本发明专利技术涉及一种环保型高炉出铁沟捣打料及其制备方法，所述捣打料的组分包括矾土颗粒和/或细粉、棕刚玉颗粒和/或细粉、碳化硅颗粒和/或细粉、粘土细粉、碳源、膨胀剂、防氧化剂以及复合结合剂，其中复合结合剂由改质焦油、改质沥青和浸润剂组成。该捣打料的苯并(a)芘含量<100ppm，其通过使用原料廉价易得的复合结合剂而显著降低了成本，且组分间分散均匀、结合度高，制备工艺也相对简单实用，特别是对于中小型高炉具有较高的性价比。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于冶金耐火材料
，涉及高炉出铁沟捣打料及其制备方法，更具 体而言，涉及一种。
技术介绍
由于历史原因和各钢铁厂的实际情况，1000m3以下的中小型高炉在我国仍然 占有较高的比例。中小型高炉的出铁具有出铁时间短和出铁间隔短的特点，只能采用 Al 203-SiC-C质捣打料作为铁沟内衬。由于出铁节奏快、间隔时间短，每天需要进行频繁的 修沟和清沟工作，因此对于劳动强度如此高的炉前工人来说，捣打料的环保性能显得尤为 突出。 铁沟捣打料最初以糖浆为结合剂，其沟衬强度较低，使用寿命也比较短。传统的铁 沟捣打料采用焦油或酚醛树脂作为结合剂。然而，焦油中的苯并（a)芘（简称BaP)已被认 定为具有致癌危险的主要物质，在高炉应用中对周围环境的污染很大，而且严重危害工作 人员的健康和安全。酚醛树脂中虽不含苯并（a)芘，但其同样含有大量游离的苯酚和甲醛 等有害物质，因此仍难以满足环保性的要求；而且酚醛树脂通常较为粘稠，在实际使用中存 在物料分散性和结合性差等问题，从而影响烧结效果；此外，酚醛树脂的售价也比较高。为 了改善捣打料结合剂的环保性能，近年来还出现了以含碳树脂为主要成分的结合剂，这种 结合剂中芳烃类物质的含量较低，因此环保性较好，然而其同样存在生产成本高、价格昂贵 的问题。 在制备环保型高炉出铁沟捣打料方面，CN101143795A公开了一种采用含10-60% 酚醛树脂乙醇溶液或乙二醇溶液，或含有不可食用的3-60 %废弃动、植物油的酚醛树脂 溶液的混合物作为结合剂，从而降低酚醛树脂含量的环保型捣打料；CN101358256A提供 了一种采用苯并（a)芘含量小于500ppm的含碳树脂作为结合剂的高炉环保型捣打料； CN103936439A公开了一种以含碳树脂、植物油脂、蜜胺脲醛树脂和碳粉构成的混合体系作 为结合剂的环保型高通铁量免烘烤出铁沟捣打料，并研究了不同组分及其含量对于捣打料 性能的影响；CN101823894A提供了一种通过对常规结合剂进行改性而制备的免烘烤碳质 捣打料，该改性结合剂实质上为浙青、焦油和酚醛树脂的混合物。然而，如上所述，这些公开 内容均涉及酚醛树脂或含碳树脂的使用，除了需要妥善解决因使用树脂类结合剂而可能导 致的物料分散性差、结合度低等问题外，这些结合剂昂贵的价格也限制了其在高炉出铁沟 捣打料中的大规模应用，特别是对于目前在我国仍大量存在的中、小型高炉而言，其性价比 较低，不具有足够强的可行性和实用性。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是针对目前环保型高炉出铁沟捣打料的生产成本过高以 及物料分散性差、结合度低的问题，提供一种采用相对廉价的复合结合剂的环保型高炉出 铁沟捣打料及其制备方法，通过将煤焦油和煤浙青去苯并（a)芘化，并合理调节结合剂的 配比以及粘度、碳含量等性能指标，制备出性能符合要求的环保型高炉出铁沟捣打料，所述 捣打料不仅具有优良的环保性和均匀的物料分散性，而且生产成本较低，因此适合于大规 模工业应用，特别是对于中、小型高炉具有较高的性价比。 根据本专利技术的一方面，提供一种环保型高炉出铁沟捣打料，该高炉出铁沟捣打料 的组分包括：研》土颗粒和/或细粉、棕刚玉颗粒和/或细粉、碳化娃颗粒和/或细粉、粘土细 粉、碳源、膨胀剂、防氧化剂以及复合结合剂，其中，所述复合结合剂由改质焦油、改质浙青 和浸润剂组成。 在本专利技术的环保型高炉出铁沟捣打料中，所述改质焦油通过二级蒸馏法制备，具 体而言，其制备方法包括：将通过在l〇〇〇°C下煤焦化制得的20°C下密度为1. 15?1. 2的高 温煤焦油，在第一级降膜式薄膜蒸发器中进行第一级蒸馏从而制得第一级蒸馏重组分残余 物，蒸馏温度为350°C，压力为4mbar，物料平均膜厚为0. 08cm ;将上述制得的第一级蒸馏重 组分残余物引入第二级降膜式分子蒸馏蒸发器中进行第二级蒸馏，蒸馏温度为400°C，压力 为0. 4mbar，物料平均膜厚为0. 06cm ;回收经上述蒸馏后所得的产物，即制得改质焦油。 在本专利技术的环保型高炉出铁沟捣打料中，所述改质浙青同样通过二级蒸馏法制 备，具体而言，其制备方法包括：将高温煤浙青在预热罐中于200°C和常压条件下预热2小 时；将经预热的浙青在第一级降膜式薄膜蒸发器中进行第一级蒸馏从而制得第一级蒸馏 重组分残余物，蒸馏温度为350°C，压力为8mbar，物料平均膜厚为0. 2cm ;将上述制得的第 一级蒸馏重组分残余物引入第二级降膜式分子蒸馏蒸发器中进行第二级蒸馏，蒸馏温度为 400°C，压力为lmbar，物料平均膜厚为0. lcm;回收经上述蒸馏后所得的产物，即制得改质 浙青。 在上述改质浙青的制备方法中，所述高温煤浙青的理化指标符合GB/T2290-2012。 在本专利技术的环保型高炉出铁沟捣打料中，所述浸润剂为选自蒽油和洗油中的至少 一种或两种的混合物。 在本专利技术的环保型高炉出铁沟捣打料中，所述复合结合剂中的改质焦油、改质浙 青与浸润剂的重量比为35?50:10?30:25?40。 在本专利技术的环保型高炉出铁沟捣打料中，所述复合结合剂在70°C下的运动粘度为 20. 0 (mm) 2/s ?25. 0 (mm) 2/8，碳含量为25%?30%，密度为1.16区/〇113?1.18区/〇]13。 本专利技术中采用的改质焦油和改质浙青分别是将煤焦油和煤浙青通过蒸馏法去除 苯并（a)芘后制得的结合剂组分，由于苯并（a)芘含量比原料中减少了 90%以上，因此具有 优良的环保性。所述改质焦油和改质浙青可以在高温下形成碳结合，从而实现对于物料的 高温烧结性能。 所述浸润剂用于调节结合剂的粘度、改善物料的浸润效果并确保捣打料的施工性 能。该浸润剂优选为通过分馏焦油制得的制品，其沸点应低于苯并（a)芘的沸点，以确保具 有足够高的环保性。在这种情况下，由于改质焦油、改质浙青和浸润剂均由最初的焦油分馏 或蒸馏得到，属于同类含碳有机结合剂，因此可以实现完全互溶。 上述复合结合剂组分的原料成本低廉且易于获得，制备过程也简单易行，与酚醛 树脂类或含碳树脂类结合剂相比，在降低成本方面具有比较明显的优势。 在本专利技术的环保型高炉出铁沟捣打料中，所述改质焦油、改质浙青和浸润剂缺一 不可。作为出铁沟捣打料的结合剂，必须具备以下两方面性能：一是材料的施工性能，即润 湿物料的能力；二是材料的高温烧结性能，即结合剂在高温下形成碳结合，使物料具有部分 高温强度。改质焦油经煤焦油蒸馏后粘度增大，不利于润湿物料，使施工性能受到影响，所 以需要加入浸润剂；该浸润剂为焦油的低温分馏产物，且粘度小于焦油，因此与改质焦油 搭配使用时能够改善对材料的浸润效果，易于施工。然而仅由上述两种组分构成的结合剂 的碳含量较低，导致材料的高温烧结强度不足，因此还需要引入改质浙青以提高结合剂的 碳含量，从而在高温烧结时形成良好的碳结合，提高材料的高温烧结强度。特别是，本专利技术 人通过反复试验发现，在改质焦油、改质浙青与浸润剂的重量比为35?50:10?30:25? 40，并且复合结合剂在701：下的运动粘度为20.0(臟) 2/8?25.0(臟)2/8，碳含量为25%? 30%本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种环保型高炉出铁沟捣打料，该高炉出铁沟捣打料的组分包括：矾土颗粒和/或细粉、棕刚玉颗粒和/或细粉、碳化硅颗粒和/或细粉、粘土细粉、碳源、膨胀剂、防氧化剂以及复合结合剂，其中，所述复合结合剂由改质焦油、改质沥青和浸润剂组成。
【技术特征摘要】
1. 一种环保型高炉出铁沟捣打料，该高炉出铁沟捣打料的组分包括：矾土颗粒和/或 细粉、棕刚玉颗粒和/或细粉、碳化硅颗粒和/或细粉、粘土细粉、碳源、膨胀剂、防氧化剂以 及复合结合剂，其中，所述复合结合剂由改质焦油、改质浙青和浸润剂组成。2. 根据权利要求1所述的环保型高炉出铁沟捣打料，其特征在于，所述改质焦油按照 如下方法制备：将通过在l〇〇〇°C下煤焦化制得的20°C下密度为1. 15?1. 2g/cm3的高温煤 焦油，在第一级降膜式薄膜蒸发器中进行第一级蒸馏从而制得第一级蒸馏重组分残余物， 蒸馏温度为350°C，压力为4mbar，物料平均膜厚为0. 08cm ;将上述制得的第一级蒸馏重组 分残余物引入第二级降膜式分子蒸馏蒸发器中进行第二级蒸馏，蒸馏温度为400°C，压力为 0. 4mbar，物料平均膜厚为0. 06cm ;回收经上述蒸馏后所得的产物，即制得改质焦油。3. 根据权利要求1所述的环保型高炉出铁沟捣打料，其特征在于，所述改质浙青按照 如下方法制备：将高温煤浙青在预热罐中于200°C和常压条件下预热2小时；将经预热的 浙青在第一级降膜式薄膜蒸发器中进行第一级蒸馏从而制得第一级蒸馏重组分残余物，蒸 馏温度为350°C，压力为8mbar，物料平均膜厚为0. 2cm ;将上述制得的第一级蒸馏重组分 残余物引入第二级降膜式分子蒸馏蒸发器中进行第二级蒸馏，蒸馏温度为400°C，压力为 lmbar，物料平均膜厚为0. lcm ;回收经上述蒸馏后所得的产物，即制得改质浙青。4. 根据权利要求1所述的环保型高炉出铁沟捣打料，其特征在于，所述浸润剂为选自 蒽油和洗油中的至少一种或两种的混合物。5. 根据权利要求1所述的环保型高炉出铁沟捣打料，其特征在于，所述复合结合剂在 70°〇下的运动粘度为20.0(臟)2/8?25.0(臟) 2/8，碳含量为25%?30%，密度为1.168/ cm3 ?L 18g/cm3。6. 根据权利要求1所述的环保型高炉出铁沟捣打料，其特征在于，在所述复合结合剂 中，所述改质焦油、改质浙青与浸润剂...
【专利技术属性】
技术研发人员：范咏莲，李洪会，刘兴平，郑期波，张君博，邱海龙，张正富，
申请(专利权)人：中国京冶工程技术有限公司，中冶建筑研究总院有限公司，北京纽维逊建筑工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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