CN102296145B - 菌糠的新用途及冶金工业用保温覆盖剂 - Google Patents

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本发明涉及菌糠的新用途及冶金工业用保温覆盖剂，属于冶金技术领域。该冶金工业用保温覆盖剂由菌糠、膨胀剂和熔点调节剂组成，其重量配比为：菌糠50～80份，膨胀剂10～30份、熔点调节剂5～20份，其中所述菌糠是指食用菌栽培采收后废弃的固体培养基质。本发明制备得到的保温覆盖剂用于炼铁、炼钢等冶炼工业中，铺展性好、保温效果好，没有粉尘污染，同时不沾包，不结渣，不易吸潮，既降低了冶炼成本，又能有效避免菌糠对环境的污染，能够产生良好的经济效益。

Description

菌糠的新用途及冶金工业用保温覆盖剂
技术领域
本发明涉及一种新型炼钢/炼铁用保温覆盖剂，属于冶金技术领域。
背景技术
在炼铁、炼钢生产中，在各个盛装铁水和钢水的熔液的环节，必须进行保温处理，以减少铁水、钢水的热损失和氧化。传统的保温剂主要是碳化稻壳作为保温材料。碳化稻壳质轻、颗粒小，铺展性差，使用时在热气流的带动下大量的漂浮于空气中，严重的恶化车间环境。碳化稻壳虽然具有较好的保温作用，但是其制造过程需要碳化，生产成本较高，对环境影响也较大。
众多学者都在致力于研究开发新型保温覆盖剂。主要考虑以下几个方面：1、添加一定量的膨胀蛭石和膨胀石墨，使得覆盖剂投入钢水后迅速铺展开来，有效覆盖住钢水表面；2、覆盖剂中配加适量发热剂，利用发热剂化学反应产生的热量来弥补热损失。比如“钢包钢水保温覆盖剂的开发，李淑清《特殊钢》，2003年3月第24卷第2期”。其主要成分SiO2 20-35％，Al2O3 10-20％，Fe2O3 2-5％，C 15-25％，MgO 2-5％。
中国专利申请99121979.1，公开了一种颗粒状钢包保温剂，按重量计，10-50份碳化稻壳、10-50份烧结石灰、5-30份烧结白云石、5-50份石墨、3-15份粘结剂搅拌混合均匀得到混合物，与轻体火山渣或轻体陶粒(比重0.4-0.7)一起加工成3-12mm的颗粒干燥得到保温剂。该保温剂铺展性能得到改善，无粉尘污染。
中国专利申请200710044311.8，公开了一种颗粒状碳化稻壳保温剂，其组成为“碳化稻壳45-80％，粘结剂10-30％，填充材料1-30％”。所述填充材料是膨胀蛭石、膨胀珍珠岩、漂珠、硅藻土、电厂灰中的一种或至少两种组合。通过将高比例的碳化稻壳与多种填料以及多种粘结剂组合使用，将碳化稻壳粘结在一起成颗粒状，容重小于0.6，熔点在1400℃。
但是，上述改进仍然需要高比例的碳化稻壳，而碳化稻壳制造过程需要碳化，生产成本较高，对环境影响也较大。
另外，随着国民经济的发展，我国食用菌生产规模不断扩大，在食用菌生产过程中要产生大量的食用菌废料(下称菌糠)。传统的食用菌栽培都是一次性利用原料，一次用后就废弃了。菌糠的遗弃不仅造成资源浪费，还滋生霉菌和虫害，污染环境，会制约我国食用菌产业的发展。目前菌糠的应用主要用于农业循环外：饲料、肥料和燃料等方面，相当多的都是废弃。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是提供菌糠的新用途，即将其用于制备炼铁、炼钢等冶炼工业中的保温覆盖剂，尤其是炼钢/炼铁用保温覆盖剂。这样，既降低了冶炼成本，又能有效避免菌糠对环境的污染，能够产生良好的经济效益。
本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种新型保温覆盖剂，该保温覆盖剂由菌糠、膨胀剂和熔点调节剂组成，其重量配比为：菌糠50～80份，膨胀剂10～30份、熔点调节剂5～20份。其中所述菌糠是指食用菌栽培采收后废弃的固体培养基质。
所述膨胀剂选自蛭石、石墨、珍珠岩中的至少一种。优选的是蛭石。
为了提高覆盖剂在高温下铺展能力的目的，蛭石、珍珠岩、石墨可以采用膨胀蛭石、膨胀珍珠岩、膨胀石墨。
所述熔点调节剂选自锅炉灰、煤灰、草木灰等，优选的是锅炉灰。
上述方案作为优选的是：由菌糠、蛭石和锅炉灰组成，其重量配比为：菌糠50～80份，蛭石10～30份、锅炉灰5～20份；进一步优选的是：菌糠50～60份，蛭石15～30份、锅炉灰15～20份。
本发明利用食用菌采摘后的废料--菌糠替代通常使用的碳化稻壳，类石墨等昂贵的碳质材料，不需要碳化处理，成本低廉，制备得到的保温覆盖剂用于炼铁、炼钢等冶炼工业中，铺展性好、保温效果好，没有粉尘污染，同时不沾包，不结渣，不易吸潮。
为了降低保温覆盖剂的碱度，也可以采用石灰或石灰石作为碱度调节剂，同时起到调节熔点的作用。石灰或者石灰石的用量为：不超过保温覆盖剂总质量的10％。
本发明保温覆盖剂的制备方法为：将各原料按配比机械破碎、干燥、机械混匀即得。
必要时，各原料应粉碎至一定粒度：
所述菌糠≤5mm；
熔点调节剂(锅炉灰等)≤1mm；
膨胀剂(蛭石等)≤5mm；
石灰或者石灰石≤1mm；
粒度过大会造成容易造成覆盖剂物料不均匀，燃烧火焰较大，从而影响使用效果。
为了保证覆盖剂不至于板结同时也为了减少燃烧火焰的目的，保温覆盖剂需要干燥至水分低于2％。
C固：20～40％，SiO2：40～60％，CaO：0.5～10％，MgO：0.5～3％，Fe2O3：0.5～4％，Al2O3：2～8％，挥发份：10-30％。
本发明的有益效果：本发明制备得到的保温覆盖剂堆比重≤0.55g/cm3，熔化温度≤1350℃。用于炼铁、炼钢等冶炼工业中，铺展性好、保温效果好，没有粉尘污染，同时不沾包，不结渣，不易吸潮。在加入初期4秒内有一定火苗冒出。
具体实施方式
本发明提供了菌糠的新用途，即将其用于制备炼铁、炼钢等冶炼工业中的保温覆盖剂。
该保温覆盖剂由菌糠、膨胀剂和熔点调节剂组成，其重量配比为：菌糠50～80份，膨胀剂10～30份、熔点调节剂5～20份。其中所述菌糠是指食用菌栽培采收后废弃的固体培养基质。
所述膨胀剂选自蛭石、石墨、珍珠岩中的至少一种。为了提高覆盖剂在高温下铺展能力的目的，蛭石、珍珠岩、石墨可以采用膨胀蛭石、膨胀珍珠岩、膨胀石墨。
所述熔点调节剂选自锅炉灰、煤灰、草木灰等。
本发明利用食用菌采摘后的废料--菌糠替代通常使用的碳化稻壳，类石墨等昂贵的碳质材料，不需要碳化处理，成本低廉，制备得到的保温覆盖剂用于炼铁、炼钢等冶炼工业中，铺展性好、保温效果好，没有粉尘污染，同时不沾包，不结渣，不易吸潮。
为了降低保温覆盖剂的碱度，也可以采用石灰或石灰石作为碱度调节剂，同时起到调节熔点的作用。石灰或者石灰石的用量为：不超过保温覆盖剂总质量的10％。
本发明保温覆盖剂的制备方法为：将各原料按配比机械破碎、干燥、机械混匀即得。
必要时，各原料应粉碎至一定粒度：
所述菌糠≤5mm；
熔点调节剂(锅炉灰等)≤1mm；
膨胀剂(蛭石等)≤5mm；
石灰或者石灰石≤1mm；
粒度过大会造成容易造成覆盖剂物料不均匀，燃烧火焰较大，从而影响使用效果。
为了保证覆盖剂不至于板结同时也为了减少燃烧火焰的目的，保温覆盖剂需要干燥至水分低于2％。
优选的是：保证覆盖剂的组成：菌糠50～80份，蛭石10～30份、锅炉灰5～20份；
进一步优选的是：菌糠50～60份，蛭石15～30份、锅炉灰15～20份。
本发明保温覆盖剂主要化学成分为：
C固：20～40％，SiO2：40～60％，CaO：0.5～10％，MgO：0.5～3％，Fe2O3：0.5～4％，Al2O3：2～8％，挥发份：10-30％。
以下是具体实施例。
实施例1-10本发明保温覆盖剂的制备
实施例1-10原料配比见表1，采用以下方法制备：
准备原料：
菌糠粒度≤5mm；
熔点调节剂(草木灰、煤灰)粒度≤1mm；
膨胀剂(蛭石、珍珠岩)粒度≤5mm；
石灰或者石灰石粒度≤1mm；
将各原料按表1的配比混合，然后采用机械混合均匀，200-250℃烘干即得本发明保温剂。
表1
试验例本发明保温覆盖剂的性能及在炼铁、炼钢中的应用
上述实施例1-10制备的保温剂化学成分为：C固：20～40％，SiO2：40～60％，CaO：0.5～10％，MgO：0.5～3％，Fe2O3：0.5～4％，Al2O3：2～8％，挥发份：10-30％，水分1.5％。其堆比重、熔化温度详见表2。
本发明保温覆盖剂的加入量在1.0～1.5kg/t钢或者1.0～1.5kg/t铁。
表2
Figure BDA0000096179150000051
将上述实施例1-10制备的保温剂在某厂铁水包、40吨电炉钢包和80吨钢包使用，本发明保温剂铺张性能良好，加入后能迅速均匀覆盖铁水和钢水液面，在初期4秒内有1-2米的火苗，之后火苗迅速消失，对生产过程没有不利影响。使用过程中的温降情况见表2。保温效果好，没有粉尘污染，同时不沾包，不结渣，不易吸潮。采用废弃的菌糠既降低了冶炼成本，又能有效避免菌糠对环境的污染，产生了良好的经济效益。

Claims (8)

1.菌糠在制备冶金工业用保温覆盖剂中的用途，所述菌糠是食用菌栽培采收后废弃的固体培养基质；所述保温覆盖剂由菌糠、膨胀剂和熔点调节剂组成，其重量配比为：菌糠50～80份，膨胀剂10～30份、熔点调节剂5～20份；所述膨胀剂选自蛭石、石墨、珍珠岩中的至少一种；所述熔点调节剂选自锅炉灰、煤灰、草木灰中的至少一种；冶金工业用保温覆盖剂化学组成为：
C固：20～40%，SiO2：40～60%，CaO：0.5～10%，MgO：0.5～3%，Fe2O3：0.5～4%，Al2O3：2～8%，挥发份：10-30%。
2.冶金工业用保温覆盖剂，其特征在于：它是由菌糠、膨胀剂和熔点调节剂组成，其重量配比为：菌糠50～80份，膨胀剂10～30份、熔点调节剂5～20份；所述膨胀剂选自蛭石、石墨、珍珠岩中的至少一种；所述熔点调节剂选自锅炉灰、煤灰、草木灰中的至少一种；
冶金工业用保温覆盖剂化学组成为：
C固：20～40%，SiO2：40～60%，CaO：0.5～10%，MgO：0.5～3%，Fe2O3：0.5～4%，Al2O3：2～8%，挥发份：10-30%。
3.根据权利要求2所述的冶金工业用保温覆盖剂，其特征在于：所述膨胀剂选自选自膨胀蛭石、膨胀珍珠岩、膨胀石墨中的至少一种。
4.根据权利要求2所述的冶金工业用保温覆盖剂，其特征在于：它是由菌糠、蛭石和锅炉灰组成，其重量配比为：菌糠50～80份、蛭石10～30份、锅炉灰5～20份。
5.根据权利要求4所述的冶金工业用保温覆盖剂，其特征在于：其重量配比为：菌糠50～60份、蛭石15～30份、锅炉灰15～20份。
6.根据权利要求2-5任一项所述的冶金工业用保温覆盖剂，其特征在于：
还加入石灰或石灰石作为碱度调节剂，石灰或者石灰石的用量为：不超过保温覆盖剂总质量的10%。
7.根据权利要求6所述的冶金工业用保温覆盖剂，其特征在于：所述菌糠≤5mm；熔点调节剂≤1mm；膨胀剂≤5mm；石灰或者石灰石≤1mm。
8.根据权利要求7所述的冶金工业用保温覆盖剂，其特征在于：保温覆盖剂的水分含量低于2%。
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