[发明专利]低苯并[a]芘型环保高炉炮泥及制备方法

说明书

本发明公开了一种低苯并[a]芘型环保高炉炮泥及制备方法，本高炉炮泥的组分包括一定重量含量的钛铝酸钙、焦炭、碳化硅、粘土、绢云母、氮化硅铁、环保沥青和蓝晶石；其中钛铝酸钙包括一定重量含量的Al₂O₃、TiO₂、MgO、CaO，并按一定的颗粒级配配置；碳化硅包括一定重量含量的SiC，并按一定的颗粒级配配置。本方法将上述原料按组分置于加热的搅拌机内干混5～10min，外加占原料10～25wt%的结合剂，搅拌40～60min混合均匀，后采用挤泥机挤出成型，即得低苯并[a]芘型环保高炉炮泥。本高炉炮泥制备生产成本低、产品原料可再生，使用过程中苯并[a]芘排放量低于50 ppm，可塑性好、体积稳定性好、抗渣性能优异。

技术领域

本发明涉及一种低苯并[a]芘型环保高炉炮泥及制备方法。

背景技术

高炉炮泥为用于封堵出铁口的耐火材料，是保证炉前铁口操作顺利进行的关键耐火材料，它还具有稳定排放炉缸内部形成的熔融铁水和炉渣、延长出铁口深度、保护炉缸侧墙的作用。煤焦油、煤沥青因为具有良好的塑性而广泛作为炮泥的结合剂，但是其中含有大量强致癌物质苯并[a]芘(Benzo(a)pyreneC₂₀H₁₂，缩写为BaP)。随着使用过程中温度的升高，会产生大量的黄烟及刺激性气味，严重恶化了炉前工作环境，威胁着工作人员的身体健康，因此急需研发一种低苯并[a]芘型环保高炉炮泥来满足现代钢铁工业的需要。

目前实现环保的方式大多是采用纯树脂、蒽油取代传统的煤焦油、煤沥青作为结合剂，但是纯树脂结合的炮泥在使用过程中存在可塑性差、硬化速度快的缺陷，蒽油是通过煤焦油精馏而得，虽然苯并[a]芘有所降低，但是仍然含有一定的苯并[a]芘，不能达到欧洲国家规定炮泥中BaP含量≤50ppm的标准。也有使用将焦油或沥青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，但结合剂引入过氧化钠使得原料中带入钠，降低了材料的高温性能，难以满足大型高炉安全生产的需要。

发明内容

本发明旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种工艺简单、生产成本低、产品原料可再生的低苯并[a]芘型环保高炉炮泥及制备方法，用本方法制备的低苯并[a]芘型环保高炉炮泥在使用过程中苯并[a]芘排放量低于50 ppm，可塑性好、体积稳定性好、抗渣性能优异。

为解决上述技术问题，本发明低苯并[a]芘型环保高炉炮泥包括20～35wt%的钛铝酸钙、10～25wt%的焦炭、10～25wt%的碳化硅、10～25wt%的粘土、1～9wt%的绢云母、1～9wt%的氮化硅铁、1～9wt%的环保沥青、1～12wt%的蓝晶石；

其中，钛铝酸钙的组分为：70～80wt%的Al₂O₃、6～16wt%的TiO₂、1～4wt%的MgO、8～16wt%的CaO；钛铝酸钙的颗粒级配是：粒度小于3mm且大于等于1 mm为40～60wt%，粒度小于1mm且大于等于0.074mm为20～30wt%，粒度小于0.074mm为20～30wt%；

碳化硅的SiC含量≥97wt%；碳化硅的颗粒级配是：粒度小于1mm且大于等于0.074mm为40～60wt%，粒度小于0.074mm且大于等于0.015mm为20～30wt%，粒度小于0.015mm为20～30wt%。

进一步，所述焦炭的固定碳含量高于85wt%，粒度﹤3mm。

进一步，所述粘土的SiO₂含量≥50wt%、Al₂O₃含量≥30wt%，粒度﹤0.074mm。

进一步，所述绢云母的SiO₂含量≥80wt%、Al₂O₃含量≥6wt%，粒度﹤0.074mm。