CN102898156B - 一种钢包渣线镁碳砖及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢包渣线镁碳砖及其制备方法，它包含以下重量份的原料：粒度为5—8mm、3—5mm、1—3mm的再生镁砂骨料各10—15份、20—35份、25—35份，再生镁砂粉25—35份，电熔镁砂粉3—10份，鳞片石墨1—3份，液态酚醛树脂3—5份，添加剂3—10份，将上述原料加入搅拌机进行湿法混练，困料0.5-3小时，压制成型，放入干燥窑在160℃-300℃进行24-72小时干燥处理即得。本发明不仅对废弃镁碳砖进行了充分利用，而且缩短了废弃镁碳砖的处理流程，具有制造成本低、废砖利用率高、二次污染少等特点，同时用于钢包渣线部位的砌筑，能够获得良好的抗氧化性、抗侵蚀性、热震稳定性和抗剥落性。

Description

一种钢包渣线镁碳砖及其制备方法

技术领域

本发明属于耐火材料领域，具体涉及一种适用于钢包渣线部位的低成本镁碳砖，本发明还涉及上述材料的制备方法。

背景技术

镁碳砖在转炉炼钢、电炉炼钢系统中作为内衬材料有着广泛的应用。随着我国冶金工业的迅速发展，每年的耐火材料消耗量在800万吨以上，用后耐火材料在300万吨以上，根据有关统计其中用后镁碳砖在60万吨以上。为提高资源的利用效率，降低因采用填埋处理废弃耐火材料造成的环境污染，国内外专家和学者投入大量精力进行废弃耐火材料的回收再利用研究。

对于用后镁碳砖的回收利用主要有两种方式：一种较为常见的方式为降级使用，作为主原料制备浇注料、捣打料、渣球等使用条件不是很严苛的不定形产品；另外也有部分厂家进行了同等级使用，主要是经过剔除废砖蚀变层，破碎，加外加剂困料、碾压、分化骨料和基质、加热等复杂过程制成再生料，重新作为原料使用。检索到专利号为200910019777.1、发明名称为《一种环保节能型再生镁碳砖的生产方法》的专利技术，该再生镁碳砖的制备方法中，利用弱酸性水溶液促进回收镁碳砖的水化、分化，以达到保护镁砂颗粒的效果；同时采用非氧化物，主要是碳化物替代金属铝粉作为抗氧化剂。虽然取得了较好的效果，但是，该技术在对用后镁碳砖进行再利用的加工处理过程中需要800℃以上温度处理，并且为了防止石墨的氧化，需要控制气氛为还原气氛，大大增加了回收料的处理成本和复杂程度；同时原镁碳砖在使用过程中生成的Al₄C₃纤维被破坏，镁砂也被水化；用后镁碳砖的蚀变层、渗透层仍然要被剔除、舍弃，不能完全使用。此外，镁碳砖的生产过程中使用了昂贵的非氧化物作为抗氧化剂，增加了镁碳砖的生产成本。

发明内容

本发明的目的旨在克服上述缺点，提供一种生产操作简单、废旧镁碳砖利用率高、低成本的钢包渣线镁碳砖。

本发明的另一目的是提供一种钢包渣线镁碳砖的制备方法。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种钢包渣线镁碳砖，其特征在于：包含如下重量份的原料：粒度为5—8mm、3—5mm、1—3mm的再生镁砂骨料各10—15份、20—35份、25—35份，再生镁砂粉25—35份，电熔镁砂粉3—10份，鳞片石墨1—3份，液态酚醛树脂3—5份，添加剂3—10份。 

上述的钢包渣线镁碳砖，其特征在于：所述再生镁砂骨料、再生镁砂粉均来源于钢包用后渣线镁碳砖，经过清理废砖表面的火泥、残钢、钢渣，去除蚀变层和渗透层之后，再进行破碎、筛分，制得5—8mm、3—5mm、1—3mm三个粒度的再生镁砂骨料；将粒度低于1mm的再生镁砂粉研磨至200目以细即得所述再生镁砂粉。

上述的钢包渣线镁碳砖，其特征在于：所述添加剂由钢包用后镁碳砖的蚀变层和渗透层磨制成的粉体，金属铁粉，碳黑或者高温沥青粉，预合成尖晶石粉，镁铝合金粉，α-氧化铝微粉按1:0.5:0.5:4:1:5均匀混和后制成，上述材料粉体粒度均为325目以细。

本发明钢包渣线镁碳砖的制备方法包含如下步骤：

1、备料

按上述重量份称取所需各种原料。

2、混和搅拌

将称量好的原料按再生镁砂骨料、液态酚醛树脂、鳞片石墨、再生镁砂粉、电熔镁砂粉、添加剂的顺序依次加入搅拌机中进行湿法混练。

3、困料和成型

混练后的泥料放置0.5—3小时进行困料，之后用不低于630T摩擦压力机压制成型。

4、干燥

材料成型后放入干燥窑中，在160℃—300℃下进行24—72小时干燥处理，即可获得本发明的钢包渣线镁碳砖。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

（1）对废旧镁碳砖进行了高效利用，不仅残砖未被污染侵蚀的部位进行了完全利用，而且将原来在清理残砖过程中作为废料掩埋处理的蚀变层、渗透层利用起来，作为新型的抗氧化剂、助烧剂添加到再生镁碳砖基质中，通过高温下的液相作用促进基质中原位尖晶石的反应。废旧镁碳砖的充分利用，不仅降低了生产成本，节约了资源，而且对于促进环境治理、发展循环经济意义重大。

（2）引入金属铁作为抗氧化剂。此前已有报道称过渡族金属可以有效提高含碳制品的抗氧化性能。金属铁是最为常见的一种过渡金属，但是由于其熔点较低，在炼钢过程中产生大量液相导致砖体结构破坏，一直得不到应用。本发明为克服以上不足，同时引入预合成尖晶石细粉对金属铁高温液相的粘度进行控制，既利用了液相对烧结的促进作用，也利用其高粘度渣在砖表面形成的釉面对气孔进行封堵，同时提高镁碳砖的导热性能，提高制品的抗氧化、抗渣侵蚀、抗热震、抗剥落能力。

（3）本发明简化了废旧镁碳砖的资源化处理过程，直接破碎、筛分，不再对回收镁碳砖进行水化处理，大幅降低处理成本，节约能源。水化处理是为了消除Al₄C₃常温水化引起体积膨胀的问题，但Al₄C₃纤维作为具有优良的抗氧化性能的物质可以被保留并充分利用。在破碎过程中，Al₄C₃纤维被破坏，并被周围抗水化物质涂覆包裹，只产生少量的体积膨胀，还能起到填充气孔的作用。此外，不进行水化处理，还避免了镁砂的水化，以及水化处理后的回收镁碳砖必须进行的800℃以上的烘烤处理。

本发明大量应用用后拆除的钢包渣线镁碳砖作为原材料，加入其它材料后制成低成本的镁碳砖，用于钢包渣线部位的砌筑，能够获得良好的抗氧化性、抗侵蚀性、热震稳定性和抗剥落性。

具体实施方式

实施例一：

    1、备料：

将用后拆除的钢包渣线镁碳砖回收，清理废砖表面的火泥、残钢、钢渣后，去除蚀变层和渗透层之后的残砖进行破粉碎、筛分，得到5—8mm、3—5mm、1—3mm三个粒度的再生镁砂骨料，低于1mm的再生镁砂粉研磨至200目以细制得再生镁砂粉；将蚀变层、渗透层破碎后磨细至325目，加入325目的金属铁粉，碳黑，预合成尖晶石粉，镁铝合金粉，α-氧化铝微粉充分混匀，混和比例为1:0.5:0.5:4:1:5，制成添加剂。

2、配料：

（1）骨料：再生镁砂5-8mm、3-5mm、1-3mm按重量份分别称取12份、30份、30份。 

（2）基质细粉：再生镁砂粉、电熔镁砂粉按重量份分别称取25份、8份。

（3）天然鳞片石墨按重量份称取3份。

（4）液态酚醛树脂按重量份称取5份。

（5）添加剂按重量份称取4份。

3、混练：

按骨料、酚醛树脂、鳞片石墨、基质细粉、添加剂的顺序依次加入搅拌机中进行湿法混练。

4、困料和成型：

混练后的泥料放置2小时进行困料，之后用630T摩擦压力机压制成型。

5、干燥：

材料成型后放入电窑中在300℃下干燥处理48小时，得到本发明的钢包渣线镁碳砖。

实施例二：

1、备料：

将用后拆除的钢包渣线镁碳砖回收，清理废砖表面的火泥、残钢、钢渣后，去除蚀变层和渗透层之后的残砖进行破粉碎、筛分，得到5—8mm、3—5mm、1—3mm三个粒度的再生镁砂骨料，低于1mm的再生镁砂粉研磨至200目以细制得再生镁砂粉；将蚀变层、渗透层破碎后磨细至325目，加入325目的金属铁粉，高温沥青粉，预合成尖晶石粉，镁铝合金粉，α-氧化铝微粉充分混匀，混和比例为1:0.5:0.5:4:1:5，制成添加剂。

2、配料：

（1）骨料：再生镁砂5-8mm、3-5mm、1-3mm按重量份分别称取10份、25份、33份。 

（2）基质细粉：再生镁砂粉、电熔镁砂粉按重量份分别称取30份、4份。

（3）天然鳞片石墨按重量份称取3份。

（4）液态酚醛树脂按重量份称取3.5份。

（5）添加剂按重量份称取4.5份。

3、混练：

按骨料、酚醛树脂、鳞片石墨、基质细粉、添加剂的顺序依次加入搅拌机中进行湿法混练。

4、困料和成型：

混练后的泥料放置0.5小时进行困料，之后用630T摩擦压力机压制成型。

5、干燥：

材料成型后放入电窑中在300℃下干燥处理48小时，得到本发明的钢包渣线镁碳砖。

Claims (3)

1.一种钢包渣线镁碳砖，其特征在于：它是由以下重量份的原料制成的：粒度为5—8mm、3—5mm、1—3mm的再生镁砂骨料各10—15份、20—35份、25—35份，再生镁砂粉25—35份，电熔镁砂粉3—10份，鳞片石墨1—3份，液态酚醛树脂3—5份，由钢包用后镁碳砖的蚀变层和渗透层磨制成的粉体、金属铁粉、碳黑或者高温沥青粉、预合成尖晶石粉、镁铝合金粉、α-氧化铝微粉按1:0.5:0.5:4:1:5均匀混和后制成的添加剂3—10份，制做添加剂的材料粉体粒度均为325目以细。

2.根据权利要求1所述的钢包渣线镁碳砖，其特征在于：所述再生镁砂骨料、再生镁砂粉均由钢包用后渣线镁碳砖制得，经过清理废砖表面的火泥、残钢、钢渣，去除蚀变层和渗透层之后，再进行破碎、筛分，制得5—8mm、3—5mm、1—3mm三个粒度的再生镁砂骨料；将粒度低于1mm的再生镁砂粉研磨至200目以细即得所述再生镁砂粉。

3.制备如权利要求1所述钢包渣线镁碳砖的方法，其特征在于：它包含如下步骤：

（1）备料：按权利要求1所述重量份称取所需各种原料；

（2）混和搅拌：将称量好的原料按再生镁砂骨料、液态酚醛树脂、鳞片石墨、再生镁砂粉、电熔镁砂粉、添加剂的顺序依次加入搅拌机中进行湿法混练；

（3）困料和成型：混练后的泥料放置0.5—3小时进行困料，之后用不低于630T摩擦压力机压制成型；

（4）干燥：材料成型后放入干燥窑中，在160℃—300℃下进行24—72小时干燥处理，即可制得本发明的钢包渣线镁碳砖。