦精礦粉中Ti02成分為質(zhì)量百分比含量不低于30%。
[0036] 復合粘土為膨潤土和耐火粘土的等量混合物。
[0037] 剛玉粉中A1203成分為質(zhì)量百分比含量不低于93%。
[0038] 碳化娃粉中SiC成分為質(zhì)量百分比含量不低于94%。
[0039] 煤矸石和廢舊耐火磚加工后粒度均彡5 ii m。
[0040] 將上述配好的材料進行混合并攪拌均勻后，再加入結(jié)合劑，所屬結(jié)合劑為苯并芘 含量< 0. 008%，固定碳含量質(zhì)量百分比為30 %的含碳樹脂，加入結(jié)合劑所占炮泥質(zhì)量百 分比為18 %，混合并碾壓均勻，在通過擠泥機擠出泥條后包裝待用。
[0041] 表1炮泥性能檢測結(jié)果
【主權(quán)項】
1. 一種護爐環(huán)保炮泥，其特征在于，該炮泥的成分按重量百分比（Wt. % )計如下：鈦精 礦粉：15%~25%，剛玉粉：20%~30%，焦炭粉：10%~20%，復合粘土：10%~15%，碳 化硅粉：5%~15%，煤矸石：5%~10%，廢舊耐火磚：0~10%，結(jié)合劑：12%~25%，含 碳樹脂溶劑2%~12% ;所述結(jié)合劑為固定碳含量質(zhì)量百分比為30%~70%，苯并芘含量 < 0.008 %的含碳樹脂。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述護爐環(huán)保炮泥，其特征在于，所述鈦精礦粉中TiO2成分為質(zhì)量 百分比含量不低于30%。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述護爐環(huán)保炮泥，其特征在于，所述含碳樹脂溶劑的組成為二丁 酯和無水乙醇，其中二丁酯和無水乙醇占炮泥的質(zhì)量百分比為：二丁酯：1%~4%，無水乙 醇：1%~8% 〇4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述護爐環(huán)保炮泥，其特征在于，所述復合粘土為膨潤土和耐火粘 土的等量混合物。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述護爐環(huán)保炮泥，其特征在于，所述剛玉粉中Al2O3成分為質(zhì)量百 分比含量不低于93%。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述護爐環(huán)保炮泥，其特征在于，所述碳化硅粉中SiC成分為質(zhì)量百 分比含量不低于94%。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述護爐環(huán)保炮泥，其特征在于，所述煤矸石和廢舊耐火磚加工后 粒度均< 5iim。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種護爐環(huán)保炮泥，該炮泥的成分按重量百分比(wt.％)計如下：鈦精礦粉：15％～25％，剛玉粉：20％～30％，焦炭粉：10％～20％，復合粘土：10％～15％，碳化硅粉：5％～15％，煤矸石：5％～10％，廢舊耐火磚：0～10％，結(jié)合劑：12％～25％，含碳樹脂溶劑2％～12％。所述結(jié)合劑為固定碳含量質(zhì)量百分比為30％～70％，苯并芘含量≤0.008％的含碳樹脂。使用本發(fā)明，克服現(xiàn)用炮泥存在的炮泥中苯并芘含量高，污染嚴重不足的缺點，保護了鐵口區(qū)域爐缸、爐底，減慢了蝕損；高爐爐缸的壽命明顯延長。
【IPC分類】C04B35/66
【公開號】CN105152656
【申請?zhí)枴緾N201410256134
【發(fā)明人】陳國一, 車玉滿, 郭天勇, 孫鵬, 姚碩
【申請人】鞍鋼股份有限公司
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2014年6月11日