[发明专利]一种铝溶胶结合的环保型炮泥及其制备方法

说明书

本发明涉及一种铝溶胶结合的环保型炮泥及其制备方法。其技术方案是：将4～8wt％的高铝质细粉、8～12wt％的碳化硅细粉、10～20wt％的粘土、4～8wt％的绢云母、4～8wt％的蓝晶石、4～8wt％的氮化硅铁和2～6wt％的球沥青混合，得预混料。将20～30wt％的高铝质颗粒、8～12wt％的碳化硅颗粒和10～20wt％的焦炭颗粒混碾，得混碾料。向混碾料外加原料3～8wt％的铝溶胶，混碾，加入所述预混料，混碾，再外加原料8～12wt％的铝溶胶，混碾，出料，制得铝溶胶结合的环保型炮泥。所述原料为所述预混料与所述混碾料之和。本发明环境友好、成本低，所制制品在使用过程不仅无烟雾产生和无苯并芘等致癌物质产生，且具有良好的力学性能、烧结性能、体积稳定性和抗侵蚀性。

技术领域

本发明属于环保型炮泥技术领域。具体涉及的一种铝溶胶结合的环保型炮泥及其制备方法。

背景技术

炮泥是一种用于封堵高炉等高温冶炼设备出铁口的耐火可塑料，在大型高炉设备上使用的无水炮泥，采用煤焦油或树脂作为结合剂，能较好的适应现阶段高炉冶炼的需求，是大型高炉的首选。由于煤焦油中含有国际社会上公认的18类具有强烈危害环境作用的多环芳香类碳氢化合物(PAH)，其中最为典型的是3,4-苯并[a]芘(BaP)。煤焦油中的BaP含量通常高于8000ppm，在升温过程中，炮泥中的煤焦油绝大部分被馏分受温差影响从铁口排出到炉外空气中，对环境及工作人员身体极其有害。欧洲等国相关行业制定的TRGS 511标准，针对耐火材料(含砖和不定形耐火材料)的BaP含量作出了严苛的要求(50ppm)；我国于2017年针对炮泥中BaP以及有机化合物排放制定了相应的指标，分别为小于500ppm以及50ppm。对于酚醛树脂结合的炮泥而言，其具有固化快、冒烟少的特点，减少炮泥中BaP含量，但其价格昂贵，且内部所含有的苯酚和甲醛单体也被列入了危险致癌物质行列。

根据绿色钢铁行业的发展趋势，开发环保绿色的新型耐火材料是行业的重要方向。相比传统煤焦油结合炮泥，各种低污染炮泥产品应运而生。

“一种用于高炉出铁口的环保型炮泥及其制备方法”(CN200910065275.2)专利技术，采用了有机和无机结合剂相结合，减少了煤焦油的相对加入量，使得炮泥中BaP的含量降低；“高炉用环保炮泥及制备方法”(CN201410490943.7)专利技术，采用了含二茂铁的焦油和蒽油作为结合剂，在使用过程中不产生有毒黑色及黄色烟雾，能够有效降低BaP排放；王凌云等人(王凌云，李晨晨，邱文东等.二茂铁对环保炮泥性能的影响[J].耐火材料,2019,053(003):186-190.)采用二茂铁作为炮泥消烟剂，虽然不利于炮泥的抗氧化性，但在消烟方面具有效果，能够减少烟雾的产生，改善炉前操作环境。采用上述方法虽能够在一定程度上减轻无水炮泥污染排放的问题，但由于改性的煤焦油或树脂及其替代品仍然属于有机大分子的结合剂，在使用中必然会产生例如BaP等强致癌物质，对环境及工作人员身体的危害并未得到根本上的解决。

“一种纳米溶胶结合的环保炮泥”(CN201811177144.9)和“一种结合剂、包含该结合剂的炮泥以及炮泥的制备方法”(CN201510515349.3)专利技术，采用了硅溶胶或改性硅溶胶作为结合剂，虽能避免相关污染物质的产生，但硅溶胶的引入使得炮泥体系中的二氧化硅增多，影响高温下的力学性能，甚至会导致抗侵蚀性能下降。

发明内容

本发明旨在克服现有技术缺陷，目的在于提供一种生产成本低和生产环境友好的铝溶胶结合的环保型炮泥的制备方法，用该方法制备的铝溶胶结合的环保型炮泥在使用过程中不仅无烟雾产生和无BaP等致癌物质产生，且具有良好的力学性能、烧结性能、体积稳定性以及抗侵蚀性。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

将4～8wt％的高铝质细粉、8～12wt％的碳化硅细粉、10～20wt％的粘土、4～8wt％的绢云母、4～8wt％的蓝晶石、4～8wt％的氮化硅铁和2～6wt％的球沥青混合，得预混料。