结合剂对无水炮泥性能的影响

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1、2013年9月第47卷增刊lp㈡I{静书糕199～200结合剂对无水炮泥性能的影响张正富范咏莲刘兴平张雯文郑江中冶建筑研究总院中冶工程材料有限公司北京100088摘要：分别研究了5种不同种类沥青及加入量、不同树脂(热塑性固体树脂和热固性液体树脂)对无水炮泥性能的影响。结果表明：沥青种类对炮泥的综合性能影响较大，引入适量沥青可提高炮泥可塑性，但加入过多会影响炮泥的综合性能；引入3％(埘)以上固体树脂的炮泥，烘后体积显著膨胀，破坏了内部组织而使试样强度低、体积密度小；而引入液体树脂的炮泥，烧后收缩略减小、强度和体积密度有所提高、气孔率降低，对炮泥性能的改善较为显著。关键词：沥青；结合剂

2、；树脂；无水炮泥高炉出铁口用无水炮泥经过数十年发展，目前基本上已相对成熟，但为了适应高炉日益苛刻的冶炼条件，越来越严的环保要求，愈发剧烈的市场竞争，加上炮泥组分较多，影响使用性能的因素复杂而使炮泥的使用效果很容易波动，使得国内外对无水炮泥的研究从未停止过。目前国内虽有树脂(或与其他结合剂搭配)结合的无水炮泥，但大多数炮泥依然采用焦油一沥青结合体系。在本工作中，对比研究了不同种类的沥青和树脂对炮泥性能的影响。l沥青对无水炮泥性能的影响1．1沥青种类的影响影响沥青性能的主要指标有甲苯不溶物(TI)、喹啉不溶物(QI)、B树脂(TI—QI)、结焦值、灰分及软化点等。1J。甲苯不溶物主要是

3、芳烃大分子，具有热可塑性和粘结性，还包括一些游离碳及灰分等；喹啉不溶物主要由煤热解和热解产物热聚合形成的大分子芳烃、炼焦过程中形成的炭黑颗粒、灰分颗粒等组成，不起结合剂作用，但能提高沥青焦化时的残碳量，对沥青的结焦值及焙烧体的力学性能有影响；而p树脂含量的高低主要影响沥青的粘结能力。使用性能优良的无水炮泥首先必须满足一些基本特征：具有良好的可塑性，硬化温度和硬化速度要适中，等等。因此，在选择沥青种类的时候，有必要重点留意软化点、B树脂含量以及灰分含量等。日常原料把关的时候，切记不能马虎，沥青是否合格有时对炮泥使用性能具有致命性的影响。在某无水炮泥简易配方A的基础上，仅改变沥青种类，

4、其他物料的组成及配比保持不变，研究了AY、HL、zJ、QL、Zw五种沥青对炮泥性能的影响差异，所制炮泥试样的编号以沥青代号标记。按配比配料后，在高速搅拌机里添加适量焦油并混合，并使各试样的马夏值尽可能接近，泥温均控制在45～50℃。记录焦油添加量，将炮泥在三联模具中捣打成型和200℃烘烤72h后，再进行900℃3h的热处理，并检测物理性能，检测数据见表1。表1沥青种类对炮泥的影响采用AY沥青时焦油用量最少，炮泥黏性较大；采用HL沥青时焦油用量最大，炮泥可塑性相对较差，且泥状发糟；采用ZJ沥青的炮泥整体性能最差：收缩大，强度低，体积密度小，显气孔率大。其主要原因是各种沥青的B树脂含量

5、、结焦值等存在较大差别。1．2沥青加入量的影响以简易配方B为基础，主要研究分别加入0、+张正富：男，1976年生，博士，高级工程师。E—mail：onlyone2008@sina．com收稿日期：2013—08—19编辑．柴剑玲h¨p：／／vvl^呲nhc

6、．com．cn2013／增刊1耐火材料／REFRAcTo脏s199耐火材料／NAIHuoCAILIAo2013年第47卷3％、5％、8％质量分数的HL沥青炮泥经200℃72h烘烤和1450℃3h热处理后的性能。结构发现，随着沥青用量增加，焦油用量显著减少，炮泥可塑性提高；而不加沥青的炮泥，不但焦油用量很大，而且泥料发散、发硬，缺

7、乏可塑性。由于试样采用捣打成型，不加沥青的试样因严重缺乏塑性，故捣实性很好，表现出密度高、强度高、气孑L率低；随着炮泥中沥青含量的增加，炮泥体积密度减小，气孔率增加，烧后收缩也增大，但高温烧后强度变化不显著，见表2。炮泥的可塑性、烧结性、体积稳定性、强度等复杂因素的要求决定了炮泥中必须加入适量的沥青，若过少，操作性能太差，过多则炮泥高温收缩大，综合性能也将恶化。表2沥青加入量对炮泥性能的影响2树脂对炮泥性能的影响研究了热塑性粉末树脂、热固性液体树脂分别对无水炮泥性能的影响。在配方B的基础上，以焦油一沥青结合为基准样，研究了两种树脂分别以外加3％(圳)和等量取代5％(叫)沥青两种情况

8、下(具体见表3)，树脂对200℃72h烘烤和1450℃3h热处理后炮泥性能的影响。当炮泥中引入热塑性固体树脂时，还添加了适量乌洛托品作固化剂。表3两种树脂的不同引入方式由表4可知，分别引入固体树脂和液体树脂时，焦油用量明显变化：引入液体树脂时，无论是外加(Sz32)还是替代沥青(SZ52)，焦油耗量均减少，但在沥青含量不变的情况下，焦油与液体树脂用量的总和基本一致。具体地说，当沥青质量分数保持5％不变时(sZo、sz31、sz32)，所用的液体结合剂总量在18％(删)