CN102503497A - 环保型的低碳镁碳砖 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种环保型的低碳镁碳砖，包括以下工艺步骤，组份比例按重量份数计：（1）将去除变质层和钢渣的废弃含碳耐火砖破碎、碾压、磁选，筛分得到粒径大于1mm和小于1mm的废砖颗粒；将小于1mm的废砖颗粒送入风选机中风选，得到平均比重≤2.4的轻组份和平均比重≥2.8的重组份；（2）将70~90份的镁砂、0~5份的碳素、2~25份的重组份、2~5份结合剂和0~5份抗氧化剂放入混炼机中混炼成泥料；（3）将泥料放入模具中加压成型得到镁碳砖砖坯；（4）将成型后得到的镁碳砖砖坯烘烤固化，即得到所述的环保低碳的镁碳砖。本发明从废弃镁碳砖中分离出主要成分为镁砂熟料的物料，将该物料添加到低碳镁碳砖中，增加了低碳镁碳砖的总气孔率，提高镁碳砖的抗热震性。
Description
技术领域
本发明涉及一种低碳的镁碳砖，尤其是一种环保型的低碳镁碳砖，属于耐火材料制备技术领域。
背景技术
自从把碳引入耐火材料制品以来，含碳耐火材料很快就发展成为耐火材料中的一类令人瞩目的优良材料品种。其中镁碳砖成为当下最重要和用量最大的炼钢用耐火材料品种。目前，我国每年用后的镁碳砖有几十万吨，其中一部分没有得到回收利用，或者是回收的镁碳砖没有得到充分利用。
处理含碳废耐火砖的通常办法是：分拣、破碎、均化、筛分，最后处理成各种粒度的废砖颗粒，如5~3mm、3~1mm和小于1mm的颗粒，然后把这些颗粒加入到新的耐火砖当中。多项研究表明加入大于1mm的颗粒对于新的耐火砖性能的影响较小，但是加入小于1mm的小颗粒废砖会严重影响新耐火砖的质量。
用后镁碳砖的回收利用对于节约资源、减少能耗、防止土地占用具有现实意义。近年来随着锂电池的发展，石墨资源日渐昂贵。充分的用好石墨资源可以有效降低耐火砖的成本。
出于冶炼特种钢材的需要，部分钢种要求耐火材料内衬的碳含量越低越好。镁碳砖中的碳含量降低后抗热震性显著下降，使用过程中容易出现断裂、剥落等现象。为了提高低碳镁碳砖的性能，常见的办法是添加低膨胀的原料和添加纳米级的碳素。前者有可能导致低碳镁碳砖的抗侵蚀性下降或是添加物对钢水有污染，后者对于大规模工业生产在工艺、环保、成本方面都有困难。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种环保型的低碳镁碳砖，实现镁碳耐火原料的循环利用，节能环保。
按照本发明提供的技术方案，所述环保型的低碳镁碳砖，特征是，包括以下工艺步骤，组份比例按重量份数计：
（1）将去除变质层和钢渣的用后镁碳砖破碎成最大粒径为3~6mm的废砖颗粒，将废砖颗粒在轮碾机上碾压20~90min后，再通过磁选机除铁，筛分得到粒径大于1mm和小于1mm的废砖颗粒；将小于1mm的废砖颗粒送入风选机中风选，风选机的风速为5~20m/s，得到平均比重≤2.4的轻组份和平均比重≥2.8的重组份；所述重组份中的碳含量为2~25%，氧化镁含量为70~90%，所述轻组份中的碳含量为50~70%，氧化镁含量约为20~40%；单位为重量百分数；
（2）混合：将70~97份的镁砂、0~5份的碳素、2~25份的重组份、2~5份结合剂和0~5份抗氧化剂放入混炼机中混炼成泥料，混炼时间为15~50min；单位为重量份；
（3）成型：将泥料放入模具中加压成型得到镁碳砖砖坯，所述成型压力为100~250MPa；
（4）固化：将成型后得到的镁碳砖砖坯烘烤固化，烘烘烤温度为120~280℃，烘烤时间为10~30小时，即得到所述的环保低碳的镁碳砖。
所述镁砂为氧化镁含量＞90%的烧结镁砂、海水镁砂或电熔镁砂，所述镁砂的粒度≤10mm。
所述碳素为石墨、人造石墨、碳黑、高温沥青粉中的一种或多种。
所述结合剂为酚醛树脂结合剂。
所述抗氧化剂为铝粉、硅粉、铝镁合金粉、铝硅合金粉、碳化硼、碳化硅、硼化钙、硼化锆、碳化钛中的一种或多种。
本发明具有以下优点：
（1）本发明从废弃镁碳砖中分离出以镁砂熟料为主要成分，含少量碳的物料，该物料中既有少量石墨碳，也有结合剂碳，还包裹有气孔；将该物料添加到低碳镁碳砖中，可以使碳得到更好的分散，还可以增加低碳镁碳砖的总气孔率，有利于提高低碳镁碳砖的抗热震性；
（2）本发明使废弃镁碳砖经回收处理后得到的小于1mm的部分得到有效利用，本发明通过风选的方式，提高了小颗粒的稳定性，使之可以更可靠的被利用；
（3）本发明有利于镁碳耐火原料的循环利用，具有节能环保的特点。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例一：一种环保低碳的镁碳砖，包括以下工艺步骤，组份比例按重量份数计（当含量为百分比是单位为重量百分数，下同）：
（1）将去除变质层和钢渣的用后镁碳砖破碎成最大粒径为6mm的废砖颗粒，所述用后镁碳砖中的碳含量为10%，氧化镁含量为85%；将废砖颗粒在轮碾机上碾压60min后，再通过磁选机除铁，筛分得到粒径为3~5mm、1~3mm和小于1mm的废砖颗粒，经检测，3~5mm和1~3mm的废砖颗粒料中的碳含量小于3%，小于1mm的废砖颗粒中的碳含量为30%；将小于1mm的废砖颗粒送入风选机中风选，风选机的风速为5m/s，得到平均比重≤2.4的轻组份和平均比重≥2.8的重组份；所述重组份中的碳含量为10%，氧化镁含量为80%，所述轻组份中的碳含量为50%，氧化镁含量约为20%；
（2）将74份的镁砂、1份的高温沥青粉、25份的重组份、2份酚醛树脂结合剂放入混炼机中混炼成泥料，混炼时间为25min；所述镁砂为氧化镁含量为98%的电熔镁砂，所述电熔镁砂的粒度≤6mm；
（3）将泥料放入模具中加压成型得到镁碳砖砖坯，所述成型压力为250MPa；
（4）固化：将镁碳砖砖坯烘烤固化，烘烘烤温度为280℃，烘烤时间为20小时，即得到所述的环保低碳的镁碳砖。所述环保低碳镁碳砖中使用了约四分之一的回收原料，实现了耐火原料循环利用的目的，而且该产品的体积稳定性好，耐侵蚀性强，适用于钢包渣线等部位。
实施例二：一种环保型的低碳镁碳砖，包括以下工艺步骤，组份比例按重量份数计：
（1）将去除变质层和钢渣的用后镁碳砖破碎成最大粒径为3mm的废砖颗粒，所述用后镁碳砖中的碳含量为18%，氧化镁含量为76%；将废砖颗粒在轮碾机上碾压90min后，再通过磁选机除铁，筛分得到粒径为1~3mm和小于1mm的废砖颗粒，经检测，1~3mm的废砖颗粒料中的碳含量小于3%，小于1mm的废砖颗粒中的碳含量为30%；将小于1mm的废砖颗粒送入风选机中风选，风选机的风速为20m/s，得到平均比重≤2.4的轻组份和平均比重≥2.8的重组份；所述重组份中的碳含量为22%，氧化镁含量为70%，所述轻组份中的碳含量为65%，氧化镁含量约为20%；
（2）将97份的海水镁砂、1份N220炭黑、2份重组份、5份酚醛树脂结合剂、1份铝粉、1份硅粉放入混炼机中混炼成泥料，室温下混炼，混炼时间为20min；所述海水镁砂中的氧化镁含量为97%，粒度≤5mm；
（3）将泥料放入模具中加压成型得到镁碳砖砖坯，所述成型压力为100MPa；
（4）固化：将成型后得到的镁碳砖砖坯烘烤固化，烘烘烤温度为120℃，烘烤时间为30小时，即得到所述的环保低碳的镁碳砖。
实施例三：一种环保低碳的镁碳砖，包括以下工艺步骤，组份比例按重量份数计：
（1）将去除变质层和钢渣的用后镁碳砖破碎成最大粒径为6mm的废砖颗粒，将废砖颗粒在轮碾机上碾压65min后，再通过磁选机除铁，筛分得到粒径为3~5mm、1~3mm和小于1mm的废砖颗粒；将小于1mm的废砖颗粒送入风选机中风选，风选机的风速为10m/s，得到平均比重≤2.4的轻组份和平均比重≥2.8的重组份；所述重组份中的碳含量为15%，氧化镁含量为80%，所述轻组份中的碳含量为60%，氧化镁含量约为30%；
（2）将50份的烧结镁砂、30份的电熔镁砂、5份的人造石墨、15份的重组份、4份酚醛树脂结合剂和5份碳化硅粉放入混炼机中混炼成泥料，混炼时间为30min；所述烧结镁砂中的氧化镁含量为97%，粒度为10~1mm；所述电熔镁砂中的氧化镁含量为98%，粒度≤1mm；
（3）将泥料放入模具中加压成型得到镁碳砖砖坯，所述成型压力为200MPa；
（4）固化：将成型后得到的镁碳砖烘烤固化，烘烤温度为200℃，烘烤时间为10小时，即得到所述的环保低碳的镁碳砖。
Claims (5)
1.一种环保型的低碳镁碳砖，其特征是，包括以下工艺步骤，组份比例按重量份数计：
（1）将去除变质层和钢渣的用后镁碳砖破碎成最大粒径为3~6mm的废砖颗粒，将废砖颗粒在轮碾机上碾压20~90min后，再通过磁选机除铁，筛分得到粒径大于1mm和小于1mm的废砖颗粒；将小于1mm的废砖颗粒送入风选机中风选，风选机的风速为5~20m/s，得到平均比重≤2.4的轻组份和平均比重≥2.8的重组份；所述重组份中的碳含量为2~25%，氧化镁含量为70~90%；单位为重量百分数；
（2）混合：将70~97份的镁砂、0~5份的碳素、2~25份的重组份、2~5份结合剂和0~5份抗氧化剂放入混炼机中混炼成泥料，混炼时间为15~50min；
（3）成型：将泥料放入模具中加压成型得到镁碳砖砖坯，所述成型压力为100~250MPa；
（4）固化：将成型后得到的镁碳砖砖坯烘烤固化，烘烘烤温度为120~280℃，烘烤时间为10~30小时，即得到所述的环保低碳的镁碳砖。
2.如权利要求1所述的环保型的低碳镁碳砖，其特征是：所述镁砂为氧化镁含量＞90%的烧结镁砂、海水镁砂或电熔镁砂，所述镁砂的粒度≤10mm。
3.如权利要求1所述的环保型的低碳镁碳砖，其特征是：所述碳素为石墨、人造石墨、碳黑、高温沥青粉中的一种或多种。
4.如权利要求1所述的环保型的低碳镁碳砖，其特征是：所述结合剂为酚醛树脂结合剂。
5.如权利要求1所述的环保型的低碳镁碳砖，其特征是：所述抗氧化剂为铝粉、硅粉、铝镁合金粉、铝硅合金粉、碳化硼、碳化硅、硼化钙、硼化锆、碳化钛中的一种或多种。
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