本发明涉及冶金技术领域，尤其涉及一种高炉无水炮泥用环保油剂、制备方法及其使用方法。
背景技术
我国大型高炉一般设有一个事故渣口和一至四个出铁口，出铁口每天排出的渣铁量很多。水炮泥因为体积密度小、烧结性能差、烧结收缩率高、易产生裂纹、耐渣铁侵蚀性能差等缺点而难以满足需要，这就要求使用无水炮泥。高炉无水炮泥是应用于高炉出铁口堵口的具有可塑性的耐火材料，原料一般是高铝矾土骨料及细粉、碳化硅粉、焦碳粒、氮化硅铁、氮化硅、金属硅粉、粘土粉、绢云母、沥青等，一般以煤焦油、酚醛树脂等液体作为有机结合剂。
无水炮泥从生产到使用，一般要30多天的时间，无水炮泥在使用中经常出现难打泥的问题(特别是在冬季)，导致铁口内打泥不密实，严重情况下会出现安全事故。造成难打泥的原因一般是炮泥表面干结、粗糙，与泥炮内壁摩擦力大所致。目前的解决办法一般是通过多加入结合剂来调整炮泥的马夏值小一些，即让无水炮泥更软一些，但是调整软了以后也会出现其它问题，如不耐铁水冲刷、断铁口、铁口返泥、结合剂多冒黄烟等，所以炮泥调软以后弊端更多。并且，由于无水炮泥一般是用煤焦油作结合剂，且产品中有少量沥青，在产品的存放、运输中会散发刺鼻气味，不利于环保。
技术实现要素：
本发明针对现有技术的不足，提供一种高炉无水炮泥用环保油剂、制备方法及其使用方法，以解决背景技术中无水炮泥难打泥且气味刺鼻的问题。
本发明是通过如下技术方案实现的：
第一方面，本发明提供一种高炉无水炮泥用环保油剂，其特征在于，包括如下重量份数的组分：
固体石腊70份，液体石腊10-15份，硬脂酸5-20份，鳞片石墨粉2-6份，钠基膨润土粉5-10份，羧甲基纤维素钠3-10份。
无水炮泥所用的结合剂是煤焦油和沥青。煤焦油是煤炭干馏时生成的具有刺激性臭味的黑色或黑褐色粘稠状液体，它是一种高芳香度的碳氢化合物的复杂混合物，绝大部分为带侧链或不带侧链的多环、稠环化合物和含氧、硫、氮的杂环化合物，并含有少量脂肪烃、环烷烃和不饱和烃。
本申请提供的环保油剂所选择的原料液体石蜡、石蜡、硬脂酸、羧甲基纤维素钠均是有机化工原料，均无毒无味，石墨、钠基膨润土粉是矿物原料，也无毒无味。各原料成分在该环保油剂中的作用为：
固体石蜡是从石油、页岩油或其他沥青矿物油的某些馏出物中提取出来的一种烃类混合物，主要成分是固体烷烃，无臭无味，为白色或淡黄色半透明固体，其可以溶解于液体石蜡中，热态下为有机液体，常温下为固态，可在无水炮泥的表面封闭表观气孔，形成一层蜡膜，也有润滑作用，提高无水炮泥的打泥性能。
液体石蜡是石油产品的一种，由石油烃与环烷烃的饱和成分组成，其与煤焦油常温下同为液态，有一定的相溶性，温热状态下，液体石蜡与无水炮泥产品表面有一定的浸润渗透性，保证环保油剂与无水炮泥的粘附性。
硬脂酸，即十八烷酸，分子式c18h36o2，由油脂水解生产。为白色或类白色有滑腻感的粉末或结晶性硬块，其剖面有微带光泽的细针状结晶，熔点为56℃-69.6℃，在本申请中有增加韧性、增加附着性的作用。
羧甲基纤维素钠简称cmc-na，是葡萄糖聚合度为100-2000的纤维素衍生物，相对分子质量242.16。白色纤维状或颗粒状粉末。无臭，无味，无味，有吸湿性。具有粘合、增稠、增强、乳化、保水等作用，在本申请的环保油剂中起到悬浮、增稠、粘合作用。
鳞片石墨：石墨晶体呈鳞片状；熔点为3850±50℃，热膨胀系数小，润滑性能好。其用在本申请的环保油剂中，在常温和高温下均有润滑作用，鳞片石墨在常温下使用时能经受住温度的剧烈变化而不致破坏，温度突变时，石墨的体积变化不大，不会产生裂纹，起到增强作用。
钠基膨润土是以蒙脱石为主的含水粘土矿，由于它具有特殊的性质。如：膨润性、粘结性、吸附性、催化性、触变性、悬浮性以及阳离子交换性等等，普遍用于耐火材料领域，在本申请的环保油剂中起到润滑、粘结，稳定乳化，高温下起到无水炮泥之间烧结作用。
无水炮泥制备时通常是按一定配比将各类原料颗粒和细粉料加入碾泥机(碾泥机底部一般要加热恒温在50℃)，干料混合均匀后，将结合剂提前加温并保温在50-70℃，加入一定量的结合剂，直至搅成泥团状，然后放料进入挤泥机，挤出的产品就是无水炮泥，刚挤出来无水炮泥带有60℃的温度，外形较软，有塑性，立即用塑料袋包裹，放几个小时后，无水炮泥硬化成块状。
无水炮泥使用时，事先以原块状态，加入泥炮内，泥炮液压系统通过活塞，将推力传导给炮泥，炮泥在泥炮内稍微烘烤，在高炉出铁快完成时，泥炮口压紧铁口处，在20-30秒的时间内将炮泥压入铁水通道内，通过压力和炮泥在高温铁口通道内迅速烧结，形成合适的强度，将铁口堵住，等待下次出铁时，用电钻将炮泥钻开，铁口开口-堵口，周而复始操作。
在无水炮泥刚从挤泥机挤出后，炮泥还有一定的温度，将其迅速浸入本申请的油剂中(使该液体温度保持在50-60℃左右)，使该液体完全包裹住无水炮泥外表面，冷却后形成一层蜡质涂层，可防止炮泥内结合剂的挥发而导致的无水炮泥表面干结现象，也可有效防止刺鼻气味的散发。
本申请提供的环保保油剂为有机溶液，在50-60℃加热时为液体，无水炮泥结合剂也是有机溶液，一般为煤焦油或液体树脂，无水炮泥在刚从挤泥机挤出后，有60-70℃的温度，立即浸入该环保油剂中，然后迅速拿出，即在无水炮泥表面形成均匀的有机保护膜，两者有良好的浸润性和适度相溶性，等待温度降到常温，油膜变为固态，包覆在无水炮泥表面，附着性良好(附着厚度在0.5mm左右)，不会脱落，封闭所有气孔，防止了炮泥内有机结合剂的挥发，隔离刺鼻气味的散发，起到环保的作用。并且，本申请提供的环保油剂在无水炮泥产品表面形成均匀的润滑涂层，防止炮泥在存放过程中表面干燥，减小炮泥表面与泥炮内壁摩擦力，不改变炮泥性能的情况下，使炮泥打泥顺畅，铁口内填充密实，出铁过程耐冲刷，安全可靠。
优选的，所述石墨粉的细度为0.074mm。
优选的，所述钠基膨润土粉的细度为0.044mm。
第二方面，本发明提供一种高炉无水炮泥用环保油剂的制备方法，用于制备上述的环保油剂，所述方法包括如下步骤：
将固体石腊、液体石腊、硬脂酸、鳞片石墨粉、钠基膨润土粉和羧甲基纤维素钠原材料按比例加入铁桶中，控制温度在50-60℃，使固体石蜡、硬脂酸溶成液体，然后将铁桶内的液体搅动成为乳浊液，得到高炉无水炮泥用环保油剂。
本申请中，原材料加入铁桶，该铁桶可以做成内外两层夹层，夹层内为清水，水上限温度60℃，下限温度为50℃，设计成自动保温控制，将溶液温控制在50-60℃之内。待固体石蜡、硬脂酸溶成液体，将溶液搅动成为乳浊液状态，即可以使用。使用时将块状的无水炮泥(一般为8kg)，完全浸入该溶液中，迅速拿出来即可。本申请的环保油剂无毒无味，但有易燃性，需要做防火措施，该设备简单易行，便于操作。
第三方面，本发明提供一种环保油剂的使用方法，所述方法包括如下步骤：
将刚从挤泥机挤出的炮泥迅速浸入环保油剂中，使环保油剂的液体完全包裹住无水炮泥外表面，降温冷却，使环保油剂在无水炮泥外表面形成一层蜡质涂层。
所述的环保油剂在温度50-60℃时，呈稀溶液状态，无毒无味，常温冷却后，即为石腊状，并且表面润滑，浸入后涂层厚度在0.3-0.7mm，方便操作，成本较低。
本发明实施例提供的技术方案可以包含以下有益效果：
本发明提供一种高炉无水炮泥用环保油剂、制备方法及其使用方法，所述的环保油剂包括：石蜡70份，液体石腊10-15份，硬脂酸5-20份，石墨2-6份，钠基膨润土粉5-10份和羧甲基纤维素钠3-10份。环保油剂在50-60℃时呈稀溶液状态，无毒无味，常温冷却后，即为石蜡状，并且表面润滑，使用时，将刚从挤泥机挤出的炮泥迅速浸入50-60℃的环保油剂中，使环保油剂的液体完全包裹住无水炮泥外表面，降温冷却，使环保油剂在污水炮泥外表面形成一层蜡质涂层。防止炮泥在存放过程中表面干燥，减小炮泥表面与泥炮内壁摩擦力，不改变炮泥内部性能的情况下，使炮泥打泥顺畅，铁口内填充密实，出铁过程耐冲刷，安全可靠。且形成的蜡质涂层可防止炮泥内结合剂挥发造成的表面干结现象发生，也可有效隔绝刺鼻气味的散发。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案,下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明的保护范围。
实施例1
本实施例提供一种高炉无水炮泥用环保油剂及其制备方法，所述高炉无水炮泥用环保油剂包括：
固体石腊70份，液体石腊10-15份，硬脂酸5-20份，鳞片石墨粉2-6份，钠基膨润土粉5-10份，羧甲基纤维素钠3-10份。
其中，所述鳞片石墨粉的细度为0.074mm；所述钠基膨润土粉的细度为0.044mm。
本实施例提供的高炉无水炮泥用环保油剂由以下方法制备得到：
将固体石腊70份、液体石腊10份、硬脂酸5份、鳞片石墨粉2份、钠基膨润土粉5份和羧甲基纤维素钠3份按比例加入铁桶中，该铁桶做成内外两层夹层，夹层内为清水，水上限温度60℃，下限温度为50℃，设计成自动保温控制，将溶液温控制在50-60℃之内。待石蜡、硬脂酸溶成液体，将溶液搅动成为乳浊液状态，即得到环保油剂，可直接使用。使用时将刚从挤泥机挤出的块状的无水炮泥(一般为8kg)，完全浸入该溶液中，迅速拿出来冷却即可，冷却后环保油剂在无水炮泥外表面形成一层厚度为0.3mm的蜡质涂层。。本实施例的环保油剂无毒无味，但有易燃性，需要做防火措施，该设备简单易行，便于操作。
实施例2
本实施例提供一种高炉无水炮泥用环保油剂及其制备方法，所述高炉无水炮泥用环保油剂包括：
固体石腊70份，液体石腊15份，硬脂酸20份，鳞片石墨粉6份，钠基膨润土粉10份，羧甲基纤维素钠10份。
其中，所述鳞片石墨粉的细度为0.074mm；所述钠基膨润土粉的细度为0.044mm。
本实施例提供的高炉无水炮泥用环保油剂由以下方法制备得到：
将固体石腊70份、液体石腊15份、硬脂酸20份、鳞片石墨粉6份、钠基膨润土粉10份和羧甲基纤维素钠10份按比例加入铁桶中，控制温度在60℃，使石蜡、硬脂酸溶成液体，然后将铁桶内的液体搅动成为乳浊液，得到高炉无水炮泥用环保油剂。
本实施例制备的环保油剂使用时，保持环保油剂的温度，将刚从挤泥机挤出的炮泥迅速浸入到保温的环保油剂中，使环保油剂的液体完全包裹住无水炮泥外表面，然后降温冷却，冷却后环保油剂在无水炮泥外表面形成一层厚度为0.7mm的蜡质涂层。
实施例3
本实施例提供一种高炉无水炮泥用环保油剂及其制备方法，所述高炉无水炮泥用环保油剂包括：
固体石腊70份，液体石腊13份，硬脂酸15份，鳞片石墨粉4份，钠基膨润土粉8份，羧甲基纤维素钠7份。
其中，所述鳞片石墨粉的细度为0.074mm；所述钠基膨润土粉的细度为0.044mm。
本实施例提供的高炉无水炮泥用环保油剂由以下方法制备得到：
将固体石腊70份、液体石腊13份、硬脂酸25份、鳞片石墨粉4份、钠基膨润土粉8份和羧甲基纤维素钠7份按比例加入铁桶中，控制温度在50-60℃，使石蜡、硬脂酸溶成液体，然后将铁桶内的液体搅动成为乳浊液，得到高炉无水炮泥用环保油剂。
本实施例制备的环保油剂使用时，保持环保油剂的温度，将刚从挤泥机挤出的炮泥迅速浸入到保温的环保油剂中，使环保油剂的液体完全包裹住无水炮泥外表面，然后降温冷却，冷却后环保油剂在无水炮泥外表面形成一层厚度为0.5mm的蜡质涂层。
实施例4
本实施例提供一种高炉无水炮泥用环保油剂及其制备方法，所述高炉无水炮泥用环保油剂包括：
固体石腊70份，液体石腊12份，硬脂酸10份，鳞片石墨粉3份，钠基膨润土粉7份，羧甲基纤维素钠5份。
其中，所述鳞片石墨粉的细度为0.074mm；所述钠基膨润土粉的细度为0.044mm。
本实施例提供的高炉无水炮泥用环保油剂由以下方法制备得到：
将固体石腊70份、液体石腊12份、硬脂酸10份、鳞片石墨粉3份、钠基膨润土粉7份和羧甲基纤维素钠5份按比例加入铁桶中，控制温度在50-60℃，使石蜡、硬脂酸溶成液体，然后将铁桶内的液体搅动成为乳浊液，得到高炉无水炮泥用环保油剂。
本实施例制备的环保油剂使用时，保持环保油剂的温度，将刚从挤泥机挤出的炮泥迅速浸入到保温的环保油剂中，使环保油剂的液体完全包裹住无水炮泥外表面，然后降温冷却，冷却后环保油剂在无水炮泥外表面形成一层厚度为0.4mm的蜡质涂层。
上述实施例1至实施例4中得到的，外表面形成腊质涂层的无水炮泥没有刺鼻气味散发，在相同条件下存放相同时间时，本实施例处理过的污水炮泥相对于正常的污水炮泥，表面不再干燥。分别将实施例1至实施例4得到的污水炮泥、以及未经处理的污水炮泥加入完全相同条件的泥炮内，在相同条件下进行作业，发现本实施例处理过的污水炮泥的打泥更顺畅，铁口内填充密实，出铁过程耐冲刷，安全可靠。
当然，上述说明也并不仅限于上述举例，本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述；以上实施例仅用于说明本发明的技术方案并非是对本发明的限制，参照优选的实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本发明的宗旨，也应属于本发明的权利要求保护范围。