一种高炉撇渣设备用结合剂的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种高炉撇渣设备用结合剂，属于高炉出铁过程中渣铁分离设备的结合剂【技术领域】。本发明的一种高炉撇渣设备用结合剂，由沥青、马来松香、古尔胶、聚氨基甲酸酯、聚乙烯醇、2-乙基己基磷酸酯、醋酸纤维素、丙烯酸丁酯和瓜儿胶组成。本发明的一种高炉撇渣设备用结合剂，通过创造性的组分配比，将其与耐火骨料混合后制成撇渣设备，使得制成的撇渣设备的强度增强、热塑性高、稳定性好；提高了撇渣设备的使用寿命，大大降低了炉前的劳动强度，较好地保证了高炉炉况稳定和顺行，进一步降低了钢铁企业的冶炼成本。
【专利说明】一种高炉撇渣设备用结合剂
【技术领域】
[0001] 本发明涉及高炉出铁过程中渣铁分离设备的结合剂【技术领域】，更具体地说，涉及 一种高炉撇渣设备用结合剂。
【背景技术】
[0002] 高炉炼铁是应用最广泛的炼铁工艺，经高炉冶炼的高温铁水与炉渣混合在一起并 由铁口流出，铁水在从高炉出铁后由铁水包、鱼雷罐车运送到转炉工位，进行转炉炼钢。为 了防止炉渣中的有害成分再次进入铁水，在高炉出铁的过程中需要渣铁分离设备对高温渣 铁进行分离。现有技术中主要采用的渣铁分离设备为撇渣器，又称为砂口；撇渣器上接高炉 主铁沟，下接支铁沟，旁路连接渣沟，在出铁过程中，主铁沟内的炉渣和铁水因其密度不同 自然分层。炉渣因密度小浮在铁水的上面，被撇渣器挡住后转而流向渣沟；铁水因其密度大 沉在下面，并通过撇渣器与主铁沟之间的间隙流向铁沟。实现出铁过程中高温液态的渣、铁 的有效分离。撇渣器在出铁场上处于核心节点位置，是保证渣铁有效分离的唯一节点，是促 进高炉出铁过程中高温液态炉渣、铁水有效分离的装置。
[0003] 但是，撇渣器在服役的过程中经受着高温铁水的机械冲刷，高温炉渣的化学侵蚀 和间歇性的热震侵蚀。且三种因素交替作用，相互加强，大大降低了撇渣器的服役寿命。现 有的撇渣器的结合剂由浙青等材料制成，由于撇渣器结合剂的组分不完善，使得撇渣器的 抗冲刷、抗侵蚀能力、抗剥落性能和热震稳定性较差，使得撇渣器的使用寿命只有1-2个 月，且每10-15天就需补料一次。撇渣器的频繁修补，常常影响准点出铁，导致减风减产，焦 比升高。
[0004] 现有撇渣器的使用寿命较短、修补频繁，直接影响了高炉准点出铁，延长了铁水存 炉时间，不仅增加了吨铁成本，给钢铁企业带来沉重的经济负担，而且带来了严重的安全隐 患。因此，亟需改进制备撇渣设备所用的结合剂，从而提高撇渣设备的使用寿命。
[0005] 经专利检索，已经有相关的技术方案公开。如：一种高炉出铁沟撇渣器预制过梁 (CN200910143657. 2,申请公布日：2010-12-01)，其过梁用耐火浇注料预制而成，并经过烘 烤后投入使用，预制件上部预留缺口，虽然该申请案防止了预制过梁在使用时因下部受热 膨胀变长造成上部拉伸开裂的问题，延长了撇渣器使用寿命，但是该申请案仅仅改进了撇 渣器的结构，其并没有对撇渣设备的结合剂的成分组成进行改进，因此，撇渣设备的服役寿 命有待进一步提1?。
【发明内容】
[0006] 1.发明要解决的技术问题
[0007] 本发明的目的在于克服现有技术中撇渣设备使用寿命短，修补、更换频率大的不 足，提供了一种高炉撇渣设备用结合剂，本发明的撇渣设备用结合剂通过创造性的原料组 分配比，其与耐火骨料制成的撇渣设备强度高，热塑性高，稳定性好，提高了撇渣设备的使 用寿命，为高炉准点出铁提供保障。
[0008] 2.技术方案
[0009] 为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
[0010] 本发明的一种高炉撇渣设备用结合剂，所述的结合剂包括浙青、马来松香、古尔 胶、聚氨基甲酸酯和聚乙烯醇组分。
[0011] 更进一步地，所述的结合剂各组分按如下质量份组成： 沥靑 120-150份， 马来松香 M-30份，
[0012] 古包胶 10-12份， 聚^ ?甲酸_ 4-9份， 聚乙烯醉 8-12份"
[0013] 更进一步地，所述的结合剂还包括2-乙基己基磷酸酯、醋酸纤维素、丙烯酸丁酯 和瓜儿胶组分。
[0014] 更进一步地，所述的结合剂各组分按如下质量份组成： Μ7ι 120-150 份， 巧來fe# 20-30份， 古尔胶 10-12 ?分， muwmm 4-9 份，
[0015] 聚乙烯醇 8-12份， 2-乙+墙己篇磷酸ft 1-2份， 醋_纤维索 10-18份, 丙?酸丁顚 4-5份， Cv儿胶 1份;
[0016] 该结合剂仅由浙青、马来松香、古尔胶、聚氨基甲酸酯、聚乙烯醇、2-乙基己基磷酸 酯、醋酸纤维素、丙烯酸丁酯和瓜儿胶组分组成。
[0017] 更进一步地，所述的结合剂各组分按如下质量份组成：
[0018] 沥靑 】30份， 马来松香 25份， 古尔胶 1!份， 聚氨基甲酸酷 7份， 聚乙烯醇 10份，
[0019] 2-乙基己基磷酸酯 Η分， 醋酸纤维素 15份， 丙烯酸Τ酯 4份， 瓜儿胶 1份
[0020] 3.有益效果
[0021] 采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：
[0022] 本发明的一种高炉撇渣设备用结合剂，其结合剂所采用的浙青为球状浙青，利用 较高的碳素含量提高了撇渣设备的抗侵蚀性能，且撇渣设备空隙中残留较多的碳素，使得 撇渣设备更加致密；
[0023] 此外，结合剂中创造性的配入马来松香、古尔胶、聚氨基甲酸酯、2-乙基己基磷酸 酯、聚乙烯醇、醋酸纤维素、丙烯酸丁酯和瓜儿胶，大大提高了结合剂的粘结性和塑性，将其 与耐火骨料混合后制成撇渣设备，使得制成的撇渣设备的强度增强、热塑性高、稳定性好； 提高了撇渣设备的使用寿命，大大降低了炉前的劳动强度，较好地保证了高炉炉况稳定和 顺行，进一步降低了钢铁企业的冶炼成本。
【具体实施方式】
[0024] 为进一步了解本发明的内容，下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
[0025] 实施例1
[0026] 本实施例的一种高炉撇渣设备用结合剂，各组分按如下质量份组成：浙青150kg， 马来松香30kg，古尔胶12kg，聚氨基甲酸酯9kg，聚乙烯醇12kg，2-乙基己基磷酸酯2kg，醋 酸纤维素18kg，丙烯酸丁酯5kg和瓜儿胶lkg。值得说明的是，所述的浙青为球状浙青，利 用较高的碳素含量提高了撇渣设备的抗侵蚀性能，且撇渣设备空隙中残留较多的碳素，使 得撇渣设备更加致密；所述的聚氨基甲酸酯，是主链上含有重复氨基甲酸酯基团的大分子 化合物的统称，它是由有机二异氰酸酯或多异氰酸酯与二羟基或多羟基化合物加聚而成。
[0027] 另外，有必要说明的是，上述的马来松香又称马来酸酐松香，是松香与马来酸酐 (顺酐）进行加成反应所得的产物，本实施例所用的马来松香为115#马来松香。上述的聚 乙烯醇为白色固体粉末，其平均分子量为185000-190000。
[0028] 此外，本实施例的醋酸纤维素为纤维素分子中羟基用醋酸酯化后得到的化学改性 的天然高聚物，且乙酰基含量为39%。所述的瓜尔胶是水溶性高分子聚合物，其化学名称为 瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵。
[0029] 本实施例的一种高炉撇渣设备用结合剂，其具体的制备方法如下：
[0030] 步骤一：制备混合物A
[0031] 按质量份数称取浙青150kg，马来松香30kg，古尔胶12kg和聚氨基甲酸酯9kg，依 次加入到搅拌机中，并搅拌40min，搅拌机转速为200r/min，混合均勻后制得混合物A ;
[0032] 步骤二：制备混合物B
[0033] (1)将上述制得的混合物A加入到反应釜中，先升温至50°C，而后以1°C/min的升 温速度升温l〇min，升温至60°C，保温20min ;
[0034] (2)在60°C的温度下搅拌混合30min，先以1°C /min的升温速度升温lOmin，保温 15min，再以2°C /min的升温速度升温5min，升温至80°C，保温lOmin ;
[0035] (3)按质量份数称取聚乙烯醇12kg和2-乙基己基磷酸酯2kg，加入到反应釜中， 保温20min，并搅拌20min，混合均勻后制得混合物B ;
[0036] 步骤三：制备混合物C
[0037] 按质量份数称取醋酸纤维素18kg，丙烯酸丁酯5kg和瓜儿胶1kg，依次加入到搅拌 机中，并搅拌20min，搅拌机转速为250r/min，混合均勻后制得混合物C ;
[0038] 步骤四：混合制备结合剂
[0039] 将制得的混合物C加入到混合物B中，保温lOmin，以0. 5°C /min升温20min，升温 至90°C，并继续搅拌40min，混合均匀得结合剂。
[0040] 本实施例的一种高炉撇渣设备用结合剂，结合剂所采用的浙青为球状浙青，利用 较高的碳素含量提高了撇渣设备的抗侵蚀性能，且撇渣设备的空隙中残留较多的碳素，使 得撇渣设备更加致密。
[0041] 此外，结合剂中创造性的配入马来松香、古尔胶、聚氨基甲酸酯、2-乙基己基磷酸 酯、聚乙烯醇、醋酸纤维素、丙烯酸丁酯和瓜儿胶，大大提高了结合剂的粘结性和塑性，其与 耐火骨料混合后，在进行烘烤制成撇渣设备，制成的撇渣设备强度高、热塑性高、稳定性好； 提高了撇渣设备的使用寿命，不但大大降低了炉前的劳动强度，而且为高炉准点出铁提供 保障，较好地保证了高炉炉况稳定和顺行。使用该结合剂制备的撇渣设备，在不修补的情况 下的使用寿命见表1。
[0042] 实施例2
[0043] 本实施例的基本内容同实施例1，其不同之处在于：本实施例的结合剂各组分按 如下质量份组成：浙青130kg，马来松香25kg，古尔胶11kg，聚氨基甲酸酯7kg，聚乙烯醇 10kg，2-乙基己基磷酸酯lkg，醋酸纤维素15kg，丙烯酸丁酯4kg和瓜儿胶lkg。
[0044] 本实施例的一种高炉撇渣设备用结合剂，其具体的制备方法如下：
[0045] 步骤一：制备混合物A
[0046] 按质量份数称取浙青130kg，马来松香25kg，古尔胶11kg和聚氨基甲酸酯7kg，依 次加入到搅拌机中，并搅拌40min，搅拌机转速为200r/min，混合均勻后制得混合物A ;
[0047] 步骤二：制备混合物B
[0048] (1)将上述制得的混合物A加入到反应釜中，先升温至50°C，而后以1°C/min的升 温速度升温lOmin，升温至60°C，保温20min ;
[0049] (2)在60°C的温度下搅拌混合30min，先以1°C /min的升温速度升温lOmin，保温 15min，再以2°C /min的升温速度升温5min，升温至80°C，保温lOmin ;
[0050] (3)按质量份数称取聚乙烯醇10kg和2-乙基己基磷酸酯1kg，加入到反应釜中， 保温20min，并搅拌20min，混合均勻后制得混合物B ;
[0051] 步骤三：制备混合物C
[0052] 按质量份数称取醋酸纤维素15kg，丙烯酸丁酯4kg和瓜儿胶1kg，依次加入到搅拌 机中，并搅拌20min，搅拌机转速为250r/min，混合均勻后制得混合物C ;
[0053] 步骤四：混合制备结合剂
[0054] 将制得的混合物C加入到混合物B中，保温lOmin，以0. 5°C /min的升温速度升温 20min，升温至90°C，并继续搅拌40min，混合均匀得结合剂。
[0055] 本实施例的一种高炉撇渣设备用结合剂，结合剂所采用的浙青为球状浙青，利用 较高的碳素含量提高了撇渣设备的抗侵蚀性能，且撇渣设备的空隙中残留较多的碳素，使 得撇渣设备更加致密。
[0056] 此外，结合剂中创造性的配入马来松香、古尔胶、聚氨基甲酸酯、2-乙基己基磷酸 酯、聚乙烯醇、醋酸纤维素、丙烯酸丁酯和瓜儿胶，大大提高了结合剂的粘结性和塑性，其与 耐火骨料混合后，在进行烘烤制成撇渣设备，制成的撇渣设备强度高、热塑性高、稳定性好； 提高了撇渣设备的使用寿命，不但大大降低了炉前的劳动强度，而且为高炉准点出铁提供 保障，较好地保证了高炉炉况稳定和顺行。使用该结合剂制备的撇渣设备，在不修补的情况 下的使用寿命见表1。
[0057] 实施例3
[0058] 本实施例的基本内容同实施例1，其不同之处在于：本实施例的结合剂各组分按 如下质量份组成：浙青120kg，马来松香20kg，古尔胶10kg，聚氨基甲酸酯4kg，聚乙烯醇 8kg，2-乙基己基磷酸酯lkg，醋酸纤维素10kg，丙烯酸丁酯4kg和瓜儿胶lkg。
[0059] 本实施例的一种高炉撇渣设备用结合剂，其具体的制备方法如下：
[0060] 步骤一：制备混合物A
[0061] 按质量份数称取浙青120kg，马来松香20kg，古尔胶10kg和聚氨基甲酸酯4kg，依 次加入到搅拌机中，并搅拌40min，搅拌机转速为200r/min，混合均勻后制得混合物A ;
[0062] 步骤二：制备混合物B
[0063] (1)将上述制得的混合物A加入到反应釜中，先升温至50°C，而后以1°C/min的升 温速度升温l〇min，升温至60°C，保温20min ;
[0064] (2)在60°C的温度下搅拌混合30min，先以1°C /min的升温速度升温lOmin，保温 15min，再以2°C /min的升温速度升温5min，升温至80°C，保温lOmin ;
[0065] (3)按质量份数称取聚乙烯醇8kg和2-乙基己基磷酸酯1kg，加入到反应釜中，保 温20min，并搅拌20min，混合均勻后制得混合物B ;
[0066] 步骤三：制备混合物C
[0067] 按质量份数称取醋酸纤维素10kg，丙烯酸丁酯4kg和瓜儿胶1kg，依次加入到搅拌 机中，并搅拌20min，搅拌机转速为250r/min，混合均勻后制得混合物C ;
[0068] 步骤四：混合制备结合剂
[0069] 将制得的混合物C加入到混合物B中，保温lOmin，以0. 5°C /min的升温速度升温 20min，升温至90°C，并继续搅拌40min，混合均匀得结合剂。
[0070] 本实施例的一种高炉撇渣设备用结合剂，结合剂所采用的浙青为球状浙青，利用 较高的碳素含量提高了撇渣设备的抗侵蚀性能，且撇渣设备的空隙中残留较多的碳素，使 得撇渣设备更加致密。
[0071] 此外，结合剂中创造性的配入马来松香、古尔胶、聚氨基甲酸酯、2-乙基己基磷酸 酯、聚乙烯醇、醋酸纤维素、丙烯酸丁酯和瓜儿胶，大大提高了结合剂的粘结性和塑性，其与 耐火骨料混合后，在进行烘烤制成撇渣设备，制成的撇渣设备强度高、热塑性高、稳定性好； 提高了撇渣设备的使用寿命，不但大大降低了炉前的劳动强度，而且为高炉准点出铁提供 保障，较好地保证了高炉炉况稳定和顺行。使用该结合剂制备的撇渣设备，在不修补的情况 下的使用寿命见表1。
[0072] 表1实施例1-3的结合剂制备的撇渣设备在不修补的情况下的使用寿命
[0073]
【权利要求】
1. 一种高炉撇渣设备用结合剂，其特征在于：所述的结合剂包括浙青、马来松香、古尔 胶、聚氨基甲酸酯和聚乙烯醇组分。
2. 根据权利要求1所述的一种高炉撇渣设备用结合剂，其特征在于：所述的结合剂各 组分按如下质量份组成： 谢青 120-150份， 马来松香 20-30份， 古尔胶 10-12盼， 聚氨基甲酸_ 4-9份， 聚乙烯醇 8-12份。
3. 根据权利要求1或2所述的一种高炉撇渣设备用结合剂，其特征在于：所述的结合 剂还包括2-乙基己基磷酸酯、醋酸纤维素、丙烯酸丁酯和瓜儿胶组分。
4. 根据权利要求3所述的一种高炉撇渣设备用结合剂，其特征在于：所述的结合剂各 组分按如下质量份组成： 沥青 120-150份， 马来松香 20-30份， 古尔咬 10-12份， 聚氨基甲酸酷 4-9份； 聚乙烯醇 8-12份， 2-乙基己皋1-2份， 醋St纤维素 10-18份， 丙烯酸丁_ 4-5份， 嚴儿胶 i份; 该结合剂仅由浙青、马来松香、古尔胶、聚氨基甲酸酯、聚乙烯醇、2-乙基己基磷酸酯、 醋酸纤维素、丙烯酸丁酯和瓜儿胶组分组成。
5. 根据权利要求4所述的一种高炉撇渣设备用结合剂，其特征在于：所述的结合剂各 组分按如下质量份组成： _靑 130份， 马来松香 25份， 古尔胶 11份， 聚氮基甲7份， 聚乙烯醇 10份， 2-乙坫?··__-- I 份， ?酸纤维尜 15份， 丙烯fiTftli 4份， 瓜儿胶 J份。
【文档编号】C04B35/66GK104193375SQ201410455566
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年9月9日 优先权日:2014年9月9日
【发明者】吴雪健, 王海鹏, 王冬东, 夏小勇, 陈小龙, 韩俊俊 申请人:吴雪健