CN102942372A - 一种使用废弃镁碳砖为原料生产再生镁碳砖的制造方法 - Google Patents

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赵有恒
张双飞
车生涛
吕冬冬
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Abstract

本发明公开了一种使用废弃镁碳砖为原料生产再生镁碳砖的制造方法，将含铝类镁碳砖进行水浸泡处理后与不含铝的镁碳砖除去表面渣层；用鄂破或对辊方法破碎原料为1-5mm粒径；用混料机和轮碾机对破碎后的原料加工，用筛选机进行筛选和筛分；用磁体对原料中的含铁颗粒进行去除；骨料与粉料比列为68:32，骨料为磁选后的破碎料和电熔镁砂，粉料和制备工艺与正常镁碳砖生产工艺相同。本发明公开的方法将使用后耐火材料再利用不仅可节约国家的矿产资源和能源,而且也可减少环境污染,大大降低耐火材料的成本。本发明制造的再生镁碳砖的性能、使用和质量控制进行研究，再生的镁碳砖达到了正常镁碳砖的指标水平。

Description

一种使用废弃镁碳砖为原料生产再生镁碳砖的制造方法
技术领域
本发明涉及冶金行业耐火材料生产的技术领域，具体是涉及一种使用废弃镁碳砖为原料生产再生镁碳砖的制造方法。
背景技术
随着冶金等行业的快速发展，耐火材料资源紧缺问题越来越突出。目前我国耐火材料的生产量和消耗量均举世界第一。从吨钢耐火材料消耗来看，我国平均在20kg以上，最好水平在12kg以上，而日本却不足5kg。因此耐火材料的再生利用意义非凡。
在使用后的镁碳砖的重复利用方面主要存在物理和化学两方面的难题，一般情况废弃掉或当做其他行业领域的基料廉价卖掉。在物理原因方面主要由于工作面上往往被不连续地粘上一层很薄的渣,也是就是镁碳砖挂渣，同时由于砖被钢渣侵蚀后产生一层变质层，主要为低熔物，这层渣与变质层不利于耐火材料的再生；其非工作面往往因氧化而变白,使其碳含量较原始镁碳砖的低，同时添缝料镁砂烧结后部分粘附在非工作面上；在砖与砖之间或砖的裂缝内,有时会夹一层铁片，有的粘附火泥。在化学原因方面由于冶金炉的特殊环境造成镁碳砖内成分的大幅变化，如果直接当做原料来生产镁碳砖会造成无法成型或开裂，耐火性能过差等现象。
发明内容
本发明的目的就是要针对上述现有技术的不足和缺点,提供一种使用废弃镁碳砖为原料生产再生镁碳砖的制造方法，该方法针对上述现有技术中的问题，认真分析后找到简单的处理办法，使用后的镁碳砖可以作为原料来生产镁碳砖，将其不再作为废料处理，而是作为可再生资源利用，不仅可节约国家的矿产资源和能源,而且也可减少环境污染,大大降低耐火材料的成本。因此,用后耐火材料的再利用不但对企业效益和社会效益有重要意义,也是利在当代,功在千秋的大事。
为达到上述技术效果，本发明采用如下的技术方案：
（1）、原料分拣:将使用过的镁碳砖分类，分为含铝类和不含铝类；
（2）、初步原料除渣：对于含铝类镁碳砖进行水浸泡处理后与不含铝的镁碳砖一起利用敲击或铲除或轻辊碾压除去表面渣层；
（3）、原料破碎：使用鄂破或对辊方法破碎原料为1-5mm的颗粒粒径；
（4）、原料筛选：使用混料机和轮碾机对破碎后的原料加工，并使用筛选机进行筛选和筛分；
（5）、原料磁选：使用磁体对原料中的含铁颗粒进行去除；
（6）、再生转制备：骨料与粉料比列为68:32，骨料为磁选后的破碎料和电熔镁砂，粉料和制备工艺与正常镁碳砖生产工艺相同。
优选的，所述步骤（3）、（4）和（5）可同时进行。
优选的，所述步骤（5）中的磁体为永磁铁或电磁铁。
优选的，所述步骤（6）的粉料中加入氧化铝作为促烧剂。
优选的，所述步骤（6）中磁选后的破碎料使用量为30%-40%。
优选的，所述步骤（6）中磁选后的破碎料使用量为30%。
本发明的有益效果：
本发明公开的方法将使用后耐火材料再利用不仅可节约国家的矿产资源和能源,而且也可减少环境污染,大大降低耐火材料的成本。因此,用后耐火材料的再利用不但对企业效益和社会效益有重要意义,也是利在当代,功在千秋的大事。本发明制造的再生镁碳砖的性能、使用和质量控制进行研究，再生的镁碳砖达到了正常镁碳砖的指标水平。
具体实施方式
酒钢由于钢铁主体产能的扩张，每年仅本部产生的用后镁碳砖可达到5000-7000t左右。从钢包或转炉上拆下来的用后镁碳砖,其非工作面往往因氧化而变白,使其碳含量较原始镁碳砖的低，同时添缝料镁砂烧结后部分粘附在非工作面上；其工作面往往被不连续地粘上一层很薄的渣,也是就是镁碳砖挂渣，同时由于砖被钢渣侵蚀后产生一层变质层，主要为低熔物，这层渣与变质层不利于耐火材料的再生；在砖与砖之间或砖的裂缝内,有时会夹一层铁片，有的粘附火泥。
将转炉和钢包内的砖通过分选后分为含铝类和不含铝的，制造镁碳砖用的结合剂经过使用后会炭化成为碳,这是镁碳砖的有益成分,它不会降低作为原料的纯度和性能,不是砖中的杂质。但是,对于砖中添加物的情况就不一样了：对含铝的镁碳砖经过高温后，添加物铝粉与碳发生反应（4Al+3C=Al4C3）而生成碳化铝晶须,而碳化铝遇水易发生水化反应:Al 4 C 3 +12H 2 O=4Al（OH） 3 +3CH 4
不计生成气体的体积，仅此反应生成的固体体积就增大了1.65倍。这么大的体积增加，导致了镁碳砖的粉化和开裂。因此，须除去其中的碳化铝，在再生镁碳砖前先进行水化处理，预先把碳化铝除去，这样就解决了再生镁碳砖的粉化和开裂；另一方面，碳化铝经过一系列的变化会形成氧化铝,进而再生成镁铝尖晶石，对提高砖的抗侵蚀性有好处。
对于添加物硅粉，在高温使用后一般转化成了SiC，仍可以作为抗氧化剂而提高再生镁碳砖的抗氧化性，因此不必除去。对于碳化硼，它是非常良好的抗氧化剂，在用后镁碳砖里仍然保持原状，留在再生镁碳砖内仍能发挥良好的抗氧化作用。但是，在用后镁碳砖的脱碳层里,碳化硼转化成了氧化硼，高温下它会与氧化镁反应生成低熔物。因此，对于含有碳化硼的镁碳砖，在再生前应将其脱碳层剥除。
利用敲击或铲除或轻辊碾压除去表面渣层，使用鄂破或对辊的方法将去渣后的原料进行破碎，破碎粒径级别为1-5mm，破碎后的物料会被细粉颗粒包裹表面形成“假颗粒”，经混料机和轮碾机加工处理7分钟后使用筛分机直接筛选和筛分，筛分后使用电磁铁进行铁颗粒去除，这几个步骤可以连续进行也可以同时进行。
磁选后的破碎料作为骨料的一种用于生产再生镁碳砖，其中骨料与粉料比例为68：32，骨料除回收料外其他为电熔镁砂，粉料中石墨、防氧化剂、高温沥青、树脂加入量等保持不变，剩余为镁砂细粉。经镁碳砖混炼、困料、成型、干燥等工艺后（工艺保持与正常镁碳砖工艺不变），切试样为100*100*100，每个配比各制样3块，在110℃烘干至恒重，检测常温耐压强度，切试样为50*50*10，每个配比各制样3块，在110℃烘干至恒重后抽真空，检测体积密度与气孔率，MgO含量检测按照GB/T13246进行，试验室检测指标如表一所示：
表一：产出样品的检测结果
  样品1 样品2 样品3 样品4 样品5 样品6 镁碳砖
体密度（g/cm3） 2.88 2.95 2.91 2.82 2.92 2.90 2.94
气孔率 10.48 5.89 6.05 9.74 6.82 5.87 4-5
常温耐压（Mpa） 44.00 51.92 45.83 38.33 50.3 45.57 45-55
Mg含量（%） 79.93 79.18 78.42 78.91 78.47 77.92 79-81
根据对再生镁碳砖检测的指标对比分析，样品2与样品5体密与气孔率较其他配比好，主要是由于这两种配比中额外加入了氧化铝粉作为促烧剂，使得制品烧结过程中更加致密化，同时还由于添加氧化铝微粉，能够填充制品中气孔。
据对再生镁碳砖的实际使用情况，2011年3-8月份共计在120t精炼钢包包壁上工业试验21套，再生料加入量30%的试验19套，40%加入量的试验2套，30%加入量再生镁碳砖比预期试验目标平均75炉高5.26炉，达到或优于了预期目标。2011年1-12月二炼钢包壁镁碳砖平均包龄为75.5炉。40%加入量再生镁碳砖比预期试验目标平均75炉高1炉。
本发明使用废弃镁碳砖为原料生产再生镁碳砖的制造方法，该方法认真分析后找到简单的处理办法，可以使用后的镁碳砖可以作为原料来生产镁碳砖，将其不再作为废料处理，而是作为可再生资源利用，不仅可节约国家的矿产资源和能源,而且也可减少环境污染,大大降低耐火材料的成本。因此,用后耐火材料的再利用不但对企业效益和社会效益有重要意义,也是利在当代,功在千秋的大事。本发明制造的再生镁碳砖的性能、使用和质量控制进行研究，再生的镁碳砖达到了正常镁碳砖的指标水平。
这些耐火材料多数没有产生高附加值，使用后直接废弃掉或当做其他行业领域的基料廉价卖掉，若这些用后耐火材料经过拣选、分类和特殊的工艺处理,不但可以生产优质的不定形耐火材料,而且还能再生出优质的定形产品以及其他材料。
以上所述的仅是本发明的优选实例。应当指出对于本领域的普通技术人员来说，在本发明所提供的技术启示下，作为本领域的公知常识，还可以做出其它等同变型和改进，也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种使用废弃镁碳砖为原料生产再生镁碳砖的制造方法，其特征在于：该方法采用如下步骤：
（1）、原料分拣:将使用过的镁碳砖分类，分为含铝类和不含铝类；
（2）、初步原料除渣：对于含铝类镁碳砖进行水浸泡处理后与不含铝的镁碳砖一起利用敲击或铲除或轻辊碾压除去表面渣层；
（3）、原料破碎：使用鄂破或对辊方法破碎原料为1-5mm粒径；
（4）、原料筛选：使用混料机和轮碾机对破碎后的原料加工，并使用筛选机进行筛选和筛分；
（5）、原料磁选：使用磁体对原料中的含铁颗粒进行去除；
（6）、再生转制备：骨料与粉料比列为68:32，骨料为磁选后的破碎料和电熔镁砂，粉料和制备工艺与正常镁碳砖生产工艺相同。
2.根据权利要求1所述一种使用废弃镁碳砖为原料生产再生镁碳砖的制造方法，其特征在于：所述步骤（3）、（4）和（5）可同时进行。
3.根据权利要求1所述一种使用废弃镁碳砖为原料生产再生镁碳砖的制造方法，其特征在于：所述步骤（5）中的磁体为永磁铁或电磁铁。
4.根据权利要求1所述一种使用废弃镁碳砖为原料生产再生镁碳砖的制造方法，其特征在于：所述步骤（6）的粉料中加入氧化铝作为促烧剂。
5.根据权利要求1所述一种使用废弃镁碳砖为原料生产再生镁碳砖的制造方法，其特征在于：所述步骤（6）中磁选后的破碎料使用量为30%-40%。
6.根据权利要求1所述一种使用废弃镁碳砖为原料生产再生镁碳砖的制造方法，其特征在于：所述步骤（6）中磁选后的破碎料使用量为30%。
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