本发明属于碳素捣打料，具体涉及一种环保型高导热碳素捣打料及其制备方法。
背景技术：
1、碳素捣打料广泛应用于炉缸碳砖和冷却壁之间间隙、炉底水冷管中心线以上找平层的填充捣打，捣打后的碳素捣打料要求具有一定的强度与致密度，不仅需要防止铁水、炉渣的渗漏，更为关键的作用是利用其良好的导热性能将碳砖的热量传出，经冷却水带走，保持高炉内外的热量达到一种平衡状态，减缓高温对碳砖的侵蚀速度，保证高炉冶炼的正常运行。
2、传统碳素捣打料通常是以高温电锻无烟煤、石油焦、人造石墨为主要原料，酚醛树脂、煤沥青、煤焦油为结合剂混合而成的。尽管这些原料来源广泛，成本低廉，但是传统碳素捣打料存在一些缺陷，一方面，目前使用的无烟煤、石油焦和人造石墨等材料自身导热系数较低，颗粒之间摩擦系数较大，施工性能不良，捣打后颗粒分布不均，导致材料与碳砖之间接触不够紧密，降低了传热效率；另一方面，酚醛树脂、煤沥青、煤焦油等结合剂含有一定的致癌物质，具有强烈的刺鼻气味，对施工人员的身体健康造成了严重威胁，并且沥青与焦油在高温烘烤中会释放黄色的毒气，对环境造成严重污染。
3、“一种碳素捣打料”(cn202210151403.0)通过0.5mm以下的颗粒级配进行细化组合，使材料具有良好的施工性能，捣打料的传热效率得到提高，但是其大量使用鳞片石墨可能会影响捣打料的密实程度，并且其结合剂依然是酚醛树脂，环保问题未得到有效解决。
4、“一种定向导热碳素捣打料及其制备方法”(cn202110194379.4)采用石墨电极废料、鳞片石墨等为主要原料，煤焦油作为结合剂，制得的碳素捣打料具有一定的缓冲性能，但是导热系数具有各向异性，石墨电极废料中的杂质可能对施工性能和导热系数造成影响，且以煤焦油作为结合剂同样面临环保问题。
5、“一种用于高炉炉缸炉底间隙的捣打料”(cn201010153111.8)采用全天然石墨所制作的捣打料，经在110℃固化后检测的导热系数达到了18w/mk以上，与炭砖的导热系数匹配优良,但是不同形状的天然石墨可能对施工性能产生较大影响，其结合剂是酚醛树脂，依然面临环保问题。
6、“大型高炉用高导热炭捣料”(cn200910172485.1)，通过添加高导热的鳞片石墨和铜粉来提高碳素捣打料的导热性能，焦油、树脂和桐油作为结合系统，制备工艺复杂，成本较高，且结合剂中含有焦油、树脂等，环保问题依然未得到有效解决。
7、从以上公开的专利技术可以看出，目前碳素捣打料的大多数采用鳞片石墨来提高其导热性能，但是鳞片石墨具有导热的各向异性，并且具有较大的弹性后效，可能会影响碳素捣打料的导热系数和致密程度，同时采用树脂、焦油等作为结合剂始终面临着环保问题，因此通过优化材料组成来改善碳素捣打料的施工性能，提高导热效率，同时解决环保问题是亟待解决的技术问题。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种环保型高导热碳素捣打料及其制备方法，所得碳素捣打料具有优异的导热性能，施工后的捣打料平整度良好，有利于捣打料与碳砖之间接触，能够及时有效地传递碳砖热量，进而延长高炉的使用寿命，同时成本低，环境友好，具有广泛的应用前景。
2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
3、提供一种环保型高导热碳素捣打料，包括粉料和二甲基硅油；其中：
4、所述粉料中，按质量百分比计，包括以下组分：高功率石墨颗粒55-60％，高功率石墨粉30～35％，球形石墨5～10％，铜粉0.5～2％，导电炭黑0.5-1％；
5、所述二甲基硅油质量为所述粉料质量的15～20％；
6、预先将铜粉和导电炭黑加入到二甲基硅油中分散均匀。
7、按上述方案，所述高功率石墨颗粒粒径为5～3mm、3～1mm、1～0mm的三种级配的高功率石墨颗粒按1:(3.0-3.5):(2.0-2.5)的质量比混合而成，碳含量≥98％。
8、按上述方案，所述高功率石墨粉粒度为≤0.074mm，碳含量≥98％。
9、按上述方案，所述高功率石墨颗粒和所述高功率石墨粉为废弃的高功率石墨电极破碎后的产物。
10、按上述方案，所述球形石墨粒度为≤0.074mm，碳含量≥99％。
11、按上述方案，所述铜粉粒度为≤0.045mm，铜含量≥99％。
12、按上述方案，所述导电炭黑粒度为≤0.074mm，碳含量≥98％。
13、按上述方案，所述二甲基硅油为液态，粘度为100-150mm2/s,密度为0.96～0.97g/cm3。
14、提供一种上述环保型高导热碳素捣打料的制备方法，具体包括以下步骤：
15、按照上述原料与配比，首先将高功率石墨颗粒、球形石墨、高功率石墨粉混合得到混合料；然后将铜粉和导电炭黑加入到二甲基硅油中均匀混合，随后将其加入混合料中混碾，即得到环保的高导热碳素捣打料。
16、按上述方案，将高功率石墨颗粒、球形石墨、高功率石墨粉混合3-5分钟得到混合料。
17、按上述方案，混碾10-15分钟。
18、本发明提供了一种环保型高导热碳素捣打料，以高功率石墨颗粒与高功率石墨粉作为碳素捣打料的主原料，配合球形石墨，再协同混合了铜粉和导电炭黑的二甲基硅油得到的，其中：
19、高功率石墨颗粒与高功率石墨粉为废弃的高功率石墨电极破碎产物，导热性能好，作为捣打料主原料，不仅有利于导热性能且可以有效降低成本。
20、碳素捣打料需要颗粒与粉料之间紧密结合，分散不均会导致粉料团聚在一起，颗粒间产生孔洞等缺陷，难以捣打成型，施工性能差，捣打完成后的材料表面有麻面坑洞，降低其导热性能，并且影响其美观性；本发明引入了球形石墨，因其具有较小的摩擦系数，使其在捣打过程中促进高功率石墨颗粒间的重排，使得高功率石墨颗粒与高功率石墨粉分散均匀，提高了碳素捣打料的堆积密度，减少粉料团聚，内部缺陷得到填充，改善了碳素捣打料的施工性能，提高了导热效率，施工后的捣打料平整度明显提高，无明显的麻面坑洞，冷却壁与碳砖之间缝隙填充完好，捣打料与碳砖之间接触良好，能够及时有效地传递碳砖热量，延长了高炉的使用寿命。同时球形石墨具有导热的各同向性，表面形状更加规则，导热性能受捣打方向的影响较小，捣打后材料的导热性能更稳定，导热效率更高。
21、此外，本发明采用混合铜粉与炭黑的二甲基硅油作为结合剂，铜粉粒径较小，可以有效填充捣打料之间的缝隙，提高其密堆积程度，从而提高其导热效率，但是铜粉的密度较大，并且难以与碳质材料混容，加入粉料中极易沉淀造成铜粉分布不均，影响其导热性能；本发明通过将铜粉加入二甲基硅油中避免了因其密度大和难相容而造成的分布不均的问题。而炭黑预先加入二甲基硅油中，不仅可以使炭黑分布均匀，还改善了二甲基硅油与高功率石墨颗粒与石墨粉之间的结合性能，提高导热性能。同时二甲基硅油结合剂本身具有良好的导热性并且具有较高的粘性，能够将颗粒与粉料紧密结合，减少颗粒间的缝隙、孔洞的产生，提高捣打料的密堆积程度，能够明显提高碳素捣打料的导热性能，此外，二甲基硅油安全无毒，可保证施工人员的身体健康，高温烘烤无污染，对环境十分友好。
22、本发明的有益效果如下:
23、1.本发明提供了一种环保型高导热碳素捣打料，以高功率石墨颗粒与高功率石墨粉作为碳素捣打料的主原料，配合球形石墨，再协同混合了铜粉和导电炭黑的二甲基硅油得到的，提高了碳素捣打料的堆积密度，具有优异的导热性能，施工后的捣打料平整度良好，有利于捣打料与碳砖之间接触，能够及时有效地传递碳砖热量，进而延长高炉的使用寿命，同时成本低，环境友好，具有广泛的应用前景。
24、2.本发明提供了一种环保型高导热碳素捣打料的制备方法，预先将铜粉和导电炭黑加入到二甲基硅油中分散均匀，有利于铜粉和炭黑在体系中的均匀分散和二甲基硅油与碳质原料之间的结合性能；粉料和二甲基硅油之间均匀混合，有利于提升捣打料的导热性能、堆积密度和施工后的平整度，且工艺简单，原料廉价易得，有利于工业化应用。