[发明专利]一种新型环保型捣打料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种不定形耐火材料，特别涉及一种新型复合树脂结合的环保型捣打料及其制备方法。

背景技术

捣打料主要用在高炉出铁沟、渣沟、铁水沟，或者不方便用浇注施工的部位。

高炉铁沟用捣打料以刚玉、特级矾土、SiC为主要原料，加入一定量的沥青粉，加入焦油或者酚醛树脂溶液作为结合剂混合而成。大高炉的主沟一般使用浇注料，而在铁沟、渣沟部分或全部使用捣打料。小高炉由于渣铁难于清理，多使用捣打料为主，通铁量仅在几千吨，近年成分与配方改进后的捣打料通铁量达到过2万多吨。免烘烤铁沟捣打料不需要烘烤，直接通铁，使用比较方便，捣打也容易。但由于成本价格低，使用了沥青、焦油，在高温下使用，散发黄色的有毒烟雾，对现场环境有影响，损害工人的健康。而且铁沟使用中粘渣、局部破坏时，清渣非常困难，温度高，此时局部铺沟，捣打料味道重，影响环境。

文献¹选用Al₂O₃含量大于90％以上的棕刚玉和Al₂O₃含量大于85％以上的特级矾土为骨料和细粉，选用专门配制的改性酚醛树脂溶液作为结合剂，研制的铁沟捣打料具有良好的热震稳定性和抗氧化性，具有抗高温熔渣、铁水的熔蚀和冲刷性能。此研究虽然报道使用中不产生有毒气体，但结合剂仍然以酚醛树脂为主，毒害只能说减弱了。文献²研究了捣打料颗粒级配、含碳材料的种类及其添加量、增塑剂的选择、以及防氧化剂、高温增强剂和结合剂等对铁沟捣打料性能的影响。其主要原料包括：电熔棕刚玉、亚白刚玉、致密刚玉、特优矾土、黑碳化硅、Al₂O₃微粉、两种碳源、增塑剂、防氧化剂、高温增强剂和结合剂等。文献³介绍一种以电熔棕刚玉为骨料的Al₂O₃-SiC-C质高炉出铁沟捣打料。文献⁴介绍了一种环保型的Al₂O₃-SiC-C质免烘烤铁沟捣打料，选用电熔刚玉、优质碳化硅为主要原料，以有机结合剂为结合剂，但有机结合剂的组成没有报道。文献⁵介绍以Al₂O₃>80％的高铝熟料和SiC)90％的碳化硅为主要原料，加入适量的炭质材料，抗氧化剂及复合结合剂等研制出的无沥青中小高炉主铁沟捣打料，其体积密度2.50t/m³；耐压强度27.4MPa；抗折强度8.8MPa，应用在出铁温度为1450℃的300m³高炉主铁沟，不修补使用8天，通铁量为8000t。文献⁶介绍以电熔致密刚玉、碳化硅和鳞片石墨为主要原料，固体酚醛树脂为结合剂的捣打料，分析了金属铝粉和硅粉对Al₂O₃-SiC-C质干式捣打料性能的影响。文献⁷通过针对中小型高炉出铁沟的现场施工及使用条件，重点对捣打料颗粒度组成、碳质原料、结合剂、烧结剂进行了研究，研制出环保型的Al₂O₃-SiC-C质免烘烤铁沟捣打料。文献⁸提供了一种出铁沟衬修补或重筑完成后，不用烘烤就能立即投入使用的免烘烤致密电熔刚玉出铁沟捣打料；该发明其组分按重量百分比计：致密电熔刚玉65-80％、黑碳化硅5-10％、鳞片石墨1-5％、添加剂8-18％、结合剂3-10％的均匀混合物，各组分重量之和为100％。文献⁹发明了一种含氮化硅铁的免烘烤铁沟捣打料，由硅酸铝材料、碳化硅、炭素材料及氮化硅铁、结合剂组成。其特征在于：硅酸铝材料为43-80％，碳化硅为7-25％，炭素材料为2-10％，氮化硅铁为5-15％，Si粉为0-4％，Al粉为0-3％，在上述混合料的基础上外加酚醛树脂2-7％，以上均为质量百分数。文献¹⁰发明专利公开了一种炼铁高炉出铁沟用免烘烤型Al₂O₃-SiC-C质捣打料的生产方法，采用一种新型的复合结合系统，包括热固性酚醛树脂有机结合剂和陶瓷结合剂，使得在使用过程中不产生水蒸汽，并赋予捣打料快速烧结性能，从而保证出铁沟在用捣打料施工后无须烘烤而直接出铁，且使用后产生较高的高温强度，提高了出铁沟的使用寿命，降低了耐材单耗和生产成本，减轻了劳动强度并改善工作环境。