一種環(huán)保型高通鐵量免烘烤出鐵溝搗打料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種環(huán)保型高通鐵量免烘烤出鐵溝搗打料及其制備方法，屬于耐火材料領(lǐng)域。一種環(huán)保型高通鐵量免烘烤出鐵溝搗打料，以重量份計(jì)，由如下原料組成：棕剛玉45—55份、致密剛玉19—27份、SiC11—23份、Si粉0—8份、Si3N40—12份、活性ɑ-Al2O3粉3—6份、鱗片石墨1—5份、結(jié)合劑3—8份，其中除結(jié)合劑外其他原料總份數(shù)為100份；所述結(jié)合劑的組成為：含碳樹脂40～80份、植物油脂10～40份、蜜胺脲醛樹脂5～15份、碳粉2～8份。本發(fā)明的環(huán)保型無(wú)水炮泥具有下述優(yōu)點(diǎn)：①有害物質(zhì)含量少，對(duì)人體無(wú)害；②無(wú)煙塵、對(duì)環(huán)境影響小；③通鐵量高，使用周期長(zhǎng)，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度。
【專利說(shuō)明】一種環(huán)保型高通鐵量免烘烤出鐵溝搗打料及其制備方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于耐火材料【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種環(huán)保型高通鐵量免烘烤出鐵溝搗打料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，國(guó)外很少有環(huán)保型高通鐵量免烘烤出鐵溝搗打料及相關(guān)產(chǎn)品的研制報(bào)道。我國(guó)在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)仍有大量單出鐵口的高爐，所使用的出鐵溝料還是傳統(tǒng)的搗打料，其含有的有害成分還較多，對(duì)人身健康和環(huán)境造成一定危害。很多用戶對(duì)環(huán)保型高通鐵量免烘烤搗打料的認(rèn)識(shí)僅限于不冒煙或者煙塵少，因此環(huán)保型出鐵溝搗打料應(yīng)該具有以下三個(gè)方面的要求:
(I)有害物質(zhì)含量少，對(duì)人體健康無(wú)害。解決傳統(tǒng)免烘烤搗打料中含有大量對(duì)人體健康有嚴(yán)重危害的致癌物質(zhì)苯并芘、苯酚和甲醛的問題。
[0003](2)無(wú)煙塵，對(duì)環(huán)境影響小。解決傳統(tǒng)免烘烤搗打料在使用過程中產(chǎn)生大量煙塵的問題。
[0004](3)通鐵量高，使用周期長(zhǎng)，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度。
[0005]隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，環(huán)境危機(jī)已經(jīng)成為我國(guó)乃至全球非常重要而又嚴(yán)峻的問題。國(guó)家“十二五”規(guī)劃提出了國(guó)內(nèi)單位生產(chǎn)總值能耗降低16%左右、主要污染物排放總量顯著減少的目標(biāo)。因此走低 碳、環(huán)保發(fā)展道路是工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然方向。
[0006]當(dāng)前，國(guó)內(nèi)高爐出鐵用免烘烤搗打料質(zhì)量參次不齊，壽命短，污染環(huán)境，勞動(dòng)強(qiáng)度大，甚至出現(xiàn)漏鐵、燒壞爐前設(shè)備等問題，嚴(yán)重影響高爐的正常生產(chǎn)。傳統(tǒng)的搗打料材料使用浙青(有些使用煤焦油作結(jié)合劑)屬于復(fù)雜稠芳香烴類物質(zhì)。溫度稍高就會(huì)散發(fā)有毒氣體和黃色煙霧。特別是苯并芘的含量達(dá)到lv%_2.5v%。眾所周知，苯并芘是世界公認(rèn)的致癌物質(zhì)之一。它容易引發(fā)胃癌、肺癌、腫瘤等重大疾病，而酚醛樹脂中含大量游離苯酚和游離甲醛，在使用中容易揮發(fā)出來(lái)，人體吸入后，會(huì)出現(xiàn)中樞神經(jīng)系統(tǒng)麻痹的病狀，輕者頭暈、頭痛、惡心、乏力、意識(shí)模糊，重者出現(xiàn)昏迷以至呼吸循環(huán)衰竭而死亡。
[0007]因此，實(shí)施研究環(huán)保型高通鐵量免烘烤搗打料項(xiàng)目的意義和必要性不言而喻。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于提供一種環(huán)保型高通鐵量免烘烤出鐵溝搗打料及其制備方法。
[0009]基于上述目的，本發(fā)明采取了如下技術(shù)方案:
一種環(huán)保型高通鐵量免烘烤出鐵溝搗打料，以重量份計(jì)，組成為:棕剛玉45— 55份、致密剛玉 19一 27 份、SiCl I一 23 份、Si 粉 O一8 份、Si3N4 O一 12 份、活性 O-Al2O3 粉 3一6 份、鱗片石墨I(xiàn)一5份、結(jié)合劑3— 8份，其中除結(jié)合劑外其他原料總份數(shù)為100份；所述結(jié)合劑的組成為:含碳樹脂40~80份、植物油脂10~40份、蜜胺脲醛樹脂5~15份、碳粉2~8份。
[0010]所述棕剛玉:5mm <粒徑< 8mm的15—20份、3mm <粒徑< 5mm的15—20份、Imm <粒徑< 3mm的15 — 20份；所述致密剛玉:325目 <粒徑≤Imm的8 —12份、粒徑≤325目的7—19份；所述SiC:200目 <粒徑≤Imm的3— 6份、粒徑≤200目的6 —18份。
[0011]所述Si粉、Si3N4的粒徑≤200目；所述活性Q-Al2O3粉的粒徑< lum，所述鱗片石墨的粒徑≤120目。
[0012]優(yōu)選地，以重量份計(jì)，由下述原料組成:5mm <粒徑< 8mm的棕剛玉16份、3mm <粒徑< 5mm的棕剛玉18份、Imm <粒徑< 3mm的棕剛玉16份、325目 <粒徑< Imm的致密剛玉10份、粒徑≤325目的致密剛玉7份、200目 <粒徑≤Imm的SiC 5份、粒徑≤200目的SiC 10份、粒徑≤200目的Si粉4份、粒徑≤200目Si3N46份、粒徑< Ium的活性Q-Al2O3粉5份、粒徑< 120目的鱗片石墨3份、結(jié)合劑6份，其中結(jié)合劑的組成為含碳樹脂60份、植物油脂25份、蜜胺脲醛樹脂10份、碳粉5份。
[0013]所述的環(huán)保型高通鐵量免烘烤出鐵溝搗打料的制備方法，包括如下步驟:
(1)準(zhǔn)確稱取所需各種原料；
(2)將制備結(jié)合劑所需的原料混合，加熱至40—55°C，攪拌均勻，40—55°C恒溫儲(chǔ)存，備
用；
(3)將粒徑<200目(即粉料)的原料混合，攪拌5 —15分鐘；
(4)將剩余物料混合，攪拌I一5分鐘，加入所需結(jié)合劑的60—80wt%攪拌I一5分鐘，加入步驟(3)所得物，攪拌5 — 20min，出料。
[0014]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下:
(1)本發(fā)明的結(jié)合劑結(jié)合性能好、殘?zhí)剂扛?、有害物質(zhì)含量極低；
(2)對(duì)環(huán)保型高通鐵量免烘烤搗打料的配方進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)連續(xù)的顆粒級(jí)配，引入不同粒徑的高活性超微細(xì)粉，降低了結(jié)合劑的加入量，提高了該料的致密度和強(qiáng)度，并選用復(fù)合型結(jié)合劑使其在中溫、高溫均有較高的燒結(jié)強(qiáng)度，提高了使用周期；
(3)合理設(shè)計(jì)配方中的基質(zhì)部分，對(duì)粉料進(jìn)行預(yù)攪拌，使得該搗打料的強(qiáng)度、抗侵蝕、抗氧化等性能得以大幅提高，200°C 24h耐壓強(qiáng)度大于90MPa、1450°C 3h耐壓強(qiáng)度大于80MPa高于目前國(guó)內(nèi)的同類產(chǎn)品；
(4)該環(huán)保型高通鐵量免烘烤出鐵溝搗打料具有無(wú)異味、無(wú)煙塵、不沾渣鐵、抗侵蝕性好、無(wú)需烘烤可直接出鐵等優(yōu)點(diǎn)，能夠一次性通鐵量達(dá)3萬(wàn)噸以上，處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是試樣(I) — (4) SiC不同加入量熱震(Λ T=IlO(TC)后殘余抗折強(qiáng)度及抗折強(qiáng)度保持率的關(guān)系；
圖2是試樣(5) - (9)Si粉不同加入量熱震(AT=IlO(TC)后殘余抗折強(qiáng)度及抗折強(qiáng)度保持率的關(guān)系；
圖3是試樣(5) - (9) Si粉不同加入量對(duì)試樣抗氧化性的影響；
圖4是試樣(5)的SEM照片；
圖5是試樣(7)的SEM照片；
圖6是試樣(10) — (14)的渣蝕厚度；
圖7是試樣(10) — (14) Si3N4不同加入量1450°C埋碳煅燒后的XRD圖譜；
圖8是試樣(10)、(12)、(14) Si3N4不同加入量1450°C埋碳煅燒后的SEM照片；圖9是(a)、(b)、(c)、(d) 4種q值試樣熱震(Λ T=1100°C )后殘余抗折強(qiáng)度及抗折強(qiáng)度保持率的關(guān)系；
圖10是試樣(16)結(jié)合劑B 1450°C埋碳煅燒后的SEM照片；
圖11是試樣(17)結(jié)合劑C 1450°C埋碳煅燒后的SEM照片。
【具體實(shí)施方式】
[0016]含碳樹脂，呈棕紅色液體，購(gòu)自天津市科富萊商貿(mào)發(fā)展有限公司，(要求:50°C恩氏粘度為14一 16，殘?zhí)苛看笥?5%)；
植物油脂，呈黑褐色液體，購(gòu)自淄博泰暢潤(rùn)滑油有限公司，(要求:50°C恩氏粘度為7—9，殘?zhí)苛看笥?0%)；
蜜胺脲醛樹脂，購(gòu)自鄭州春明商貿(mào)有限公司，(PH值7.0 — 8.0、恩氏粘度:7 — 9、殘?zhí)苛看笥?0%)；
碳粉為黑色粉末狀，購(gòu)自天津市科富萊商貿(mào)發(fā)展有限公司(要求:粒度小于0.088mm,殘?zhí)苛看笥?0%)。
[0017]表1:主要原料化學(xué)成分(wt%)
【權(quán)利要求】
1.一種環(huán)保型高通鐵量免烘烤出鐵溝搗打料，其特征在于，以重量份計(jì)，由如下原料組成:棕剛玉45— 55份、致密剛玉19一27份、SiCll — 23份、Si粉O— 8份、Si3N4 O —12份、活性Q-Al2O3粉3— 6份、鱗片石墨I(xiàn)一5份、結(jié)合劑3— 8份，其中除結(jié)合劑外其他原料總份數(shù)為100份；所述結(jié)合劑的組成為:含碳樹脂40~80份、植物油脂10~40份、蜜胺脲醛樹脂5~15份、碳粉2~8份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)保型高通鐵量免烘烤出鐵溝搗打料，其特征在于，所述棕剛玉:5_ <粒徑< 8_的15—20份、3_ <粒徑< 5_的15—20份、1_ <粒徑< 3_的15—20份；所述致密剛玉:325目 <粒徑≤Imm的8 —12份、粒徑≤325目的7 —19份；所述SiC:200目 <粒徑≤Imm的3— 6份、粒徑≤200目的6 —18份。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的環(huán)保型高通鐵量免烘烤出鐵溝搗打料，其特征在于，所述Si粉、Si3N4的粒徑≤200目；所述活性Q-Al2O3粉的粒徑< lum，所述鱗片石墨的粒徑≤120目。
4.根據(jù)權(quán)利2或3所述的環(huán)保型高通鐵量免烘烤出鐵溝搗打料，其特征在于，以重量份計(jì)，由下述原料組成:5mm <粒徑< 8mm的棕剛玉16份、3mm <粒徑< 5mm的棕剛玉18份、Imm <粒徑< 3mm的棕剛玉16份、325目 <粒徑< Imm的致密剛玉10份、粒徑< 325目的致密剛玉7份、200目 <粒徑≤Imm的SiC 5份、粒徑≤200目的SiC 10份、粒徑≤200目的Si粉4份、粒徑≤200目Si3N46份、粒徑< Ium的活性Q-Al2O3粉5份、粒徑≤120目的鱗片石墨3份、結(jié)合劑6份，其中結(jié)合劑的組成為:含碳樹脂60份、植物油脂25份、蜜胺脲醛樹脂10份、碳粉5份。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的環(huán)保型高通鐵量免烘烤出鐵溝搗打料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)準(zhǔn)確稱取所需各種原料； (2)將制備結(jié)合劑所需的原料混合，加熱至40—55°C，攪拌均勻，40—55°C恒溫儲(chǔ)存，備用； (3)將粒徑≤200目的原料混合，攪拌5—15分鐘； (4)將剩余物料混合，攪拌I一5分鐘，加入所需結(jié)合劑的60—80wt%攪拌I一5分鐘，加入步驟(3)所得物，攪拌5 — 20min，出料。
【文檔編號(hào)】C04B35/66GK103936439SQ201410118848
【公開日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2014年3月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月27日
【發(fā)明者】劉志明, 王國(guó)華 申請(qǐng)人:澠池金華新材料有限公司