[发明专利]一种环保型炮泥及其制备方法

说明书

本发明公开了一种环保型炮泥，所述炮泥使用时具有前中后三段式结构，所述前段和后段均使用第一炮泥，所述中段使用第二炮泥，所述第一炮泥的制备原料包括复合骨料、炉缸保护剂和第一复合粘合剂，所述复合骨料包括棕刚玉、碳化硅、碳化钛、陶瓷微粉和树脂，所述炉缸保护剂包括钛白粉、碳化钛和氮化硅，所述第一复合粘合剂包括陶瓷结合剂、所述树脂、固化剂、成碳剂、陶瓷微粉和磷酸铝；所述第二炮泥的制备原料包括所述复合骨料、所述炉缸保护剂和第二复合粘合剂，所述第二复合粘合剂包括所述陶瓷结合剂、所述树脂、所述固化剂、所述陶瓷微粉和磷酸铝。

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，具体涉及一种环保型炮泥及其制备方法。

背景技术

近年来，随着高炉冶炼强度的不断提高，铁口喷溅现象成为高炉炼铁生产过程中不容忽略的问题。炮泥作为封堵出铁口的耐火材料，在高温下由于体积收缩产生裂纹致使煤气窜漏，或炮泥湿潮，均会导致铁口喷溅现象。因此，在要求炮泥具有耐冲刷、耐侵蚀、开口性、新旧炮泥结合和出铁时间等性能的同时，对高炉出铁口用无水炮泥在抑制铁口喷溅方面的性能也要求改善。

目前，应用广泛的高炉出铁口无水炮泥属于Al₂O₃-SiO₂-SiC-C系材料，其中，根据结合剂的不同分为焦油炮泥和树脂炮泥，树脂炮泥成本过高，推广应用范围受到限制。传统焦油炮泥成本较低，然而其结合剂为焦油，一经受热释放出大量苯并芘，苯并芘是一种极强的致癌物质，对环境和工作人员身体极为有害。另外，Al₂O₃-SiO₂-SiC-C系焦油型炮泥在高温环境中会出现线变收缩，易导致在新旧炮泥之间出现缝隙；在热应力作用下又会出现微裂纹，炮泥极易被熔融的渣铁渗入、侵蚀，甚至冲刷损毁。因此，研制一种无毒、低成本、综合性能优良的炮泥是当务之急，该炮泥应该具有高强度、高耐磨耐火性、抗冲刷、抗渣渗透以及抗渣侵蚀性能。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提供了一种环保型炮泥及其制备方法，使用时，所述炮泥具有前中后三段式结构，其中，前段和后段均使用第一炮泥，中段使用第二炮泥，所述第一炮泥主要具有强度大、耐高温、耐机械冲刷的特点，所述第二炮泥主要具有隔热好、韧性好、结合性强的特点，防止作为后段的第一炮泥在内外剧烈的温差条件下，出现开裂或微细裂纹。所述第一炮泥和第二炮泥均采用复合材料作为骨料，再加入新型复合粘合剂，使得制成的炮泥具有高强度、耐高温、耐机械冲刷、抗侵蚀和防开裂的特点。

为了达到上述目的，本发明提供了一种环保型炮泥，所述炮泥使用时具有前中后三段式结构，所述前段和后段均使用第一炮泥，所述中段使用第二炮泥，所述第一炮泥的制备原料包括复合骨料、炉缸保护剂和第一复合粘合剂，所述复合骨料包括棕刚玉、碳化硅、碳化钛、陶瓷微粉和树脂，所述炉缸保护剂包括钛白粉、碳化钛和氮化硅，所述第一复合粘合剂包括陶瓷结合剂、所述树脂、固化剂、成碳剂、陶瓷微粉和磷酸铝；所述第二炮泥的制备原料包括所述复合骨料、所述炉缸保护剂和第二复合粘合剂，所述第二复合粘合剂包括所述陶瓷结合剂、所述树脂、所述固化剂、所述陶瓷微粉和磷酸铝。

优选的，所述固化剂包括羟甲基脲和碳酸钠，所述成碳剂为季戊四醇。

所述复合骨料包括棕刚玉、碳化硅、碳化钛、陶瓷微粉和树脂，优选的，所述树脂为酚醛树脂。本发明所述的复合骨料利用树脂材料，不仅克服了传统炮泥的骨料与其它辅料或助剂结合性差的缺点，而且能够改善炮泥内部因温度急剧变化而引发的开裂或细微裂纹的现象；在复合骨料中添加的碳化硅和碳化钛改善了复合骨料的致密性和耐高温方面的性能，所述复合骨料中的陶瓷微粉能够改善其强度和孔隙的问题。