[发明专利]一种新型出铁口炮泥

说明书

【技术领域】

本发明涉及耐火材料的技术领域，特别是出铁口炮泥的技术领域。

【背景技术】

在高炉运行中，炮泥是最重要的材料之一，最近几年，围绕高炉长寿的研究不断深入，对炮泥的性能提出了更高的要求。以前是将堵出铁口和稳定出铁作为炮泥的重要功能，但是，现在的高炉寿命达到10-20年，必须尽量减轻出铁口周围炉底侧壁砖衬的局部损毁，即通过延长出铁口深度，抑制炉内渣铁的环流，从而保护炉缸。因此，炮泥的主要功能有以下三方面：（一）堵出铁，要求炮泥具有良好的充填性和烧结性：（二）稳定出铁，要求炮泥易开孔和耐侵蚀；（三）保护炉缸，要求炮泥迅速加热时没有裂纹，并且新旧炮泥的结合强度高。

目前市场上的炮泥主要有两种，分别是焦油系的炮泥和树脂系的炮泥。焦油因其成本低、生产工艺简单而被广泛用于炮泥的结合剂，低挥发份和高挥发份的焦油都可以制备炮泥。选用低软化点焦油时，在室温下炮泥可以保持有塑性，但由于这种焦油中含有大量的轻油和萘，因此其高温强度低，为了解决该问题，使用含油很少的高软化点焦油制备炮泥，然而，这种炮泥稍经冷却后就立即硬化，不利于挤泥。

因此，这种焦油系统炮泥的使用存在下列局限性：（1）这种材料的高温抗折强度不足以承受高顶压操作，这是因为其β树脂含量低；（2）挥发物挥发期间必须将炮泥对准出铁口较长一段时间后，出铁口炮泥才发生硬化；（3）焦油沥青结合粘土后易于分布在炉子的内衬上，故不能将邻近出铁口内端的焦炭推到一边而形成“蘑茹状”；（4）焦油挥发时冒出黑烟，污染环境。

为了改善环境及改进炮泥的作业性能，开发了树脂系炮泥，己经试用了两种树脂，分别为甲阶酚醛树脂和线型酚醛树脂，甲阶酚醛树脂属于热硬性，该树指在温度刚高于25℃时易于发生硬化的倾向而限制了它的用途。线型酚醛树脂属于热塑性，固化开始温度较高，但因其润湿性较低，因而要求较大的用量才能达到与甲阶酚醛树脂同样的润湿效果，这样又会加速固化速度。而较快的固化速度，使炉墙耐火材料与炮泥之间，以及炮泥相挨的层之间的粘合性被破坏，则出铁口的长度不能延伸，不利于延长出铁时间，树脂系炮泥有如下缺点：（1）与高温物体的粘附性差，出铁口深度不能延长；（2）炮泥硬化快，有在炮内固化的危险，报废的炮泥较多；（3）有耐用性低的趋势；（4）不能保护炉底砖衬。

综上所述，传统炮泥具有以下缺点：（1）产生烟气多；（2）可塑性不高，不易开口，抗压抗热震性能差；（3）粘附强度低；（4）出铁时间短，不能保证出铁口深度。

【发明内容】

本发明的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种新型出铁口炮泥，可以减少烟气产生，可塑性好，开口性能良好，，抗压抗热震性能良好，粘附强度高，可以延长出铁口深度和保护炉缸，延长出铁时间，减少每天出铁次数。

为实现上述目的，本发明提出了一种新型出铁口炮泥，包括以下组分且各组分质量比例为：刚玉5～25份，高铝骨料5～25份，氮化硅结合碳化硅10～30份，氮化硅铁2～3份，焦粉5～15份，粘土8～20份，鳞片石墨1～5份，叶腊石5～10份，绢云母4～7份，铝镁尖晶石5～10份，活性氧化铝微粉2～4份，金属粉1～3份，外加复合结合剂15～20份，所述复合结合剂包括焦油、改性酚醛树脂和有机溶剂，复合结合剂中焦油、改性酚醛树脂和有机溶剂的体积比例为1：3:1。

作为优选，所述所述刚玉为棕刚玉。

作为优选，所述棕刚玉的粒径为2～4mm，组成炮泥的粗颗粒比例增加，可降低炮泥的挤出压力，作业性好，加热后气孔率低。

作为优选，所述金属粉可以金属硅粉和铝粉中的一种或者两种，金属粉的作用是促进炮泥的快速烧结，并且可以明显提高炮泥的抗压、抗折的强度，另外这些金属粉还可以起到抗氧化作用。

作为优选，所述氮化硅铁中含有78～82%的氮化硅和18～22%的铁。

作为优选，所述改性酚醛树脂为有机硅改性酚醛树脂，有机硅改性酚醛树脂中硅含量为8～12%，具有有机和无机材料的双重特点，可在很宽的温度范围（-60～+1200）内保持理化性质不变。

作为优选，所述有机溶剂为丙酮，使得焦油和有机硅改性酚醛树脂更好的混合。

一种新型出铁口炮泥的制备方法，包括以下步骤：

a）将5～25份刚玉、5～25份高铝骨料、10～30份氮化硅结合碳化硅、2～3份氮化硅铁、5～15份焦粉、8～20份粘土、1～5份鳞片石墨、5～10份叶腊石、4～7份绢云母、5～10份铝镁尖晶石、2～4份活性氧化铝微粉、1～3份金属粉均匀混合后送入碾压机；