[发明专利]高炉用环保炮泥及制备方法

说明书

本发明公开了一种高炉用环保炮泥及制备方法，即本环保炮泥包括以下重量份的组分，棕刚玉20～30份，焦炭12～25份，粘土10～20份，石英砂7～15份，高温沥青4～10份，单晶硅或多晶硅的切割废料15～30份，外加含有二茂铁的结合剂13～20份。本制备方法以上述的环保炮泥为原料，加入搅拌机加热混合并碾压均匀，混合后采用挤泥机挤出成型。本发明克服现用炮泥在使用过程中苯并芘等有害物质的排放量高，污染严重的缺陷，使用过程中有效降低苯并芘排放，不产生有毒黑色及黄色烟雾，炮泥高温强度高，结合性好，烧结后显著提高材料的抗侵蚀性及耐用性。

技术领域

本发明涉及用于高炉铁口维护的耐火材料，尤其涉及一种高炉用环保炮泥及制备方法。

背景技术

高炉炮泥作用是能够迅速准确堵塞放铁后的高炉出铁口，使高炉快速进入下一循环的作业；目前高炉炮泥的结合剂主要是焦油、蒽油或者酚醛树脂，其含有害的苯、苯并芘等诱癌物质，炮泥中煤焦油和煤沥青总计加入量占到20%左右，这种结合剂中含有大量强致癌物质—苯并芘(Benzo(a)pyreneC₂₀H₁₂，缩写为BaP)，苯并芘含量为13000ppm(1.3%)，随加热使用过程的黄烟挥发，严重影响操作人员的身体健康。苯并芘熔点179℃，沸点475℃，这意味着炮泥使用烧结过程中，除泥包处一小部分烧掉外，绝大部分被馏分出来，由于炉内温度和压力远大与炉外，所以苯并芘就从高炉铁口排到了炉外空气中，与空气中的物质微粒结合形成危害性更大的气溶胶，而由于其自身相当高的温度，使其在空气中更为活跃，对环境的危害程度更大。1、2-型苯并芘是严格控制使用的化工产品，研究表明：空气中苯并芘含量每增加1%，造成的肺癌死亡率增加5%。因此发达国家严格控制苯并芘含量高的沥青、蒽油、焦油结合产品的使用；而且对于酚醛树脂结合的炮泥，由于苯和甲醛的存在，对环境也有一定的污染，而且树脂结合的炮泥硬化速度太快，造成炮泥的施工操作性差、使用过程产生断铁口等问题；因此有必要开发新的环保炮泥。

中国专利ZL200910062715.9公开了一种低苯并芘含量的高炉炮泥。该炮泥采用固定碳含量质量百分比为30～85%的含碳树脂，并加入工业酒精和乙二醇为含碳树脂溶剂作为高炉炮泥的结合剂，制备了苯并芘含量不超过1000ppm的低苯并芘含量的高炉炮泥，但结合剂采用树脂结合，树脂中有大量未反应完全的苯和甲醛，故仍存在对环境的污染问题。

中国专利公开号为CN101613213A《用于高炉出铁口的环保型炮泥及其制备方法》公开了利用高温沥青1～5%、无机磷酸盐3～8%和改性粉末树脂1～5%作为结合剂制备炮泥，采用有机物和无机物的混合物作为结合剂制备炮泥，减少了给环境带来的污染的焦油成分含量，但结合剂中的高温沥青和粉末树脂仍存在对环境的污染问题。

中国专利公开号CN102515790A《一种环保型高炉炮泥》和CN102503493A的《一种低成本环保护炉炮泥》均采用将焦油或沥青结合剂通过与过氧化钠混合加热而得到的改性结合剂制备环保型炮泥，炮泥使用中不产生有毒黑烟，但结合剂采用过氧化钠处理会在结合剂中带入钠，降低了材料的高温性能，难以满足大型高炉安全、稳定、以及质量与产量的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高炉用环保炮泥及制备方法，克服现用炮泥在使用过程中苯并芘等有害物质的排放量高，污染严重的缺陷，使用过程中有效降低苯并芘排放，不产生有毒黑色及黄色烟雾，炮泥高温强度高，结合性好，烧结后显著提高材料的抗侵蚀性及耐用性。

为解决上述技术问题，本发明高炉用环保炮泥包括以下重量份的组分，棕刚玉20～30份，焦炭12～25份，粘土10～20份，石英砂7～15份，高温沥青4～10份，单晶硅或多晶硅的切割废料15～30份，外加含有二茂铁的结合剂13～20份。

进一步，所述单晶硅或多晶硅的切割废料是单晶硅或多晶硅利用碳化硅材料切割时产生的废料，其含有40～60wt%的结晶硅和40～60wt%的碳化硅。