含钛护炉炮泥制造技术

本发明专利技术公开了一种含钛护炉炮泥，属于护炉炮泥技术领域，本含钛护炉炮泥，以重量份数计，向包含有钛粉20‑30份、棕刚玉20‑30份、复合碳素材料8‑15份、碳化硅10‑15份、粘土10‑15份的混合料中添加结合剂10‑15份，之后进行碾压混练形成。本发明专利技术提供的含钛护炉炮泥具有减轻铁口及附近炉缸侧壁的侵蚀、降低铁口区炉缸侧壁温度的优点。

【技术实现步骤摘要】
含钛护炉炮泥
本专利技术涉及护炉炮泥
，更具体的说，它涉及一种含钛护炉炮泥。
技术介绍
炮泥是用硅酸铝质材料、碳化硅、焦炭等材料及结合剂、外加剂配制而成的堵铁口的不定型耐火材料，也是高炉顺利、安全炼铁的关键功能材料。在高炉运行过程中，炮泥发挥的三大功能是：堵塞出铁口，稳定排放熔融铁水和炉渣，保护炉缸、延长高炉底部侧砖寿命。高炉炼铁是钢铁生产中的重要环节，目前世界范围内高炉炼铁正朝着高效、低成本和环保节能方向发展，具体体现在高炉的大型化、长寿化、冶炼强度加大、更高的炉顶压力和炉内温度。在这样的条件下，对高炉炮泥的要求越来越高，高炉不出铁渣溶液时，炮泥填充在铁口内，使铁口维持足够的深度；高炉出铁时，铁口内的炮泥中心被钻出孔道，铁渣溶液通过孔道排出炉外，要求炮泥维持铁口孔径稳定，出铁均匀，最终出净炉内的铁渣。在高炉长时间使用过程中，尤其早中后期炉龄时，不仅普遍存在着冷却壁破损严重、炉缸侵蚀严重、炉缸水温差急剧突升等问题，高炉铁口及铁口区炉缸侧壁侵蚀较为严重，出现侧壁温度偏高的情况，不仅导致铁口变浅、铁流不稳定、出不净铁、跑大流等情况，严重影响生产正常出铁，而且阻碍了正常强化冶炼，有的已经威胁到高炉的生产安全。但是铁口处在炉膛内部，内部温度较高，一般情况下，维修人员无法进入维修，并最终影响了高炉的使用寿命和产量的增长。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种含钛护炉炮泥，其具有减轻铁口及附近炉缸侧壁的侵蚀、降低铁口区炉缸侧壁温度的优点。本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：含钛护炉炮泥，以重量份数计，向包含有钛粉20-30份、棕刚玉20-30份、复合碳素材料8-15份、碳化硅10-15份、粘土10-15份的混合料中添加结合剂10-15份，之后进行碾压混练形成所述含钛护炉炮泥。通过引入钛粉使得制得的含钛炉炉炮泥能形成足够的Ti(C,N)沉积层，随着钛含量的增加，在铁口区内衬上形成Ti(C,N)沉积层，使铁口保持在正常深度。长时间使用含钛炉炉炮泥后，炉底、炉缸形成了含Ti(C,N)沉积层有黄铜色沉积物，坚硬致密，保护了铁口区域炉缸、炉底，减慢了侵蚀，起到很好的护炉效果。进一步：所述钛粉由以重量分数计的钛白粉40-60份、Ti2O310-20份、SiO22-6份、Al4SiC43-5份、TFe30-45份、Al2O310-20份混合均匀而得。本专利技术提供的钛粉中含有Al4SiC4和Al2O3，加入粉体，使炮泥的结构致密，高温下含钛护炉炮泥的机械强度增大、耐磨性、抗渣性和抗铁水冲刷性能得到改善。进一步：所述钛粉中含有的钛白粉、SiO2、Ti、TFe、Al2O3、Ti2O3、Al4SiC4的粒径范围为200-300目。进一步：所述棕刚玉的粒径为6-70目。通过选用粒径较小的骨料、填料，使得材料混合均匀，可填充较小的缝隙，提高本专利技术的体积密度，从而使得本专利技术含钛护炉炮泥的耐压强度以及抗折强度提高。进一步：所述复合碳素材料由质量比为5-8：2-4：1-3的C60、石墨烯和碳纤维混合均匀而成。通过引入复合碳素材料，使得制得的含钛护炉炮泥改善了开口性能和抗渣铁冲蚀性，提高了无水炮泥的质量稳定性。进一步：所述的结合剂由下述方法制备而得，在120-130℃下将甲基丙烯酸甲酯、溴化环氧树脂、DL-丁香树脂酚，纳米碳粉、硅酸钠混合均匀后加入到植物油中，搅拌加热到150-160℃后，在压力为2.0-2.5Mpa的条件下，保温2-4小时，即得所述结合剂；以重量分数计，甲基丙烯酸甲酯20-60份、溴化环氧树脂10-20份、DL-丁香树脂酚10-30份，硅酸钠5-10份、纳米碳粉5-10份、植物油20-50份。本专利技术含钛护炉炮泥中的结合剂可选用现有技术中任意一款结合剂。但是，相比于现有技术中的传统焦油、沥青等结合剂，选用本专利技术制备的结合剂可使本专利技术含钛护炉炮泥具有冒烟少、无难闻刺激气体产生、苯并芘等有害致癌物质浓度低、对环境以及人体健康的影响较小等优点。进一步：所述混合料中还包括外加剂10-20份。进一步：所述外加剂由质量比为6-10：2-5：2-5的超细微粉、马来酸二甲酯和磷酸三丁酯混合均匀而得；所述超细微粉的粒径分布为500-800nm，且所述超细微粉的原料选自硅和/或三氧化二铝。通过引入由超细微粉、马来酸二甲酯和磷酸三丁酯混合而得的外加剂，提高了材料的润滑性，减少了结合剂的用量，从而使烧结后的含钛护炉炮泥的显气孔率下降，强度提高，且该含钛护炉炮泥具有适度的可塑性、良好的开口性和快速的硬结性，有利于施工操作。进一步：所述粘土选自高岭土、膨润土中的一种，其粒径分布为200-300目。进一步：所述碾压混炼的温度为65-75℃。综上所述，本专利技术具有以下有益效果：第一、含有TiO2的炮泥进入高炉后被碳还原生成TiC、TiN或Ti(C,N)固溶体，这些耐高温颗粒由于比重较小，会上浮至渣铁的界面，随着渣铁液面下降，而被挤压沉积到铁口周围的砖衬上及炉缸底部砖的缝隙或者粘附到侵蚀区域，由于侵蚀区域的温度较低，TiC、TiN或Ti(C,N)固溶体可以在炉缸侵蚀部位或风口区沉析出来，并由于产生的浓度差，造成了TiC、TiN连续向该处迁移，最终积累达到沉积浓度，在泥包周围砖衬上形成Ti(C,N)沉积层，保护了铁口区域炉缸、炉底，减慢了侵蚀。本专利技术中的钛粉还包含TiO2还原反应的中间体Ti2O3，反应生成TiC、TiN或Ti(C,N)固溶体的时间较短，可较好、较快的修复铁口及铁口区域附近的炉缸。第二、本专利技术提供的钛粉中含有Al4SiC4和Al2O3，加入粉体，使炮泥的结构致密，高温下含钛护炉炮泥的机械强度增大、耐磨性、抗渣性和抗铁水冲刷性能得到改善。第三、本专利技术提供了一种结合剂，该结合剂含有的有害物质苯并芘等较少，冒烟少，物难闻刺激性气味，清洁环保，保证了炉前工人的工作环境。第四、本专利技术提供了一种外加剂，外加剂为超细微分的复合物，超细微分的存在提高了材料的润滑性，减少了结合剂的用量，从而使烧后的含钛护炉炮泥的显气孔率下降，强度提高，进而提高了该含钛护炉炮泥的耐冲刷性和抗侵蚀性，保证出铁过程中铁流稳定、成束、不喷溅。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术作进一步详细说明。应该理解的是，本专利技术实施例所述制备方法仅仅是用于说明本专利技术，而不是对本专利技术的限制，在本专利技术的构思前提下对本专利技术制备方法的简单改进都属于本专利技术要求保护的范围。以下实施例中，所选用的材料均来自市售，其中棕刚玉骨料中的Al2O3含量≥95％；钛白粉中TiO2的质量百分含量≥95％；碳化硅为黑碳化硅，其中SiC的含量≥97％。钛粉制备例1：将钛白粉40kg、Ti2O310kg、SiO22kg、Al4SiC43kg、TFe30kg、Al2O310kg混合均匀，加入到搅拌机中进行搅拌，搅拌速度为1200r/mim。钛粉制备例2：将钛白粉50kg、Ti2O315kg、SiO24kg、Al4SiC44kg、TFe40kg、Al2O315kg混合均匀，加入到搅拌机中进行搅拌，搅拌速度为1200r/mim。钛粉制备例3：将钛白粉60kg、Ti2O320kg、SiO26kg、Al4SiC45kg、TFe45kg、Al2O320kg混合均匀，加入到搅拌机中进行搅拌，搅拌速度为12本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.含钛护炉炮泥，其特征在于：以重量份数计，向包含有钛粉20‑30份、棕刚玉20‑30份、复合碳素材料8‑15份、碳化硅10‑15份、粘土10‑15份的混合料中添加结合剂10‑15份，之后进行碾压混练形成所述含钛护炉炮泥。

【技术特征摘要】
1.含钛护炉炮泥，其特征在于：以重量份数计，向包含有钛粉20-30份、棕刚玉20-30份、复合碳素材料8-15份、碳化硅10-15份、粘土10-15份的混合料中添加结合剂10-15份，之后进行碾压混练形成所述含钛护炉炮泥。2.根据权利要求1所述的含钛护炉炮泥，其特征在于：所述钛粉由以重量分数计的钛白粉40-60份、Ti2O310-20份、SiO22-6份、Al4SiC43-5份、TFe30-45份、Al2O310-20份混合均匀而得。3.根据权利要求2所述的含钛护炉炮泥，其特征在于：所述钛粉中含有的钛白粉、SiO2、Ti、TFe、Al2O3、Ti2O3、Al4SiC4的粒径范围为200-300目。4.根据权利要求1所述的含钛护炉炮泥，其特征在于：所述棕刚玉的粒径为6-70目。5.根据权利要求1所述的含钛护炉炮泥，其特征在于：所述复合碳素材料由质量比为5-8：2-4：1-3的C60、石墨烯和碳纤维混合均匀而成。6.根据权利要求1所述的含钛护炉炮泥，其特征在于：所述的结合剂由下述方法制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨林，王小军，
申请(专利权)人：北京瑞普同创科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11