CN101229977B - 一种模铸钢底盘砌筑材料及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种新型模铸钢底盘砌筑材料及其制造方法。本发明利用模铸钢生产使用后的废弃粘土汤道砖与石英砂的物理性能和化学成分基本相近的这一特性，以从废弃粘土汤道砖提取加工出的颗粒替代石英砂作为原料，结合抗高温添加剂制成了成本低廉、高温性能良好的底盘砌筑材料。本发明模铸钢底盘砌筑材料的使用，实现了钢铁工业用后废弃资源的循环利用，解决了废弃汤道砖的资源浪费以及带来的环境污染问题。

Description

一种模铸钢底盘砌筑材料及其制造方法

技术领域

本发明涉及底盘砌筑材料及其制造方法，具体地说，本发明涉及一种新型模铸钢底盘砌筑材料及其制造方法。 

背景技术

迄今为止，石英砂和粘土耐火砖都是模铸生产中底盘砌筑用的主要传统消耗资材。其中石英砂是最为常用的，它是一种坚硬、耐磨、化学性能稳定的硅酸盐矿物，其主要矿物成分是SiO₂，其化学、热学和机械性能具有明显的异向性，不溶于酸，微溶于KOH溶液，熔点为1650℃，因此被广泛用于玻璃、铸造、陶瓷及耐火材料、冶金、建筑、化工、塑料、橡胶、磨料等工业。但石英砂在开采、运输和使用过程中，其粉末有着污染周边环境和影响人身健康的不利之处，而且随着人们环保意识的不断加强，国家对其开采许可的管理要求越来越严格，使得石英砂的价格不断上升，且供应的保障度也越来越差，严重威胁到工厂模铸生产次序的稳定。而高档耐火砖耐尽管高温性能良好，能满足生产、符合环保要求，但是价格偏高，经济性差。 

为改变这不利状况，稳定钢厂的正常生产秩序和改善作业环境，并按要求搞好环境保护，必须实现资源可持续发展。本发明者发现由于用后的废弃粘土汤道砖利用价值低、利用难度大，长期以来，钢厂对其的开发利用还处于空白状态，造成了大量用后粘土汤道砖的废弃，严重影响和破坏了厂区环境卫生。 

而本发明通过研究又发现粘土汤道砖的化学成分为Al₂O₃、SiO₂和其他氧化物杂质，耐火度较高，完全能满足生产要求，且原料来源于钢厂用后回收的粘土汤道砖，对环保有利，因此本发明利用模铸钢生产使用后废弃的粘土汤道砖与石英砂的物理性能和化学成分基本相近的这一特性，将从废弃粘土汤道砖提取加工出的颗粒替代石英砂作为底盘砌筑用的原料，并添加抗高温添加剂，制成了成本低、耐火性能良好的底盘砌筑材料。 

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种模铸钢底盘砌筑材料。 

本发明的目的通过以下措施来实现： 

本发明所述底盘砌筑材料包括下述以重量比计的化学成分：SiO₂：48～55％、Al₂O₃：28～46％、Fe₂O₃：1.5～3％、Na₂O：0.2～0.4％、K₂O：0.4～0.9％、CaO：0.5～1％，余量为不可避免杂质。 

本发明所述的底盘砌筑材料，其水分含量＜0.5％，杂质含量＜5％。 

本发明所述的底盘砌筑材料，其四种粒径的含量为： 

粒径(＞4mm)    ＜5％ 

粒径(4～1mm)   ＞85％ 

粒径(1～0.28mm)＜7％ 

粒径(＜0.28mm) ＜3％ 

本发明的另一个目的在于提供所述底盘砌筑材料的制造方法。 

所述底盘砌筑材料的制造方法，包括以下步骤： 

(1)将分选后的废弃粘土汤道砖原料进行初次磁选； 

(2)粗破成20*20cm小块后，继续破碎加工成为粒径≤4mm的小颗粒； 

(3)二次磁选； 

(4)筛分得到粒径为4～1mm的规格原料； 

(5)加入抗高温添加剂，混练、搅拌； 

(6)于145～160℃烘干。 

其中在步骤(3)中所述磁选采用三辊磁选机，所述三辊磁选机的磁感应强度为3000。 

所述抗高温添加剂选自金属铝粉、SiC粉和白炭黑中的一种，其中优选白炭黑。 

所述白炭黑的添加量为1～3％，优选1.5％。 

在步骤(6)中烘干温度优选150℃。 

本发明的有益效果： 

1、本发明解决了用后废弃粘土汤道砖造成的环境污染问题； 

2、本发明模铸钢底盘砌筑材料在生产过程中添加了特殊的抗高温添加剂，使该材料在使用过程中的高温性能相比以石英砂为原料制成的砌筑材料，有了大幅度的提高，杜绝了底盘漏钢事故的发生； 

3、由于本发明的新型材料是在全封闭状态下，经专用设备的破碎、除尘、磁选、筛选、烘干、包装等工序制成的，所以在实际使用中与原来散装供应还需自己加工烘 干的石英砂比较，具有灰尘少、损耗小、颗粒均匀、干燥度好、质量稳定等优点； 

4、本新型模铸钢底盘砌筑材料的使用，大大改善了铸钢厂现场作业环境； 

5、本新型材料生产成本低，销售价格相比石英砂原料低35％左右，降低了铸钢厂的生产成本，实现了降本增效的目标。 

具体实施方式

以下用实施例对本发明作更详细的描述。这些实施例仅仅是对本发明最佳实施方式的描述，并不对本发明的范围有任何限制。 

工艺流程方案的筛选： 

方案一： 

废弃汤道→原料分选→加工→筛分→汤道砖颗粒→配料→自然干燥→抽样检验→包装、出厂 

方案二： 

废弃汤道→原料分选→初级加工→磁选→颗粒加工→筛分→汤道砖颗粒→配料→自然干燥→抽样检验→包装、出厂 

方案三： 

用后废弃粘土汤道砖→原料分选→去除杂质→初次磁选→颗粒加工(破碎)→二次磁选→筛分→规格颗粒原料(加入抗高温添加剂)→配料、混练→烘干→抽样检验→包装、出厂 

对上述三个方案进行比较，结果见表1。 

表1  方案筛选结果评估 

从上表分析中，可以看出方案一从质量等方面均无法满足生产需要；方案二虽颗粒度达到要求，但主要指标干燥度无保证；方案三从各方面均能满足生产需求，因此以下实施例采用方案三进行本发明底盘砌筑材料的生产。 

实施例1： 

首先将分选后的废弃粘土汤道砖原料用皮带磁选机进行初次磁选，磁选后的大块状原料经颚式破碎机加工成20*20cm的小块后，通过提升机送至双辊破碎机，加工成为粒径≤4mm的小颗粒，接着采用磁感应强度为3000的三辊磁选机对小颗粒进行二次磁选，随后再通过第二条提升机将磁选后的小颗粒送至振动筛中，筛分得到粒径为4～1mm的规格原料。然后在规格原料中加入1％的白炭黑抗高温添加剂，在混练机中混练、搅拌后，于150℃在烘烤窖中烘干，最后检验、包装，得到模铸钢底盘砌筑材料。 

实施例2： 

实施方法同实施例1，其中白炭黑的加入量为1.5％。 

实施例3： 

实施方法同实施例1，其中白炭黑的加入量为2％。 

实施例4： 

实施方法同实施例1，其中白炭黑的加入量为3％。 

比较例 

实施方法同实施例1，其中不加入白炭黑。 

实施例1～4所得的模铸钢底盘砌筑材料的化学成分见表2。 

表2 

本发明的底盘砌筑材料的水分含量＜0.5％，杂质含量＜5％，其四种粒径的含量为： 粒径(＞4mm)＜5％、粒径(4～1mm)＞85％、粒径(1～0.28mm)＜7％、粒径(＜0.28mm)＜3％。 

对实施例1～4及比较例的模铸钢底盘砌筑材料进行耐火度测试，结果见表3。 

表3  实施例及比较例的耐火度 

项目	耐火度(℃)
		实施例1(添加剂1％)	1630
实施例2(添加剂1.5％)	1670
		实施例3(添加剂2％)	1680
实施例4(添加剂3％)	1680
		比较例(无添加剂)	1600

从上表可以看出，添加了白炭黑抗高温添加剂的模铸钢底盘砌筑材料的耐火度明显高于未添加抗高温添加剂的底盘砌筑材料。由于石英砂的耐火度为1650℃，而从废弃粘土汤道砖提取加工出的颗粒料的耐火度在1600℃左右，为了提高底盘砌筑材料的高温性能，因此需加入抗高温添加剂。 

另外对实施例1～4的耐火度数据进行分析，可以得出：当白炭黑的添加量小于1.5％时，本发明的耐火度不及以石英砂为原料制成的底盘砌筑材料；当添加量超过1.5％时，本发明的耐火度无明显增加，处于稳定状态，因此考虑到添加剂的使用效果及成本等因素，本发明采用的抗高温添加剂白炭黑的添加量为1.5％较好。 

Claims (9)

1.一种模铸钢底盘砌筑材料，其特征在于，所述底盘砌筑材料包括下述以重量比计的化学成分：SiO₂：48～55％、Al₂O₃：28～46％、Fe₂O₃：1.5～3％、Na₂O：0.2～0.4％、K₂O：0.4～0.9％、CaO：0.5～1％，选自金属铝粉、SiC粉和白炭黑中一种的抗高温添加剂：1～3％，余量为不可避免杂质。

2.根据权利要求1所述的底盘砌筑材料，其特征还在于，所述底盘砌筑材料的水分含量＜0.5％，杂质含量＜5％。

3.根据权利要求1所述的底盘砌筑材料，其特征还在于，所述底盘砌筑材料的四种粒径含量为：

4.权利要求1所述底盘砌筑材料的制造方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)将分选后的废弃粘土汤道砖原料进行初次磁选；

(2)粗破成20*20cm小块后，继续破碎加工成为粒径≤4mm的小颗粒；

(3)二次磁选；

(4)筛分得到粒径为4～1mm的规格原料；

(5)加入抗高温添加剂1～3％，所述抗高温添加剂选自金属铝粉、SiC粉和白炭黑中的一种，混练、搅拌；

(6)于145～160℃烘干。

5.根据权利要求4所述的制造方法，其中步骤(3)中所述磁选采用三辊磁选机。

6.根据权利要求5所述的制造方法，所述三辊磁选机的磁感应强度为3000。

7.根据权利要求4所述的制造方法，其中，所述抗高温添加剂为白炭黑。

8.根据权利要求7所述的制造方法，其中所述白炭黑的添加量为1.5％。

9.根据权利要求4所述的制造方法，其中步骤(6)中烘干温度为150℃。