专利名称：一种用于维护高炉炉缸的无水泡泥的制备方法
技术领域：
本发明涉及高炉用耐火材料技术领域，更具体地说，涉及一种用于维护高炉炉缸的无水泡泥的制备方法。
背景技术：
炮泥是用来封堵出铁口的耐火材料，目前可分为有水炮泥和无水炮泥两大类，以水作结合剂的称为有水炮泥，以焦油，树脂等有机材料作结合剂的称为无水炮泥。前者用在顶压较低，强化冶炼程度不高的中、小型高炉，后者在顶压较高，强化冶炼程度高的大中型高炉上。炮泥组成可分为两部分耐火骨料和结合剂。耐火骨料指刚玉、莫来石、焦宝石等耐火原料和焦炭、云母等改性材料。结合剂为水或焦油浙青和酚醛树脂等有机材料，还掺加SiC、Si3N4、膨胀剂和外加剂等。耐火骨料按一定的粒度及重量组成基质，在结合剂的调和下使之具有一定的可塑性，从而可以通过泥炮打入铁口堵住铁水。
目前，无论是有水炮泥还是无水炮泥，结合剂均为必须组分，其可随温度升高而缩聚形成网络结构，提高炮泥的高温强度。高炉炮泥用结合剂有水、焦油、树脂以及多种结合剂联合使用的结合剂。水系高炉炮泥只能用于小型高炉，大型高炉炮泥多数采用焦油和树脂结合剂，焦油结合炮泥性能优良被广泛采用，但有以下几方面的缺点(I)在使用过程中会释放部分有害挥发份，严重污染环境并且危害操作工人的健康；(2)快干速硬性能差，稳定性差。中国专利申请号200810054675. 9，申请日2008年3月20日，发明创造名称为大型高炉炮泥用结合剂及其高炉炮泥，该申请案涉及一种大型高炉炮泥用结合剂，其成分(重量配比)为煤焦油10-60，酚醛树脂5-20，浙青20-80，浙青为高温粉状浙青或高聚合状浙青，软化点不小于100°C，在50°C -70°C搅拌调制成的结合剂。此外，中国专利申请号201110396795. 9，申请日2011年12月2日，发明创造名称为炮泥用结合剂及其制备方法，该申请案涉及一种炮泥用结合剂，包括酚醛树脂组合物和有机溶剂，所述酚醛树脂组合物包括重量比为(2-50): (50-8)的甲阶酚醛树脂和线型酚醛树脂。上述两个技术方案的高炉炮泥结合剂应用在炮泥后，其固化速率和开口性能有待进一步提高，且其生产价格较高。此外，中国专利申请号201110409057. 3，申请日2011年12月9日，发明创造名称为一种用于维护高炉炉缸的无水泡泥及其制备方法，该申请案涉及的无水泡泥，其具体成分组成如下特级帆土颗粒(Γ25质量份，电熔棕刚玉颗粒1(Γ30质量份,碳化娃颗粒5 15质量份，焦炭1(Γ20质量份，电熔棕刚玉粉5 20质量份，碳化硅粉5 20质量份，球粘土 8 20质量份，絹云母粉3 12质量份，蓝晶石粉3 10质量份，钛白粉3 25质量份，氮化硅粉2 10质量份，氮化硅-铁粉2 10质量份，碳化钛(Γ5质量份，高温浙青粉2 10质量份。该申请案对均采用商用原料配制而成，对钢铁企业的废弃物资源化利用不充分，导致生产成本较高。
发明内容
I.发明要解决的技术问题本发明的目的在于克服现有技术中高炉炮泥用结合剂污染环境，且配置的炮泥使用性能较差、生产成本较高的不足，提供了一种用于维护高炉炉缸的无水泡泥的制备方法，本发明制备得到的炮泥具有良好塑性，且开口性能好。2.技术方案
为达到上述目的，本发明提供的技术方案为 本发明的一种用于维护高炉炉缸的无水泡泥的制备方法，其步骤为
(O制备耐火骨料
按质量份数称取钛白粉12 14份，碳化钛3飞份，刚玉2(Γ25份，碳化硅15 18份，莫来石3(Γ38份，无钙铬渣5 7份，高炉瓦斯灰61份和焦炭扩11份，依次加入到搅拌机中，混合1(Γ12分钟，得到耐火骨料；
(2)制备结合剂
a)按质量份数称取浙青4(Γ50份和氢化三联苯4飞份，依次向反应釜加入浙青和氢化三联苯，在55飞(TC的温度下搅拌混合18分钟；
b)按质量份数称取有机硅树脂1(Γ12份、呋喃树脂8 11份和三聚氰胺甲醛树脂If15份，控制步骤a)的反应釜升温速率为3 4°C /min，当反应釜的温度达到72 76°C后，依次向反应釜加入有机硅树脂、呋喃树脂和三聚氰胺甲醛树脂，并继续搅拌混合14分钟，即得结合剂；
(3)将步骤(2)制备得到的结合剂加入到步骤(I)中的搅拌机，其中耐火骨料和结合剂的质量比为100 :13 15，继续混合搅拌3(Γ35分钟；
(4)将步骤(3)耐火骨料和结合剂的混合物，采用挤泥机挤压成块状，包装即得无水炮泥。更进一步地，步骤(I)中按质量份数称取钛白粉13份，碳化钛4份，刚玉23份，碳化硅16份，莫来石35份，无钙铬渣6份，高炉瓦斯灰7份和焦炭10份。更进一步地，步骤(3)中耐火骨料和结合剂的质量比为100 14ο3.有益效果
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
(1)本发明的一种用于维护高炉炉缸的无水泡泥的制备方法，其粘结剂采用有机硅树月旨、呋喃树脂和三聚氰胺甲醛树脂复配作为固化剂成分使用，采用氢化三联苯作为增效剂，且制备过程的巧妙温度控制，使得塑性高，热稳定性好，将三者按一定比例混合后使结合剂具有较低的固化速率，结合剂固化速率的降低有利于提高炮泥高温条件下的流动性，因此炮泥在泥炮内不易结块；
(2)本发明的一种用于维护高炉炉缸的无水泡泥的制备方法，其耐火骨料中采用钛白粉和碳化钛，使得在出铁过程中与C和N反应生成TiC和TiN以及Ti ((，幻，其中11(、TiN和Ti (C，N)在沉降中富集成长，然后富集在铁口区域的炉缸壁上，从而起到保护铁口区炉缸的作用；
(3)本发明的一种用于维护高炉炉缸的无水泡泥的制备方法，将无钙铬渣和高炉瓦斯灰作为耐火骨料成分使用，使得这些废弃物得到资源化循环利用，降低了炮泥的生产成本；
(4)本发明的一种用于维护高炉炉缸的无水泡泥的制备方法，制备得到的无水泡泥，其开口性能好，具有适度的可塑性，且耐高温渣铁冲刷侵蚀，对环境不产生污染。
具体实施例方式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。实施例I
本实施例的一种用于维护高炉炉缸的无水泡泥，由耐火骨料和结合剂组成，其中耐火骨料和结合剂的质量比为100 :14。本实施例中耐火骨料各组分按如下质量份组成钛白粉13份，碳化钛4份，刚玉23份，碳化硅16份，莫来石35份，无钙铬渣6份，高炉瓦斯灰7份，焦炭10份。本实施例中结合剂各组分按如下质量份组成浙青43份，氢化三联苯5份，有机硅树脂11份，呋喃树脂9份，三聚氰胺甲醛树脂14份。本实施例的一种用于维护高炉炉缸的无水泡泥的制备方法，其具体的步骤如下 (O制备耐火骨料· 按质量份数称取钛白粉13份，碳化钛4份，刚玉23份，碳化硅16份，莫来石35份，无钙铬渣6份，高炉瓦斯灰7份和焦炭10份，其中碳化钛、刚玉、碳化硅、莫来石和无钙铬渣的粒度要求小于1_，依次加入到搅拌机中，混合11分钟，得到耐火骨料；
(2)制备结合剂
a)按质量份数称取浙青43份和氢化三联苯5份，依次向反应釜加入浙青和氢化三联苯，在58°C的温度下搅拌混合18分钟；
b)按质量份数称取有机硅树脂11份、呋喃树脂9份和三聚氰胺甲醛树脂14份，控制步骤a)的反应釜升温速率为3°C /min,当反应釜的温度达到74°C后，依次向反应釜加入有机硅树脂、呋喃树脂和三聚氰胺甲醛树脂，并继续搅拌混合14分钟，即得结合剂；
(3)将步骤(2)制备得到的结合剂加入到步骤(I)中的搅拌机，其中耐火骨料和结合剂的质量比为100 :14，继续混合搅拌33分钟；
(4)将步骤(3)耐火骨料和结合剂的混合物，采用挤泥机挤压成块状，包装即得无水炮泥。实施例2
本实施例的一种用于维护高炉炉缸的无水泡泥，由耐火骨料和结合剂组成，其中耐火骨料和结合剂的质量比为100 :13。本实施例中耐火骨料各组分按如下质量份组成钛白粉12份，碳化钛5份，刚玉20份，碳化硅18份，莫来石30份，无钙铬渣7份，高炉瓦斯灰6份，焦炭11份。本实施例中结合剂各组分按如下质量份组成浙青40份，氢化三联苯6份，有机硅树脂10份，呋喃树脂11份，三聚氰胺甲醛树脂11份。本实施例的一种用于维护高炉炉缸的无水泡泥的制备方法，其具体的步骤如下 (O制备耐火骨料
按质量份数称取钛白粉12份，碳化钛5份，刚玉20份，碳化硅18份，莫来石30份，无钙铬渣7份，高炉瓦斯灰6份和焦炭11份，依次加入到搅拌机中，混合10分钟，得到耐火骨料；
(2)制备结合剂
a)按质量份数称取浙青40份和氢化三联苯6份，依次向反应釜加入浙青和氢化三联苯，在55°C的温度下搅拌混合18分钟；b)按质量份数称取有机硅树脂10份、呋喃树脂11份和三聚氰胺甲醛树脂11份，控制步骤a)的反应釜升温速率为4°C /min，当反应釜的温度达到72°C后，依次向反应釜加入有机硅树脂、呋喃树脂和三聚氰胺甲醛树脂，并继续搅拌混合14分钟，即得结合剂；
(3)将步骤(2)制备得到的结合剂加入到步骤(I)中的搅拌机，其中耐火骨料和结合剂的质量比为100 :13，继续混合搅拌30分钟；
(4)将步骤(3)耐火骨料和结合剂的混合物，采用挤泥机挤压成块状，包装即得无水炮泥。实施例3
本实施例的一种用于维护高炉炉缸的无水泡泥，由耐火骨料和结合剂组成，其中耐火骨料和结合剂的质量比为100 :15。本实施例中耐火骨料各组分按如下质量份组成钛白粉 14份，碳化钛3份，刚玉25份，碳化硅15份，莫来石38份，无钙铬渣5份，高炉瓦斯灰8份，焦炭9份。本实施例中结合剂各组分按如下质量份组成浙青50份，氢化三联苯4份，有机硅树脂12份，呋喃树脂8份，三聚氰胺甲醛树脂15份。本实施例的一种用于维护高炉炉缸的无水泡泥的制备方法，其具体的步骤如下 (O制备耐火骨料
按质量份数称取钛白粉14份，碳化钛3份，刚玉25份，碳化硅15份，莫来石38份，无钙铬渣5份，高炉瓦斯灰8份和焦炭9份，依次加入到搅拌机中，混合12分钟，得到耐火骨料；
(2)制备结合剂
a)按质量份数称取浙青50份和氢化三联苯4份，依次向反应釜加入浙青和氢化三联苯，在60°C的温度下搅拌混合18分钟；
b)按质量份数称取有机硅树脂12份、呋喃树脂8份和三聚氰胺甲醛树脂15份，控制步骤a)的反应釜升温速率为4°C /min，当反应釜的温度达到76°C后，依次向反应釜加入有机硅树脂、呋喃树脂和三聚氰胺甲醛树脂，并继续搅拌混合14分钟，即得结合剂；
(3)将步骤(2)制备得到的结合剂加入到步骤(I)中的搅拌机，其中耐火骨料和结合剂的质量比为100 :15，继续混合搅拌35分钟；
(4)将步骤(3)耐火骨料和结合剂的混合物，采用挤泥机挤压成块状，包装即得无水炮泥。实施例广3中的一种用于维护高炉炉缸的无水泡泥的制备方法，其结合剂采用有机硅树脂、呋喃树脂和三聚氰胺甲醛树脂复配作为固化剂成分使用，且采用氢化三联苯作为增效剂，使得塑性高，热稳定性好，将三者按一定比例混合后使结合剂具有较低的固化速率。表I为实施例Γ3的制备得到的无水炮泥的测试结果，其中固化时间是结合剂在150°C时的测试数据。表I实施例Γ3的制备得到的无水炮泥的测试结果
权利要求
1.一种用于维护高炉炉缸的无水泡泥的制备方法，其步骤为 (O制备耐火骨料 按质量份数称取钛白粉12 14份，碳化钛3飞份，刚玉2(Γ25份，碳化硅15 18份，莫来石3(Γ38份，无钙铬渣5 7份，高炉瓦斯灰61份和焦炭扩11份，依次加入到搅拌机中，混合1(Γ12分钟，得到耐火骨料； (2)制备结合剂 a)按质量份数称取浙青4(Γ50份和氢化三联苯4飞份，依次向反应釜加入浙青和氢化三联苯，在55飞(TC的温度下搅拌混合18分钟； b)按质量份数称取有机硅树脂1(Γ12份、呋喃树脂8 11份和三聚氰胺甲醛树脂If15份，控制步骤a)的反应釜升温速率为3 4°C /min，当反应釜的温度达到72 76°C后，依次向反应釜加入有机硅树脂、呋喃树脂和三聚氰胺甲醛树脂，并继续搅拌混合14分钟，即得结合剂； (3)将步骤(2)制备得到的结合剂加入到步骤(I)中的搅拌机，其中耐火骨料和结合剂的质量比为100 :13 15，继续混合搅拌3(Γ35分钟； (4)将步骤(3)耐火骨料和结合剂的混合物，采用挤泥机挤压成块状，包装即得无水炮泥。
2.根据权利要求I所述的一种用于维护高炉炉缸的无水泡泥的制备方法，其特征在于步骤(I)中按质量份数称取钛白粉13份，碳化钛4份，刚玉23份，碳化硅16份，莫来石35份，无钙铬渣6份，高炉瓦斯灰7份和焦炭10份。
3.根据权利要求2所述的一种用于维护高炉炉缸的无水泡泥的制备方法，其特征在于步骤(3)中耐火骨料和结合剂的质量比为100 :14。
全文摘要
本发明公开了一种用于维护高炉炉缸的无水泡泥的制备方法，属于高炉用耐火材料技术领域。其步骤为(1)制备耐火骨料按质量份数称取钛白粉12~14份，碳化钛3~5份，刚玉20~25份，碳化硅15~18份，莫来石30~38份，无钙铬渣5~7份，高炉瓦斯灰6~8份和焦炭9~11份，依次加入到搅拌机中，混合10~12分钟；(2)制备结合剂；(3)将结合剂加入耐火骨料，其中耐火骨料和结合剂的质量比为10013~15，继续混合搅拌30~35分钟；(4)采用挤泥机挤压成块状，包装。本发明制备得到的无水炮泥，其开口性能好，具有适度的可塑性，且耐高温渣铁冲刷侵蚀，对环境不产生污染，生产成本低。
文档编号C04B24/40GK102924100SQ201210466410
公开日2013年2月13日 申请日期2012年11月19日 优先权日2012年11月19日
发明者高金菊 申请人:高金菊