环保炮泥的研发

摘要

炮泥是保证高炉出铁口操作顺利进行的关键耐火材料，起到堵塞出铁口的作用，还可以延长出铁口深度，保护炉缸侧墙。随着社会的发展和进步，人们认识到传统煤焦油和煤沥青结合炮泥中强致癌物质苯并[a]芘(BaP)的巨大危害性。为了保护环境和人身健康，急需研发低BaP环保炮泥并进行产业化来满足现代钢铁工业的需要。因此，本文采用自制环保树脂、新型沥青作为炮泥的结合剂，从原料上严格控制BaP的含量，制备了环保型炮泥。并探究了树脂、沥青、二茂铁的加入量，钛铝酸钙和热处理温度对炮泥性能的影响，结果如下:
　　(1)当酚醛摩尔比为1∶0.85、草酸加入量为1wt％、反应时间为1.5h时，树脂的结合性能和使用性能最优。随着树脂加入量的增加，炮泥的马夏值、高温抗折强度、抗侵蚀性、体积密度和常温耐压强度逐渐降低，显气孔率逐渐增加。随着温度的增加，体积密度和耐压强度先降低后增加，显气孔率先增加再减小。
　　(2)随着沥青加入量的增加，炮泥的马夏值、体积密度逐渐降低，高温抗折强度、抗侵蚀性、常温耐压强度逐渐增加，抗氧化性先增加后降低，显气孔率先降低后增加。随着温度的增加，体积密度先降低后增加，显气孔率先增加后减小，耐压强度逐渐增加。在经过1100℃热处理后，由于结合剂的碳化，所有试样收缩;经过1400℃热处理后，由于莫来石的生成伴随着的体积膨胀抵消了收缩，导致部分试样产生一定膨胀。
　　(3)以适量的二茂铁作为消烟剂，可以有效地减少炮泥在加热过程中的烟气生成量，且不会对其理化性能产生不利影响。随着加入量的增加，消烟作用先增加后减小，抗氧化性逐渐降低，体积密度和耐压强度先降低后增加，显气孔率先增加后减小。体积密度和耐压强度随着温度的增加逐渐降低，显气孔率逐渐增加。
　　(4)固废原料钛铝酸钙的主要物相组成为CA6，Ca((Al0.84Ti0.16)2)6O19和CA2。炮泥中的棕刚玉被钛铝酸钙取代后，抗氧化性能有所降低，抗渣性能有所提高。

目录

声明

摘要

1．1 引言

1．2 炮泥的工作条件和损毁机理

1．2．1 热机械侵蚀

1．2．2 热化学侵蚀

1．2．3 操作因素

1．3 炮泥用结合剂的发展

1．4 国内外炮泥的发展现状

1．4．1 国外现状

1．4．2 国内现状

1．5 本课题的提出及研究内容

2．1 实验内容

2．2 实验原料及仪器

2．2．1 实验原料

2．2．2 实验仪器

2．3 实验方法

第三章 环保树脂的合成及加入量对炮泥性能的影响

3．1 树脂的合成

3．1．1 实验过程及方案

3．1．2 实验结果与讨论

3．1．3 小结

3．2 树脂加入量对炮泥性能的影响

3．2．1 实验方案

3．2．2 PAHs检测结果

3．2．3 树脂加入量对马夏值的影响

3．2．4 树脂加入量对线变化率的影响

3．2．5 树脂加入量对体积密度、显气孔率和耐压强度的影响

3．2．6 树脂加入量对高温性能的影响

3．2．7 树脂加入量对抗渣性能的影响

3．3 本章小结

第四章 沥青加入量对炮泥性能的影响

4．1 实验方案

4．2 结果与讨论

4．2．1 沥青加入量对马夏值的影响

4．2．2 沥青加入量对线变化率的影响

4．2．3 沥青加入量对体积密度和显气孔率的影响

4．2．4 沥青加入量对耐压强度和高温性能的影响

4．2．5 沥青加入量对抗氧化性的影响

4．2．6 沥青加入量对抗渣性能的影响

4．3 本章小结

第五章 消烟剂二茂铁对炮泥性能的影响

5．1 实验方案

5．2 结果与讨论

5．2．1 二茂铁对烟气生成量的影响

5．2．2 PAHs检测

5．2．3 二茂铁加入量对线变化率的影响

5．2．4 二茂铁加入量对体积密度、显气孔率和耐压强度的影响

5．2．5 二茂铁加入量对抗氧化性的影响

5．2．6 二茂铁加入量对抗渣性能的影响

5．3 本章小结

第六章 钛铝酸钙在炮泥中的应用

6．1 钛铝酸钙原料分析

6．2 钛铝酸钙对炮泥性能的影响

6．2．1 实验方案

6．2．2 钛铝酸钙对线变化率的影响

6．2．3 钛铝酸钙对体积密度、显气孔率和耐压强度的影响

6．2．4 钛铝酸钙对抗氧化性的影响

6．2．5 钛铝酸钙对抗渣性能的影响

6．3 本章小结

7．1 引言

7．2 结果与讨论

7．2．1 PAHs检测

7．2．2 常温性能

7．2．3 抗氧化性

7．2．4 抗渣性

7．3 本章小结

第八章 全文总结

致谢

参考文献

附录1 攻读硕士学位期间发表的论文