新型無水炮泥及其製備方法與流程
2023-05-05 10:29:01
本發明涉及一種新型無水炮泥，屬於耐火材料製備技術領域。
背景技術：
隨著高爐的長期使用，高爐冷卻壁或者風口水冷套容易出現破損現象，該破損不僅導致有水滲漏並形成水汽，而且還會因形成縫隙而造成高爐煤氣的竄漏。由於高爐煤氣、水汽無法排出，因此只得進入到鐵口孔道內將渣鐵流吹散，進而導致鐵口打開後渣鐵噴濺。
鐵口噴濺，不僅會給周圍環境帶來汙染，而且還會帶來嚴重的安全隱患，即威脅爐前設備的安全以及爐前工人的人身安全。
目前，治理鐵口噴濺的方法一般是要求高爐必須休風停產並更換鐵口，這樣勢必嚴重影響了高爐的連續生產，而且無形之中增加了生產成本。
為了克服上述治理鐵口噴濺方法的不足，人們已研究出一種能夠修復鐵口通道、並可作為日常出鐵使用的無水炮泥，如專利2014106633440公開的一種無水炮泥及其製備方法。但是該無水炮泥其在實際使用時，存在以下不足：1、透氣性、抗衝刷性、耐侵蝕性、燒結性能不理想，高溫強度差；2、由於具有組分焦油，導致使用過程中會釋放有毒物質，不僅汙染環境，而且危害操作工人的健康，此外快幹速硬性能差，穩定性差。
技術實現要素：
本發明的目的是提供一種環保且高效的新型無水炮泥及其製備方法。
新型無水炮泥，按重量份數由以下物質組成：棕剛玉20～40份，碳化矽15～20份、焦炭粉10～15份、氮化矽10～15份、活性氧化鋁粉1～5份、葉臘石5～10份、金屬粉1～5份、二矽粉1～5份、樹脂2～8份、石英粉2～8份、carborest60結合劑15～25份，增碳劑1～5份，白雲石粉5～10份。
所述新型無水炮泥的製備方法，包括以下步驟：
(1)按所述重量份數取棕剛玉、碳化矽、焦炭粉、氮化矽、葉臘石、二矽粉、石英粉、白雲石粉在攪拌機裡進行幹混，混合均勻後在100～110℃環境中進行烘乾20～30min，45～55℃恆溫儲存，獲得混合物a；
(2)按所述重量份數取活性氧化鋁粉、金屬粉，然後一邊加入樹脂一邊攪拌，樹脂的加入量為所需用量的50％～60％，攪拌均勻後獲得混合物b；
(3)將所述混合物a、混合物b、餘量的樹脂與carborest60結合劑進行充分攪拌，carborest60結合劑的加入量為所需用量的70％～80％，得到混合物c；
(4)將混合物c與餘量的carborest60結合劑攪拌，從取樣口取樣檢驗馬夏值，使得炮泥的馬夏值控制在0.7-0.73mpa，合格出料，若馬夏值偏高，需追加carborest60結合劑。
本發明是將主要成分為氧化鋁的棕剛玉作為骨料，創新與、白雲石粉及carborest60結合劑結合，並輔以碳化矽、活性氧化鋁粉、金屬粉、增碳劑、樹脂、焦炭粉、葉臘石、石英粉、氮化矽，使本發明無水炮泥具有以下技術效果：
1、本發明無水炮泥具有結焦強度高、燒結時間短之特點，當無水炮泥與高爐冷卻壁或者風口水冷套的破損處接觸時，可瞬間結焦，把縫隙堵住，而且憑藉無水炮泥其本身具有的良好的韌性、抗熱震性、膨脹係數及體積穩定性，可使得無水炮泥能夠牢固的附著在縫隙上並自成一體，進而有效地解決了因水汽與煤氣竄漏導致的鐵口噴濺的現象，而不再需要休風停產，因此可保證高爐的連續生產，特別是在高爐鐵口區域有漏水的情況下更能發揮其結焦迅速之優點，安全可靠保證了鐵口的安全，屬高效功能型炮泥；
2、本發明無水炮泥中，由於含有活性氧化鋁粉、金屬粉及樹脂的使用，因此提高了活性，進而增加了棕剛玉與carborest60結合劑的結合性，對無水炮泥的結焦性及體積穩定性具有良好的促進作用，用於更好的保護出鐵口，能夠在出鐵口內側形成「蘑菇型」壁，有效延長鐵口深度，保證出鐵安全；
3、本發明無水炮泥具有非常優越的抗高溫性能和耐衝刷磨損性能，增碳劑的合理使用，不僅克服了傳統的因碳化矽含量較高而產生的燒結性能差的問題，而且更加保證了優良的高溫強度、高抗侵蝕性、抗衝刷性，滿足了大型高爐長時間出鐵要求，大幅度降擴孔，減少噴濺；
4、本發明無水炮泥屬真正環保型高效無水炮泥，和傳統的焦油樹脂結合炮泥相比更環保，完全達到嚴格的環保要求，採用德國瑞嘉公司專利產品為結合劑，徹底告別使用焦油、樹脂炮泥的滾滾濃煙，其有害物質苯並花的含量是傳統炮泥的四十分之一，明顯淨化了爐前環境，更好的保護爐前工人的身體健康，充分滿足最苛刻的鋼廠環保標準，在環保性能和抗侵蝕性能上全面超越傳統焦油樹脂結合炮泥；
5、本發明無水炮泥可以作為日常出鐵的正常炮泥使用，亦可作為專門用於修復高爐冷卻壁或者風口水冷套縫隙的無水炮泥。
具體實施方式
實施例一：
新型無水炮泥，按重量份數由以下物質組成：棕剛玉40份，碳化矽15份、焦炭粉10份、氮化矽10份、活性氧化鋁粉1份、葉臘石5份、金屬粉1份、二矽粉1份、樹脂2份、石英粉2份、白雲石粉5份、carborest60結合劑15份，增碳劑1份。
所述新型無水炮泥的製備方法，包括以下步驟：
(1)按所述重量份數取棕剛玉、碳化矽、焦炭粉、氮化矽、葉臘石、二矽粉、石英粉在攪拌機裡進行幹混，混合均勻後在100～110℃環境中進行烘乾20～30min，45～55℃恆溫儲存，獲得混合物a；
(2)按所述重量份數取活性氧化鋁粉、金屬粉，然後一邊加入樹脂一邊攪拌，樹脂的加入量為所需用量的50％～60％，攪拌均勻後獲得混合物b；
(3)將所述混合物a、混合物b、餘量的樹脂與carborest60結合劑進行充分攪拌，carborest60結合劑的加入量為所需用量的70％～80％，得到混合物c；
(4)將混合物c與餘量的carborest60結合劑攪拌，從取樣口取樣檢驗馬夏值，使得炮泥的馬夏值控制在0.7-0.73mpa，合格出料，若馬夏值偏高，需追加carborest60結合劑。
實施例二：
新型無水炮泥，按重量份數由以下物質組成：棕剛玉20份，碳化矽20份、焦炭粉15份、氮化矽15份、活性氧化鋁粉5份、葉臘石10份、金屬粉5份、二矽粉5份、樹脂8份、石英粉8份、白雲石粉8份、carborest60結合劑25份，增碳劑5份。
所述新型無水炮泥的製備方法，同實施例一，在此不再贅述，達到的性能指標見表1。實施例三：
新型無水炮泥，按重量份數由以下物質組成：棕剛玉30份，碳化矽18份、焦炭粉12份、氮化矽12份、活性氧化鋁粉3份、葉臘石7份、金屬粉2份、二矽粉4份、樹脂7份、石英粉5份、白雲石粉10份、carborest60結合劑20份，增碳劑3份。
所述新型無水炮泥的製備方法，同實施例一，在此不再贅述，達到的性能指標見表1。
表1本發明實施例無水炮泥的性能指標
由表1可見，本發明製備的無水炮泥中al2o3和sic+c的質量含量高、體積密度高，因而具有較高的強度、良好的塑性和足夠的密度，更容易從泥炮中推入鐵口，堆滿鐵口通道，且出鐵過程中耐高溫渣鐵衝刷和侵蝕，不會發生鐵口孔徑不斷擴大，而發生跑大流的事件。通過加熱試驗，發現本發明製得的無水炮泥體積穩定性好，加熱永久線變化小，不會產生裂紋，具有良好的密封性；通過常溫耐壓試驗，驗證了本發明製得的無水炮泥抗壓強度好，具有良好的抗渣能力，堵口後泥炮能快拔，無斷裂，適用於2500m3的大型高爐使用。