[发明专利]一种高炉用环保结合剂及炮泥

说明书

本发明提供一种高炉用环保结合剂及炮泥，所述高炉用环保结合剂由常压条件下煤焦油的低温馏分油和高温馏程沥青组成，所述低温馏分油的馏程温度为400℃以下，所述高温馏程沥青为煤焦油经过500℃以上温度蒸馏后的残渣。本发明提供了一种高炉用环保结合剂及炮泥，本发明提供的环保结合剂中3,4‑苯并芘的含量小于50ppm，有效解决了使用煤焦油作为结合剂造成的毒害及污染问题或是采用树脂作为结合剂造成的保质期短、实用性差问题，且不会影响炮泥的使用性能，得到了可大范围推广应用的炮泥。

技术领域

本发明涉及炼铁系统用耐火材料技术领域，尤其涉及一种高炉用环保结合剂及炮泥。

背景技术

炮泥是高炉炼铁系统用耐火材料，当高炉出铁完毕后，需要用炮泥将铁口堵住，然后继续进行冶炼。随着高炉冶炼不断强化和高炉日益大型化，对高炉出铁口用炮泥的要求也越来越高。如果炮泥质量较差就会产生一系列问题，如潮铁口、断铁口、浅铁口等，影响正常生产，甚至造成人身安全事故。因此要求炮泥应具有以下性能：(1)可塑性和粘结性好，容易挤进铁口并填满缝隙和裂纹；(2)气孔率合适，便于排除水分；(3)体积稳定性好，在烧结的过程中不发生收缩；(4)具有合适的高温强度，不仅开口性能要好，容易开口，而且耐渣性好，抗冲刷、耐铁水侵蚀性能好。

炮泥组成可分为两部分——耐火骨料和结合剂，其中耐火骨料指刚玉、莫来石、焦宝石等耐火原料和焦炭、云母等改性材料，结合剂为水或焦油和酚醛树脂等有机材料。以水作结合剂的称为有水炮泥，以焦油、树脂等有机材料作结合剂的称为无水炮泥。有水炮泥因加水量较高，出铁过程中遇高温铁水后炮泥中水分会大量挥发出来，容易引起铁水喷溅，即潮铁口现象；而且由于高炉产量的提高，渣铁流量增大，易冲刷成喇叭口等缺陷。因此，无水炮泥是目前最为常用的。

但是，以焦油作为结合剂的无水炮泥，在加热过程中会产生烟雾，释放出大量有机烟气，其中含有较多苯并芘，3，4-苯并芘是一种极强的致癌物质，有研究表明：空气中苯并芘含量每增加1％，造成的肺癌死亡率增加5％，而且还会产生极难闻的气味，恶化工作环境，严重影响炉前工人身体健康。即使有些文献报道了采用焦油和蒽油的混合物作为结合剂，但由于焦油的占比仍不少，因此并未很好地解决苯并芘含量高的问题。

而采用树脂作为结合剂的无水炮泥，虽然可改善作业环境，解决污染问题，但成本大大提高，且炮泥固化快，保质期较短，从而实用性较差。例如中国专利申请CN101580397A公开了一种低苯并芘含量的高炉炮泥，其中使用含碳树脂及含碳树脂溶剂作为结合剂，炮泥中苯并芘含量不超过1000ppm。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种高炉用环保结合剂及炮泥。

本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种高炉用环保结合剂，由常压条件下煤焦油的低温馏分油和高温馏程沥青组成，所述低温馏分油的馏程温度为400℃以下，所述高温馏程沥青为煤焦油经过500℃以上温度蒸馏后的残渣。

针对采用焦油作为结合剂带来的污染问题，现有的改进方法一种是采用树脂，另一种是降低焦油的使用量，将焦油与沥青或蒽油等组分复合使用。如前所述，采用树脂保质期短、成本高，不宜推广。而将焦油与其它组分复合使用治标不治本，焦油中的苯并芘仍然存在，污染问题并未很好地解决，而且甚至会影响炮泥的性能。于是有人提出将焦油经脱水脱盐后，在臭氧下进行空气搅拌，之后通过含活性炭滤网脱除苯并芘，但该脱除苯并芘的步骤较为繁琐，增加了生产成本。本发明研究发现，将400℃以下的煤焦油馏分油和经过500℃以上温度蒸馏后的高温馏程沥青复合作为结合剂，其中3，4-苯并芘的含量小于50ppm，有效解决了使用煤焦油作为结合剂造成的毒害及污染问题，且不会影响炮泥的使用性能，取得了预料不到的技术效果。