一种环保型高通铁量免烘烤出铁沟捣打料及其制备方法[0002]目前，国外很少有环保型高通铁量免烘烤出铁沟捣打料及相关产品的研制报道。我国在相当长的时间内仍有大量单出铁口的高炉，所使用的出铁沟料还是传统的捣打料，其含有的有害成分还较多，对人身健康和环境造成一定危害。很多用户对环保型高通铁量免烘烤捣打料的认识仅限于不冒烟或者烟尘少，因此环保型出铁沟捣打料应该具有以下三个方面的要求: (I)有害物质含量少，对人体健康无害。解决传统免烘烤捣打料中含有大量对人体健康有严重危害的致癌物质苯并芘、苯酚和甲醛的问题。[0003](2)无烟尘，对环境影响小。解决传统免烘烤捣打料在使用过程中产生大量烟尘的问题。[0004](3)通铁量高，使用周期长，降低工人劳动强度。[0005]随着经济的发展，环境危机已经成为我国乃至全球非常重要而又严峻的问题。国家“十二五”规划提出了国内单位生产总值能耗降低16%左右、主要污染物排放总量显著减少的目标。因此走低 碳、环保发展道路是工业可持续发展的必然方向。[0006]当前，国内高炉出铁用免烘烤捣打料质量参次不齐，寿命短，污染环境，劳动强度大，甚至出现漏铁、烧坏炉前设备等问题，严重影响高炉的正常生产。传统的捣打料材料使用浙青(有些使用煤焦油作结合剂)属于复杂稠芳香烃类物质。温度稍高就会散发有毒气体和黄色烟雾。特别是苯并芘的含量达到lv%_2.5v%。众所周知，苯并芘是世界公认的致癌物质之一。它容易引发胃癌、肺癌、肿瘤等重大疾病，而酚醛树脂中含大量游离苯酚和游离甲醛，在使用中容易挥发出来，人体吸入后，会出现中枢神经系统麻痹的病状，轻者头晕、头痛、恶心、乏力、意识模糊，重者出现昏迷以至呼吸循环衰竭而死亡。[0007]因此，实施研究环保型高通铁量免烘烤捣打料项目的意义和必要性不言而喻。


[0008]本发明的目的在于提供一种环保型高通铁量免烘烤出铁沟捣打料及其制备方法。
[0009]基于上述目的，本发明采取了如下技术方案:
一种环保型高通铁量免烘烤出铁沟捣打料，以重量份计，组成为:棕刚玉45— 55份、致密刚玉 19一 27 份、SiCl I一 23 份、Si 粉 O一8 份、Si3N4 O一 12 份、活性 O-Al2O3 粉 3一6 份、鳞片石墨I一5份、结合剂3— 8份，其中除结合剂外其他原料总份数为100份；所述结合剂的组成为:含碳树脂40~80份、植物油脂10~40份、蜜胺脲醛树脂5~15份、碳粉2~8份。
[0010]所述棕刚玉:5mm <粒径< 8mm的15—20份、3mm <粒径< 5mm的15—20份、Imm <粒径< 3mm的15 — 20份；所述致密刚玉:325目 <粒径≤Imm的8 —12份、粒径≤325目的7—19份；所述SiC:200目 <粒径≤Imm的3— 6份、粒径≤200目的6 —18份。
[0011]所述Si粉、Si3N4的粒径≤200目；所述活性Q-Al2O3粉的粒径< lum，所述鳞片石墨的粒径≤120目。
[0012]优选地，以重量份计，由下述原料组成:5mm <粒径< 8mm的棕刚玉16份、3mm <粒径< 5mm的棕刚玉18份、Imm <粒径< 3mm的棕刚玉16份、325目 <粒径< Imm的致密刚玉10份、粒径≤325目的致密刚玉7份、200目 <粒径≤Imm的SiC 5份、粒径≤200目的SiC 10份、粒径≤200目的Si粉4份、粒径≤200目Si3N46份、粒径< Ium的活性Q-Al2O3粉5份、粒径< 120目的鳞片石墨3份、结合剂6份，其中结合剂的组成为含碳树脂60份、植物油脂25份、蜜胺脲醛树脂10份、碳粉5份。
[0013]所述的环保型高通铁量免烘烤出铁沟捣打料的制备方法，包括如下步骤:
(1)准确称取所需各种原料；
(2)将制备结合剂所需的原料混合，加热至40—55°C，搅拌均匀，40—55°C恒温储存，备
用；
(3)将粒径<200目(即粉料)的原料混合，搅拌5 —15分钟；
(4)将剩余物料混合，搅拌I一5分钟，加入所需结合剂的60—80wt%搅拌I一5分钟，加入步骤(3)所得物，搅拌5 — 20min，出料。
[0014]本发明的优点如下:
(1)本发明的结合剂结合性能好、残碳量高、有害物质含量极低；
(2)对环保型高通铁量免烘烤捣打料的配方进行优化，实现连续的颗粒级配，引入不同粒径的高活性超微细粉，降低了结合剂的加入量，提高了该料的致密度和强度，并选用复合型结合剂使其在中温、高温均有较高的烧结强度，提高了使用周期；
(3)合理设计配方中的基质部分，对粉料进行预搅拌，使得该捣打料的强度、抗侵蚀、抗氧化等性能得以大幅提高，200°C 24h耐压强度大于90MPa、1450°C 3h耐压强度大于80MPa高于目前国内的同类产品；
(4)该环保型高通铁量免烘烤出铁沟捣打料具有无异味、无烟尘、不沾渣铁、抗侵蚀性好、无需烘烤可直接出铁等优点，能够一次性通铁量达3万吨以上，处于国内领先水平。



[0015]图1是试样(I) — (4) SiC不同加入量热震(Λ T=IlO(TC)后残余抗折强度及抗折强度保持率的关系；
图2是试样(5) - (9)Si粉不同加入量热震(AT=IlO(TC)后残余抗折强度及抗折强度保持率的关系；
图3是试样(5) - (9) Si粉不同加入量对试样抗氧化性的影响；
图4是试样(5)的SEM照片；
图5是试样(7)的SEM照片；
图6是试样(10) — (14)的渣蚀厚度；
图7是试样(10) — (14) Si3N4不同加入量1450°C埋碳煅烧后的XRD图谱；
图8是试样(10)、(12)、(14) Si3N4不同加入量1450°C埋碳煅烧后的SEM照片；图9是(a)、(b)、(c)、(d) 4种q值试样热震(Λ T=1100°C )后残余抗折强度及抗折强度保持率的关系；
图10是试样(16)结合剂B 1450°C埋碳煅烧后的SEM照片；
图11是试样(17)结合剂C 1450°C埋碳煅烧后的SEM照片。

[0016]含碳树脂，呈棕红色液体，购自天津市科富莱商贸发展有限公司，(要求:50°C恩氏粘度为14一 16，残炭量大于55%)；
植物油脂，呈黑褐色液体，购自淄博泰畅润滑油有限公司，(要求:50°C恩氏粘度为7—9，残炭量大于30%)；
蜜胺脲醛树脂，购自郑州春明商贸有限公司，(PH值7.0 — 8.0、恩氏粘度:7 — 9、残炭量大于40%)；
碳粉为黑色粉末状，购自天津市科富莱商贸发展有限公司(要求:粒度小于0.088mm,残炭量大于80%)。
[0017]表1:主要原料化学成分(wt%)