一种含钛出铁口修复炮泥及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种含钛出铁口修复炮泥及其制备方法。所述炮泥由包括以下质量百分含量的原料配制而成：再生刚玉质颗粒15％～25％；蓝晶石0.5％～5％；再生碳化硅颗粒1％～25％；炭素焙烧碎料5％～15％；纳米高纯钒钛粉5％～15％；碳化硅细粉5％～15％；绿碳化硅微粉0.5％～8％；氮化硅铁5％～25％；粘土5％～15％；添加剂0.5％～5％；复合结合剂10％～18％；所述复合结合剂由环保煤焦油、环保高温沥青和润湿剂混合而成，且苯并a芘含量小于180mg/kg，水分含量≤1％。本发明专利技术制得的炮泥产品可塑性好、好打泥、易开口、干燥速度适中、高温体积微膨胀、修复铁口能力强、复合结合剂加入量少且能够在短时间内恢复铁口深度、出铁时间稳定、抗冲刷性能稳定，不会出现漏铁、断铁口等现象，使用时无潮泥无浓烟黄烟。

The invention relates to a kind of taphole repairing gun mud containing titanium and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种含钛出铁口修复炮泥及其制备方法
本专利技术属于冶金用耐火材料
，具体涉及一种含钛出铁口修复炮泥及其制备方法。
技术介绍
高炉是冶金企业重要的生产设备，它一般采用钢板作炉壳，壳内砌耐火砖内衬。在高炉的生产过程中，炉缸侵蚀是最大的安全隐患，尤其是铁口区域经常会受到高温渣铁的冲刷和侵蚀，已成为高炉内衬的薄弱环节。因此，铁口的维护及修复已成为高炉生产运行的关键，而炮泥作为高炉运行过程中用来堵塞出铁口的关键耐火材料，其质量和性能的优劣直接影响到高炉的安全运转。与此同时，随着高风温、富氧喷煤、高风压等高冶炼强度技术的不断推广，使铁水温度升高，出铁量和流速增大，出铁时间延长，从而对高炉出铁口用炮泥的要求也越来越苛刻。近年来，含钛物料护炉技术以其优良的性能逐渐受到众多炼钢企业的关注。其作用原理是含钛料进入炉缸后，TiO2通过直接还原成为元素钛，然后再生成TiC(熔化温度3150℃)和TiN(熔化温度2950℃)及固溶体Ti(C，N)，它们在铁水中跟从铁水中析出的石墨结合在一起，进入被侵蚀的砖缝，或在有冷却的炉底表面凝结成保护层，对炉缸炉底起到保护作用。目前往炉内加入含钛物料的方法主要有:一、直接加入高炉配料；二、加入烧结配料随烧结矿入炉；三、从风口喷入含钛精矿粉；四、如果铁口附近需要保护，也可将含钛料加入炮泥中，而其中含钛炮泥应用越来越广泛。然而纵观现有的含钛炮泥往往存在配方不合理、可塑性差、原料纯度低、耐火性能差、扩孔严重、耗泥量大、铁口难维护等问题，如中国专利CN1025157789A公开了一种用于铁口修复与保护的高炉炮泥，该专利技术虽然使用了成本较低的钒钛铁粉，炉前操作也得到了优化，但是由于钒钛铁粉中钒钛的含量较低，护炉作用有限，修复铁口能力有限，且其中的铁含量过高时，还会严重影响炮泥的高温强度。基于此，开发一种可塑性好、性能优良、安全环保的含钛出铁口修复炮泥具有十分重要的现实意义。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的是要提供一种可塑性好、好打泥、易开口、抗冲刷、干燥速度适中、出铁时间稳定且维护铁口能力强的含钛出铁口修复炮泥及其制备方法。本专利技术提供了一种含钛出铁口修复炮泥，由包括以下质量百分含量的原料配制而成：所述复合结合剂由环保煤焦油、环保高温沥青和润湿剂混合而成，且苯并啊芘含量小于180mg/kg，水分含量≤1％，且在60℃的运动粘度为250～350厘泊，800℃×7min检测残炭值大于32wt％。具体的，所述复合结合剂按质量百分含量计，各原料组成为：环保煤焦油87.5～94.8％；环保高温沥青5～10％；润湿剂0.2～2.5％。具体的，所述环保煤焦油选自产地为河南或山西的高温煤焦油经脱水脱盐后，在20-30mg/m3的臭氧浓度下进行空气搅拌，之后通过含活性炭滤网脱除苯并芘而成，其中搅拌时间≥8h；所述环保高温沥青为所述环保煤焦油经沥青生产工艺加工而成；所述润湿剂为德国司马化工生产的GLYDOLN1003和Cellotin228/1纤维，且二者质量比为2:1。具体的，所述再生刚玉质颗粒选用中频炉用后工作层经拣选、磁选、分级加工得到符合粒度要求的颗粒，所述再生刚玉质颗粒中含有低熔物化学成分B2O3，B2O3可以作为Al2O3—SiC—C炮泥所属体系中常用的抗氧化剂，提高碳质材料的抗氧化能力，增强炮泥结合强度；所述再生刚玉质颗粒中Al2O3含量≥83.00wt％，所述再生刚玉质颗粒的粒度由大于0.074mm且小于或等于1mm和大于1mm且小于或等于3mm的两种颗粒级配组成，两者质量比为1:4。具体的，所述蓝晶石精选自锆英砂尾矿，所述蓝晶石的粒度为60～100目，Al2O3含量≥85.00wt％，1450℃线膨胀率为16.15％。具体的，所述再生碳化硅颗粒选自陶瓷工业用废板加工制得，所述碳化硅颗粒的粒度≤2mm，SiC含量≥85.00wt％。具体的，所述炭素焙烧碎料选自炭素制品焙烧后经质量检查不合格的残废品或焙烧半成品加工时产生的切削碎屑，所述炭素焙烧碎料粒度≤2mm，固定碳含量≥90.00wt％，由于上述工序收集的焙烧碎料密度和强度较大，从而在加工成炮泥所需粒度，可有效增强炮泥结合强度。具体的，所述纳米高纯钒钛粉的粒径d50＝0.5μm，TiO2含量≥99.00wt％，所述碳化硅细粉粒度≤0.044mm，SiC含量≥98.00wt％。具体的，所述绿碳化硅微粉选自绿碳化硅成品加工过程中回收的抽尘粉，其粒径d50＝5μm，SiC含量≥95.00wt％。具体的，所述氮化硅铁粒度≤0.074mm，其中Si3N4含量≥75.00wt％，Fe含量为10.00～15.00wt％；所述粘土选自广西球粘土，Al2O3含量≥32.00wt％。具体的，所述添加剂粒度小于0.044mm，主要化学成分为Al2O3、C、Al、Si、S和B4C。本专利技术还提供了如前文所述的含钛出铁口修复炮泥的制备方法，包括以下步骤：(1)按配方称取各原料，将环保煤焦油、环保高温沥青和润湿剂混合均匀制得复合结合剂；(2)将其余原料加入到混碾机内干混5min，然后加入温度保持在60±5℃的复合结合剂搅拌混合35～40min，制得混合泥料，待混合泥料温度达到65±5℃，取样检测马夏值；(3)马夏值测量合格后进行出料，然后采用挤泥机挤出成型，切割包装得炮泥产品。与现有技术相比，本专利技术的优点是:1.本专利技术配料匹配科学合理，选取部分工业固体废弃物，资源得到高效利用，提高了产品性价比，而原料中的钒钛化合物不仅含量高而且粒度细、纯度高，使得钒钛化合物可以更加充分彻底地参与反应，从而在铁口区域形成高强度的沉积物，起到修复和稳固泥包的作用；并且其以低比例高含量方式添加，不影响炭素焙烧碎、碳化硅、氮化硅铁在炮泥中的添加比例，有利于提高铁口修复炮泥抗侵蚀和冲刷能力；此外，原料中的纳米高纯钒钛粉、绿碳化硅微粉和低水分粘土均以微粉或超细粉形式加入，更是大大改善了炮泥塑性，增强填充性能和结合强度；而添加的蓝晶石在中高温形成莫来石，并伴随体积膨胀，避免铁口修复泥在高温环境下因烧结收缩产生的裂纹，并保证产品在高温状态时保持体积微膨胀，消除裂纹。2.本专利技术以环保煤焦油、环保高温沥青和润湿剂为复合结合剂，苯并a芘含量小于180㎎/kg，水分含量≤1.0％，与传统的炮泥结合剂相比，本专利技术提供的复合结合剂的使用量更少，苯并芘含量小，制得的炮泥产品使用时污染更低，而复合结合剂中添加的润湿剂更有利于改善结合剂的润湿性能，从而降低结合剂的运动粘度及加入量，从而使得生产加工过程中不产生挥发性气体，无刺激性气味，开口出铁时无喷溅无浓烟黄烟，不仅有利于改善高炉生产区域环境，而且保证了作业人员的身体健康。3.实验证明，本专利技术提供的含钛出铁口修复炮泥在多座高炉现场实际使用时，具有可塑性好、好打泥、易开口、干燥速度适中、高温体积微膨胀、修复铁口能力强、复合结合剂加入量少且能够在短时间内恢复铁口深度、出铁时本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含钛出铁口修复炮泥，其特征在于，由包括以下质量百分含量的原料配制而成：/n

【技术特征摘要】
1.一种含钛出铁口修复炮泥，其特征在于，由包括以下质量百分含量的原料配制而成：



所述复合结合剂由环保煤焦油、环保高温沥青和润湿剂混合而成，且苯并a芘含量小于180mg/kg，水分含量≤1％。


2.如权利要求1所述的含钛出铁口修复炮泥，其特征在于，所述复合结合剂按质量百分含量计，各原料组成为：
环保煤焦油87.5～94.8％；
环保高温沥青5～10％；
润湿剂0.2～2.5％。


3.如权利要求2所述的含钛出铁口修复炮泥，其特征在于：所述复合结合剂为液体结合剂，且在60℃的运动粘度为250～350厘泊，800℃×7min检测残炭值大于32.00wt％。


4.如权利要求3所述的含钛出铁口修复炮泥，其特征在于：所述环保煤焦油选自产地为河南或山西的高温煤焦油经脱水脱盐后，在20-30mg/m3的臭氧浓度下进行空气搅拌，之后通过含活性炭滤网脱除苯并芘而成，其中搅拌时间≥8h；所述环保高温沥青为所述环保煤焦油经沥青生产工艺加工而成；所述润湿剂为德国司马化工生产的GLYDOLN1003和Cellotin228/1纤维，且二者质量比为2:1。


5.如权利要求1所述的含钛出铁口修复炮泥，其特征在于：所述再生刚玉质颗粒选用中频炉用后工作层经拣选、磁选、分级加工得到符合粒度范围的颗粒；所述再生刚玉质颗粒中Al2O3含量≥83.00wt％，所述再生刚玉质颗粒的粒度由大于0.074mm且小于或等于1mm和大于1mm且小于或等于3mm的两种颗粒级配组成，且两者质量比为1:4。


6.如权利要求1所述的含钛出铁口修复炮泥，其特征在于：所述蓝晶石精选自锆英砂尾矿，所述蓝晶石的粒度为60目～100...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾石磊，于海东，
申请(专利权)人：郑州科信炉料有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41