本发明属于出铁口用炮泥耐火材料，具体涉及一种矿热炉出铁口用炮泥及其制备方法。
背景技术：
矿热炉又称电弧电炉或电阻电炉，它主要用于还原冶炼矿石，碳质还原剂及熔剂等原料。主要生产硅铁、锰铁、铬铁、钨铁、硅锰合金等铁合金，是冶金工业中重要工业原料及电石等化工原料。其工作特点是采用碳质或镁质耐材作炉衬，使用自焙电极，电极插入炉料进行埋弧操作，利用电弧能量及电流通过炉料，因炉料的电阻而产生能量来熔炼金属，陆续加料，间歇式出铁渣，连续作业的一种工业炉。
矿热炉大型化，控制自动化，微调精准化，提高冶炼强度，提高热效率、生产率，集中冶炼，这是未来矿热炉发展的主要方向。随着矿热炉的不断发展，矿热炉炮泥已从单纯的消耗性耐火材料转向功能性耐火材料。必须尽量减轻出铁口周围炉底、侧壁砖衬的局部损毁，即通过延长出铁口深度，抑制炉内渣铁的环流，从而保护炉缸。炮泥在矿热炉生产中起着重要的作用,其质量的好坏，直接影响炉子的顺行和正常生产。性能优良的炮泥是矿热炉出净渣铁、炉况稳定的基础，对维护铁口区延长矿热炉寿命也至关重要。迄今为止，炮泥在矿热炉并未达到理想的使用效果，当前矿热炉炮泥生产成本高，而且普遍存在塑性差，延展性不好，耐冲刷、耐侵蚀性能差等起不到功能性耐火材料的作用。
利用回收废旧耐火材料，减小了环境污染，降低了生产成本。回收的废旧耐火材料为使用后的铁水包与鱼雷罐用铝碳化硅碳砖。通常被作为垃圾遗弃，不能作为高炉的耐火材料如高炉出铁口的炮泥的原料利用，既污染环境，又需要大量的处置场地，且处理费用高。近年来，随着工业进程的发展，用后耐火材料产量越来越多，如何综合回收利用废旧耐火材料是一个世界范围的重要课题。
技术实现要素：
为了克服现有矿热炉用炮泥的不足之处，本发明提供一种生产成本高低的矿热炉用炮泥；本发明的另一个目的是提供一种该矿热炉用炮泥的制备方法。
本矿热炉用炮泥的组分包括粘土、蓝晶石、高温沥青、三氧化二铝微粉、绢云母粉、焦粒、氮化硅铁与改性煤焦油，各自的重量份配比为：
粘土 8-15份，蓝晶石 3-5份，高温沥青 1-5份，三氧化二铝微粉 2-7份，绢云母粉 3-6份，焦粒10-20份，氮化硅铁5-10份，改性煤焦油10-16份，
本发明的特征是：还有回收铝碳化硅碳砖破碎料40-60份。
为了在制备时，调整改性煤焦油的加入量，上述的矿热炉炮泥的重量份配比较大。上述矿热炉炮泥的硬度达300kpa—1200kpa，一般达到900kpa。
一般矿热炉炮泥的硬度达700kpa—1200kpa，故改性煤焦油重量份配比为10-15。
上述的回收铝碳化硅碳砖破碎料中，粒径3～1毫米 颗粒料20～30份，粒径0～1毫米颗粒料20～30份。
回收铝碳化硅碳砖破碎料，是回收铝碳化硅碳砖为铁水包与鱼雷罐用后回收砖，要求Al2O3≥65%，SiC≥5%，Fe2O3≤5%，外观无渣皮、无杂质、未淋雨水。.
粘土为广西白粘土，要求Al2O3≥30%,Fe2O3≤2.0% 。
蓝晶石中，Al2O3≥50%,Fe2O3≤1.5 %。
高温沥青为高温粉状沥青或高聚合状沥青，软化点不低于100℃，一般软化点为120℃—145℃。
三氧化二铝微粉要求Al2O3≥98%。
绢云母粉要求Al2O3≥12%，Fe2O3≤2%.K2O+Na2O≥2.0%，SiO2≥68%。
焦粒要求固定碳≥83%，灰份≤16%，S≤1.0%，水份≤1.0%。
氮化硅铁要求Si3N4≥75%，19%≥Fe2O3≥15%。
改性煤焦油要求固定碳≥18%，粘度80/20℃(Pa.S)为6~8。
上述成分中，焦粒为粒径d≤1mm颗粒，粘土、绢云母为d≤0.074mm细粉，三氧化二铝微粉为d≤45μm微粉,沥青粉为高温粉状沥青,软化点不低于100℃,蓝晶石粒径为0.125mm≤d≤0.45mm细粉。
本矿热炉用炮泥的较佳的重量份配比为：
回收铝碳化硅碳砖破碎料45-55， 粘土 10-12， 蓝晶石 3.5-4.5，
高温沥青2-4，三氧化二铝微粉 3-6，绢云母粉 3.5-4.5 ，
焦粒用13-17，氮化硅铁 6-9，改性煤焦油11-15。
本矿热炉用炮泥的最佳的重量份配比为：
回收铝碳化硅碳砖破碎料 50 粘土 11.5 蓝晶石 4
高温沥青 3 三氧化二铝微粉 4.5 绢云母粉 4.5
焦粒用15 氮化硅铁 7.5 改性煤焦油12.5。本矿热炉用炮泥的制备方法包括下述依次的步骤：
Ⅰ 取下述按重量份的比例在混练设备混合均匀的细粉料；
将粘土 8-15 绢云母粉 3-6 高温沥青 1-5 三氧化二铝微粉 2-7
蓝晶石 3-5 氮化硅铁 5-10；
Ⅱ把改性煤焦油10-16 份加热，加热温度至70～90℃；
Ⅲ把下述按重量份的比例的回收铝碳化硅碳砖破碎料40～60份与焦粒10-20份加入碾泥机中混合均匀，加热料温至30～40℃；
Ⅳ在步骤Ⅲ混匀热好的颗粒料与细粉中加入重量11/16～13/16的改性煤焦油，混练3～5分钟,加入步骤Ⅰ预混好的细粉料,碾制25分钟以上，加入剩余的改性煤焦油，碾8分钟以上,制成炮泥。
上述矿热炉炮泥的硬度达300kpa—1200kpa，一般达到900kpa。
一般矿热炉炮泥的硬度达700kpa—1200kpa，故在步骤Ⅱ中改性煤焦油重量份配比为10-15。
为了保证炮泥的质量稳定性，在步骤Ⅳ后，还有步骤Ⅴ进行塑性值检测，当塑性值高于1200kpa时，最少补加一次0.1—0.2份加热到70～90℃的改性煤焦油，用改性煤焦油最少调整一次塑性值。
Ⅵ将合格泥料从碾泥机中放入圆盘给料机,通过圆盘给料机分配泥料给挤泥机,通过挤泥机挤压出炮泥,根据用户需求将炮泥分装成6Kg小袋包装，最终装入吨包袋便于运输。
本发明的有益效果
矿热炉炮泥原料配比是影响炮泥性能的关键因素，由于本矿热炉炮泥具有良好的作业性：堵口时打泥压力适中，需要开口时随时能够打开，新旧炮泥结合良好粘结性好，填充性好，提高了矿热炉炉口的整体稳定性；耐磨性好，抗冲刷性能好，在出铁口炉墙内侧形成的泥包，对出铁口内侧周围炉墙、炉底起到保护作用。本矿热炉用炮泥制备方法用铝碳化硅碳砖回收料代替当前矿热炉炮泥通常用的刚玉或优质高铝料作为骨料，不仅降低了生产成本，同时减少了环境污染。本矿热炉炮泥填充效果、烧结性、透气性、抗侵蚀性能优良具有良好作业性能。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式进一步说明。对于下面的实施例的说明有助于理解本发明，但并不是对本发明的限制。下面所描述的各个实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组成合。
产品实施例一
本实施例是下述重量份配比的原料制成的矿热炉炮泥：
回收铝碳化硅碳砖破碎料 60 粘土 15 蓝晶石 5 高温沥青 5
三氧化二铝微粉 7 绢云母粉 6 焦粒 20 氮化硅铁 10 改性煤焦油 16。
产品实施例二
本实施例是下述重量份配比的原料制成的矿热炉炮泥：
回收铝碳化硅碳砖破碎料 40 粘土 8 蓝晶石 3 高温沥青 1
三氧化二铝微粉 2 绢云母粉 3 焦粒 10 氮化硅铁 5 改性煤焦油10。
产品实施例三
本实施例是下述重量份配比的原料制成的矿热炉炮泥：
回收铝碳化硅碳砖破碎料 50 粘土 11.5 蓝晶石 4 高温沥青 3
三氧化二铝微粉 4.5 绢云母粉 4.5 焦粒 15 氮化硅铁 7.5 改性煤焦油 13。
产品实施例四
本实施例是下述重量份配比的原料制成的矿热炉炮泥：
回收铝碳化硅碳砖破碎料 60 粘土 8 蓝晶石 5 高温沥青 1
三氧化二铝微粉 7 绢云母粉 3 焦粒 20 氮化硅铁 5 改性煤焦油15。
产品实施例五
本实施例是下述重量份配比的原料制成的矿热炉炮泥：
回收铝碳化硅碳砖破碎料 40 粘土 15 蓝晶石 3 高温沥青 5
三氧化二铝微粉 2 绢云母粉 6 焦粒 10 氮化硅铁 10 改性煤焦油10。
产品实施例六
本实施例是下述重量份配比的原料制成的矿热炉炮泥：
回收铝碳化硅碳砖破碎料 55 粘土 12 蓝晶石 4.5 高温沥青 4
三氧化二铝微粉 6 绢云母粉 4.5 焦粒 17 氮化硅铁 9 改性煤焦油 14。
上述六个实施例成分中，焦粒为粒径d≤1mm颗粒，粘土、绢云母为d≤0.074mm，三氧化二铝微粉为d≤45μm,沥青粉为高温粉状沥青,软化点不低于100℃,蓝晶石粒径为0.125mm≤d≤0.45mm。
制备方法实施例一
本实施例制备的是产品实施例一的炮泥，它为下述依次的步骤：
Ⅰ 取下述按重量份的比例在混练设备混合均匀的细粉料；
将粘土 15 绢云母粉 6 高温沥青 5 三氧化二铝微粉 7 蓝晶石 5
氮化硅铁 10， 每份 10公斤。
Ⅱ把结合剂改性煤焦油16份加热，加热温度至75～85℃：（用热伴油介质加热。）
Ⅲ把下述按重量份的比例的回收铝碳化硅碳砖破碎料 60份与焦粒 20份加入碾泥机中混合均匀，加热料温至30～40℃；（碾泥机底部装有电加热系统加热）
Ⅳ在步骤Ⅲ混匀热好的颗粒料与细粉料中加入110（10公斤×总共16份×加入改性煤焦油11/16）公斤的改性煤焦油，混练4分钟,加入步骤Ⅰ预混好的细粉料,碾制25分钟以上，加入剩余的50公斤的改性煤焦油，碾9分钟。改性煤焦油与散状原料比为0.125 。
Ⅴ 进行塑性值检测，塑性值为1050kpa。达到用户要求的炮泥塑性值。
Ⅵ将合格泥料从碾泥机中放入圆盘给料机,通过圆盘给料机分配泥料给挤泥机,通过挤泥机挤压出炮泥,根据用户需求将炮泥分装成6Kg小袋包装，最终装入吨包袋便于运输。
制备方法实施例二
本实施例制备的是产品实施例二的炮泥，它为下述依次的步骤：
Ⅰ 取下述按重量份的比例在混练设备混合均匀的细粉料；
将粘土 8 绢云母粉 3 高温沥青 1 三氧化二铝微粉 2 蓝晶石 3
氮化硅铁 5，每份 10公斤。
Ⅱ 把结合剂改性煤焦油10 份加热，加热温度至75～85℃；
Ⅲ 把下述按重量份的比例的回收铝碳化硅碳砖破碎料40份与焦粒 10份加入碾泥机中混合均匀，加热料温至30～40℃；
Ⅳ在步骤Ⅲ混匀热好的颗粒料与细粉料中加入68.75（10公斤×总共10份×加入改性煤焦油11/16）公斤的改性煤焦油，混练4分钟,加入步骤Ⅰ预混好的细粉料,碾制26分钟以上，加入剩余的改性煤焦油，碾10分钟。改性煤焦油与散状原料比为0.1388。
Ⅴ进行塑性值检测，塑性值为800kpa。达到用户要求的炮泥塑性值。
Ⅵ将合格泥料从碾泥机中放入圆盘给料机,通过圆盘给料机分配泥料给挤泥机,通过挤泥机挤压出炮泥,根据用户需求将炮泥分装成6Kg小袋包装，最终装入吨包袋便于运输。
制备方法实施例三
本实施例制备的是产品实施例三的炮泥，它为下述依次的步骤：
Ⅰ 取下述按重量份的比例在混练设备混合均匀的细粉料；
将粘土 11.5 绢云母粉 4.5 高温沥青 3 三氧化二铝微粉 4.5 蓝晶石 4
氮化硅铁 7.5，每份 10公斤。
Ⅱ 把结合剂改性煤焦油13 份加热，加热温度至75～85℃;
Ⅲ 把下述按重量份的比例的回收铝碳化硅碳砖破碎料50份与焦粒 15份加入碾泥机中混合均匀，加热料温至30～40℃；
Ⅳ 在步骤Ⅲ混匀热好的颗粒料与细粉料中加入105.6 (10公斤×总共13份×加入改性煤焦油13/16）公斤的改性煤焦油，混练5分钟,加入步骤Ⅰ预混好的细粉料,碾制25分钟以上，加入剩余的改性煤焦油，碾9分钟。改性煤焦油与散状原料比为0.13。
Ⅴ 进行塑性值检测，塑性值达950kpa。达到用户要求的炮泥塑性值。
Ⅵ将合格泥料从碾泥机中放入圆盘给料机,通过圆盘给料机分配泥料给挤泥机,通过挤泥机挤压出炮泥,根据用户需求将炮泥分装成6Kg小袋包装，最终装入吨包袋便于运输。
制备方法实施例四
本实施例制备的是产品实施例四的炮泥，它为下述依次的步骤：
Ⅰ 取下述按重量份的比例在混练设备混合均匀的细粉料；
将粘土 8 绢云母粉 3 高温沥青 1 三氧化二铝微粉 7 蓝晶石 5
氮化硅铁 5， 每份 10公斤。
Ⅱ把结合剂改性煤焦油15 份加热，加热温度至75～80℃;
Ⅲ把下述按重量份的比例的回收铝碳化硅碳砖破碎料60份与焦粒 20份加入碾泥机中混合均匀，加热料温至30～40℃；
Ⅳ在步骤Ⅲ混匀热好的颗粒料与细粉料中加入 121.87 (10公斤×总共15份×加入改性煤焦油13/16）公斤的改性煤焦油，混练4分钟,加入步骤Ⅰ预混好的细粉料,碾制25分钟以上，加入剩余的改性煤焦油，碾9分钟。改性煤焦油与散状原料比为0.1376。
Ⅴ进行塑性值检测，塑性值达900kpa。达到用户要求的炮泥塑性值。
Ⅵ将合格泥料从碾泥机中放入圆盘给料机,通过圆盘给料机分配泥料给挤泥机,通过挤泥机挤压出炮泥,根据用户需求将炮泥分装成6Kg小袋包装，最终装入吨包袋便于运输。
制备方法实施例五
本实施例制备的是产品实施例五的炮泥，它为下述依次的步骤：
Ⅰ 取下述按重量份的比例在混练设备混合均匀的细粉料；
将粘土 15 绢云母粉 6 高温沥青 5 三氧化二铝微粉 2 蓝晶石 3
氮化硅铁 10 ，每份 10公斤。
Ⅱ把结合剂改性煤焦油10 份加热，加热温度至76～80℃;
Ⅲ 把下述按重量份的比例的回收铝碳化硅碳砖破碎料 40份与焦粒 10份加入碾泥机中混合均匀，加热料温至30～40℃；
Ⅳ在步骤Ⅲ混匀热好的颗粒料与细粉料中加入81.25（10公斤×总共10份×加入改性煤焦油11/16）公斤的改性煤焦油，混练4分钟,加入步骤Ⅰ预混好的细粉料,碾制26分钟，加入剩余的改性煤焦油，碾10分钟。改性煤焦油与散状原料比为0.10989。
Ⅴ进行塑性值检测，塑性值达1150kpa。达到用户要求的炮泥塑性值。
Ⅵ将合格泥料从碾泥机中放入圆盘给料机,通过圆盘给料机分配泥料给挤泥机,通过挤泥机挤压出炮泥,根据用户需求将炮泥分装成6Kg小袋包装，最终装入吨包袋便于运输。
制备方法实施例六
本实施例制备的是产品实施例六的炮泥，它为下述依次的步骤：
Ⅰ 取下述按重量份的比例在混练设备混合均匀的细粉料；
将粘土 12 绢云母粉 4.5 高温沥青 4 三氧化二铝微粉 6 蓝晶石 4.5
氮化硅铁 9，每份 10公斤。
Ⅱ把结合剂改性煤焦油14份加热，加热温度至76～82℃;
Ⅲ把下述按重量份的比例的回收铝碳化硅碳砖破碎料 55份与焦粒 17份加入碾泥机中混合均匀，加热料温至34～40℃；
Ⅳ在步骤Ⅲ混匀热好的颗粒料与细粉料中加入113.75 （10公斤×总共14份×加入改性煤焦油13/16） 公斤的改性煤焦油，混练4分钟,加入步骤Ⅰ预混好的细粉料,碾制26分钟，加入剩余的改性煤焦油，碾10分钟。改性煤焦油与散状原料比为0.125。
Ⅴ进行塑性值检测，塑性值达1050kpa。达到用户要求的炮泥塑性值。
Ⅵ将合格泥料从碾泥机中放入圆盘给料机,通过圆盘给料机分配泥料给挤泥机,通过挤泥机挤压出炮泥,根据用户需求将炮泥分装成6Kg小袋包装，最终装入吨包袋便于运输。
制备方法实施例七
下面的制备产品实施例一的另一种方法，说明用补加改性煤焦油调节塑性值的应用。
本实施例制备的是产品实施例一的炮泥，它为下述依次的步骤：
Ⅰ 取下述按重量份的比例在混练设备混合均匀的细粉料；
将粘土 15 绢云母粉 6 高温沥青 5 三氧化二铝微粉 7 蓝晶石 5
氮化硅铁 10， 每份10公斤。
Ⅱ把结合剂改性煤焦油16份加热，加热温度至75～85℃：（用热伴油介质加热。）
Ⅲ 把下述按重量份的比例的回收铝碳化硅碳砖破碎料 60份与焦粒 20份加入碾泥机中混合均匀，加热料温至30～40℃；（碾泥机底部装有电加热系统加热）
Ⅳ在步骤Ⅲ混匀热好的颗粒料与细粉料中加入110（10公斤×总共16份×加入改性煤焦11/16）公斤的改性煤焦油，混练4分钟,加入步骤Ⅰ预混好的细粉料,碾制25分钟以上，加入剩余的48公斤的改性煤焦油，碾9分钟。改性煤焦油与散状原料比为0.125
Ⅴ进行塑性值检测，塑性值为1200kpa，没有达到用户1050kpa的要求，补加温度至75～85℃的改性煤焦油1公斤两次，达到用户要求的炮泥塑性值。
Ⅵ将合格泥料从碾泥机中放入圆盘给料机,通过圆盘给料机分配泥料给挤泥机,通过挤泥机挤压出炮泥,根据用户需求将炮泥分装成6Kg小袋包装，最终装入吨包袋便于运输。