CN103253948B - 一种冶金中频炉用干式捣打料的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种冶金中频炉用干式捣打料的制备方法，该方法按质量百分比计由以下的组分放入研磨机研磨制得：废弃滑板颗粒26~50%，高铝矾土孰料5~20%，刚玉颗粒18~50%，镁砂颗粒5~17%，高温促烧剂1~7%，石英0.5~1%，硼酸0.5~1%；研磨后，所述的废弃滑板颗粒和高铝矾土孰料的粒径≤10mm，刚玉颗粒和镁砂颗粒的粒径≤1mm。本发明由于采用了上述的技术方案，与同行业中直接大量使用板状刚玉和特级矾土矿相比，在配料中用后的废弃滑板资源成为重要原料，大量节约了能耗，不仅回收了有用资源，大大减少了排入环境的废弃滑板量，经济可观、环境效益显著。

Description

一种冶金中频炉用干式捣打料的制备方法

技术领域

本发明涉及一种冶金用炉衬耐火材料，特别是涉及一种冶金中频炉用干式捣打料的制备方法。

背景技术

随着我国钢铁企业规模的扩大、炼钢技术不断更新、钢种不断增加，一系列冶金新技术、新工艺得到广泛地推广和应用，特别是中频炉技术。高效率、快速熔化、大型化已成为目前中频感应炉发展的新趋势，由此，对配套炉衬材料的成本和性能提出了更高的要求。

我国钢产量目前已经达到每年5亿吨左右，其中生产过程中钢包及连铸中间包上大量使用滑板。滑板多次使用后，由于孔径扩大和滑动面损伤被废弃，作为固体垃圾处理。这种处理方式不仅浪费了资源，而且由于铝碳质滑板难以自然消解而严重污染环境。因此，开展滑板循环再利用技术的研究，不仅可以降低成本，而且在工业固体废弃物的资源综合方面也有着深远的意义，是目前研究的热点课题。

中国发明专利申请（申请号：201110089060.1 申请日：2011-04-11）公开了生物法处理废弃滑板进行循环再利用的方法，该方法包括以下的步骤：①对废滑板粉体除锰铁处理，②硅酸杆菌对废弃滑板粉末进行脱硅，③曲霉菌对废弃滑板粉末进行脱铁，④水洗至中性烘干。本项目采用生物技术脱硅脱铁锰可以有效节能减排，同时消除了难降解的铝碳质滑板对环境的污染，有利于环保。

中国发明专利申请（申请号：201110089061.6 申请日：2011-04-11）公开了一种采用废弃滑板材料的滑板工作面耐火材料组合物，该组合物按重量百分比计由以下的组份构成：废弃滑板粉末30%~40%，刚玉36%～60%，氧化铝微粉2.4%-3.6%，磷质石墨1.6%～2.4%，添加剂1.7%～2.6%；所述的废弃滑板粉末的化学成分Al2O3为80%～93.4%，SiO2含量为9.51%～14%，Fe2O3含量为1%以下。

中国发明专利申请（201110089057.X 申请日：2011-04-11）公开了一种采用废弃滑板材料的滑板非工作面耐火材料组合物，该组合物按重量百分比计由以下的组份构成：废弃滑板粉末30%～40%，特级矾土35%～55%，刚玉6%～9%，石墨0.8%～1.2%，结合剂3.5%～4%，添加剂1.0%～1.5%；所述的废弃滑板粉末的化学成分Al2O3为80%～93.4%，SiO2含量为9.51%～14%，Fe2O3含量为1%以下。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种冶金中频炉用干式捣打料的制备方法，该发明与同行业中直接大量使用板状刚玉和特级矾土矿相比，在配料中用后的废弃滑板资源成为重要原料，大量节约了能耗，不仅回收了有用资源，大大减少了排入环境的废弃滑板量，经济可观、环境效益显著。

为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：

一种冶金中频炉用干式捣打料的制备方法，该方法按质量百分比计由以下的组分放入研磨机研磨制得：

废弃滑板颗粒26~50%，

高铝矾土孰料5~20%，

刚玉颗粒18~50%，

镁砂颗粒5~17%，

高温促烧剂1~7%，

石英0.5~1%，

硼酸0.5~1%；

研磨后，所述的废弃滑板颗粒和高铝矾土孰料的粒径≤10mm，刚玉颗粒和镁砂颗粒的粒径≤1mm。

作为优选，该干式捣打料按质量百分比计由以下的组分构成：

废弃滑板颗粒30~45%，

高铝矾土孰料10~15%，

刚玉颗粒20~45%，

镁砂颗粒8~15%，

高温促烧剂2~6%，

石英0.5~1%，

硼酸0.5~1%。

作为优选，研磨后，所述的刚玉颗粒由粒径为1～0.1 mm 的白刚玉、1～0.1 mm的板状刚玉和≤0.1 mm的刚玉细粉构成，白刚玉为5-15%，板状刚玉7-15%，刚玉细粉为6-20%。

作为优选，研磨后，所述的废弃滑板颗粒的粒径1~8mm，高铝矾土孰料的粒径0~8mm。

作为再优选，研磨后，所述的高铝矾土孰料8 ~5mm、5 ~3mm、3 ~ 1mm、1 ~ 0mm 四种粒级分别为8~15:15~30:10~25:0~5。

作为再优选，研磨后，所述废弃滑板颗粒8~ 5mm、5 ~ 3mm、3 ~ 1mm三种粒级分别为5~15:15~30:10~25。

作为优选，研磨后，所述的镁砂颗粒由粒径为1～0.1 mm的电熔镁砂和≤0.1 mm 的电熔镁砂构成，1～0.1 mm的电熔镁砂为2-7%，≤0.1 mm 的电熔镁砂为3-10%。

作为优选，所述的废弃滑板颗粒的化学成分包括Al₂O₃为85％～93.4％，SiO₂含量为4.5％～10％。

作为优选，所述的高温促烧剂选用硅粉和SiC粉中的一种或两种混合。

本发明由于采用了上述的技术方案，与同行业中直接大量使用板状刚玉和特级矾土矿相比，在配料中用后的废弃滑板资源成为重要原料，大量节约了能耗，不仅回收了有用资源，大大减少了排入环境的废弃滑板量，经济可观、环境效益显著。进一步，本发明由于采用了调节原料的临界粒径和颗粒级配技术，在配料阶段的分级使用，最终使捣打料材料既能获得较紧密的颗粒堆积，又能具有好的烧结性能。

具体实施方式

实施例1

对废弃滑板粉末原料进行球磨粉碎，采用永磁辊式强磁选矿机与脉动高梯度磁选机联用，回收锰铁。在带搅拌装置的生物滤池中，加入1 t已经强磁处理过的废滑板粉和10 m³硅酸杆菌和浓曲霉菌溶液。在25℃的无消毒条件下进行了7 昼夜，其固液比为1∶3，浸出时间为7昼夜，加入相应的生物药剂。最终废弃滑板粉末化学成分Al₂O₃提高到90.2％，SiO₂含量降低到5.60％，铝硅比达到16.1。浸溶前后化学分析结果表明，Fe₂O₃降低率最高为3.7%，最低为0.9%。

10千瓦研磨机，工作时间5小时，颗粒临界粒径和颗粒级配( w) 为：高铝矾土孰料8 ～5mm、5 ～3mm、3 ～ 1mm、1 ～ 0mm 四种粒级总计为5%，重量比例为15:25:9:1；回收的废弃滑板二次颗粒 8～ 5mm、5 ～ 3mm、3 ～ 1mm 三种粒级总计为50%，重量比例为15:25:10；1～0.1 mm 的白刚玉、板状刚玉和电熔镁砂分别为5%、7%和 2%，≤0.1 mm刚玉细粉为20%，≤0.1 mm 的电熔镁砂为10%， ≤0.005 mm 的硅粉1%。最终原料配比为：废弃滑板50%，高铝矾土5%，刚玉32%，镁砂12%，硅粉1%，石英0.5%（外加），硼酸1%（外加）。

本产品中频炉干式捣打料烧结后，炉衬由里到外，形成一定厚度的烧结层、半烧结层和松散层。烧结层坚硬质密，可阻挡各种金属液的渗漏与侵蚀，使用温度高于石英质50～100℃。产品的主要技术指标基本达到了国外同类产品的标准，适用于1～40吨中频炉，炉龄在80次以上，产品的主要技术性能达到国外同类产品的先进水平，而且价格仅为进口同类产品的30%左右，具有良好的性价比。

产品性能：体积密度(110℃×24h) ≥2.60 g/cm³；抗折强度(800℃×3h)≥7.0MPa；耐压强度(800℃×3h)≥25MPa；耐火度＞1790℃。

实施例2

废弃滑板粉末处理与实施例1相同， 10千瓦研磨机，工作时间12小时，颗粒临界粒径和颗粒级配( w) 为：高铝矾土孰料8 ～5mm、5 ～3mm、3 ～ 1mm、1 ～ 0mm 四种粒级总计为20%，重量比例为8:17:20:5；回收的废弃滑板二次颗粒( 8～ 5mm、5 ～ 3mm、3 ～ 1mm 三种粒级总计为26%，重量比例为5:30:25；1～0.1 mm 的白刚玉、板状刚玉和电熔镁砂分别为15%、15%和 7%，≤0.1 mm刚玉细粉为6%，≤0.1 mm 的电熔镁砂为3%， ≤0.005 mm 的SiC粉7%。最终原料配比为：废弃滑板26%，高铝矾土20%，刚玉36%，镁砂10%，SiC粉7%，石英1%（外加），硼酸0.5%（外加）。

本产品中频炉干式捣打料烧结后，炉衬由里到外，形成一定厚度的烧结层、半烧结层和松散层。烧结层坚硬质密，可阻挡各种金属液的渗漏与侵蚀，使用温度高于石英质50～100℃。产品的主要技术指标基本达到了国外同类产品的标准，适用于1～40吨中频炉，炉龄在80次以上，产品的主要技术性能达到国外同类产品的先进水平，而且价格仅为进口同类产品的30%左右，具有良好的性价比。

产品性能：体积密度(110℃×24h) ≥2.60 g/cm³；抗折强度(800℃×3h)≥7.0MPa；耐压强度(800℃×3h)≥25MPa；耐火度＞1790℃。

实施例3

废弃滑板粉末处理与实施例1相同， 10千瓦研磨机，工作时间6小时，颗粒临界粒径和颗粒级配( w) 为：高铝矾土孰料8 ～5mm、5 ～3mm、3 ～ 1mm、1 ～ 0mm 四种粒级总计为12%，重量比例为13:24:10:3；回收的废弃滑板二次颗粒( 8～ 5mm、5 ～ 3mm、3 ～ 1mm 三种粒级总计为38%，重量比例为12:25:13；1～0.1 mm 的白刚玉、板状刚玉和电熔镁砂分别为10%、13%和 4%，≤0.1 mm刚玉细粉为14%，≤0.1 mm 的电熔镁砂为5%， ≤0.005 mm 的SiC粉2%、硅粉2%。最终原料配比为：废弃滑板38%，高铝矾土12%，刚玉37%，镁砂9%，SiC粉2%、硅粉2%，石英0.8%（外加），硼酸0.7%（外加）。

本产品中频炉干式捣打料烧结后，炉衬由里到外，形成一定厚度的烧结层、半烧结层和松散层。烧结层坚硬质密，可阻挡各种金属液的渗漏与侵蚀，使用温度高于石英质50～100℃。产品的主要技术指标基本达到了国外同类产品的标准，适用于1～40吨中频炉，炉龄在80次以上，产品的主要技术性能达到国外同类产品的先进水平，而且价格仅为进口同类产品的30%左右，具有良好的性价比。

产品性能：体积密度(110℃×24h) ≥2.60 g/cm³；抗折强度(800℃×3h)≥7.0MPa；耐压强度(800℃×3h)≥25MPa；耐火度＞1790℃。

实施例4

废弃滑板粉末处理与实施例1相同， 10千瓦研磨机，工作时间10小时，颗粒临界粒径和颗粒级配( w) 为：高铝矾土孰料8 ～5mm、5 ～3mm、3 ～ 1mm、1 ～ 0mm 四种粒级总计为16%，重量比例为10:18:18:4；回收的废弃滑板二次颗粒( 8～ 5mm、5 ～ 3mm、3 ～ 1mm 三种粒级总计为32%，重量比例为10:26:24；1～0.1 mm 的白刚玉、板状刚玉和电熔镁砂分别为12%、14%和 5%，≤0.1 mm刚玉细粉为11%，≤0.1 mm 的电熔镁砂为4%， ≤0.005 mm 的SiC粉2%、硅粉4%。最终原料配比为：废弃滑板32%，高铝矾土16%，刚玉37%，镁砂9%，SiC粉2%、硅粉4%，石英1%（外加），硼酸0.5%（外加）。

本产品中频炉干式捣打料烧结后，炉衬由里到外，形成一定厚度的烧结层、半烧结层和松散层。烧结层坚硬质密，可阻挡各种金属液的渗漏与侵蚀，使用温度高于石英质50～100℃。产品的主要技术指标基本达到了国外同类产品的标准，适用于1～40吨中频炉，炉龄在80次以上，产品的主要技术性能达到国外同类产品的先进水平，而且价格仅为进口同类产品的30%左右，具有良好的性价比。

产品性能：体积密度(110℃×24h) ≥2.60 g/cm³；抗折强度(800℃×3h)≥7.0MPa；耐压强度(800℃×3h)≥25MPa；耐火度＞1790℃。

Claims (3)

1.一种冶金中频炉用干式捣打料的制备方法，其特征在于该方法按质量百分比计由以下的组分放入研磨机研磨制得：

废弃滑板颗粒26~50%，

高铝矾土孰料5~20%，

刚玉颗粒18~50%，

镁砂颗粒5~17%，

高温促烧剂1~7%，

石英0.5~1%，

硼酸0.5~1%；

研磨后，刚玉颗粒由粒径为1~0.1 mm 的白刚玉、1~0.1 mm的板状刚玉和≤0.1 mm的刚玉细粉构成，白刚玉为5-15%，板状刚玉7-15%，刚玉细粉为6-20%；

研磨后，所述的废弃滑板颗粒的粒径1~8mm，废弃滑板颗粒8~ 5mm、5 ~ 3mm、3 ~ 1mm三种粒级分别为5~15:15~30:10~25；高铝矾土孰料的粒径0~8mm，高铝矾土孰料8 ~5mm、5 ~3mm、3 ~ 1mm、1 ~ 0mm 四种粒级分别为8~15:15~30:10~25:0~5；

研磨后，镁砂颗粒由粒径为1~0.1 mm的电熔镁砂和≤0.1 mm 的电熔镁砂构成，1~0.1 mm的电熔镁砂为2-7%，≤0.1 mm 的电熔镁砂为3-10%；

所述的高温促烧剂选用硅粉和SiC粉中的一种或两种混合。

2.根据权利要求1所述的一种冶金中频炉用干式捣打料的制备方法，其特征在于该干式捣打料按质量百分比计由以下的组分构成：

废弃滑板颗粒30~45%，

高铝矾土孰料10~15%，

刚玉颗粒20~45%，

镁砂颗粒8~15%，

高温促烧剂2~6%，

石英0.5~1%，

硼酸0.5~1%。

3.根据权利要求1或2所述的一种冶金中频炉用干式捣打料的制备方法，其特征在于废弃滑板颗粒的化学成分包括Al₂O₃为85％~93.4％，SiO₂含量为4.5％~10％。