CN103396142A - 具有低热导率、高使用性能的复合镁钙砖及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有低热导率、高使用性能的复合镁钙砖及其制造方法，包括如下工艺步骤和技术方案：①通过锯齿形隔料板，将压砖机模腔分成工作端与非工作端两个模腔，采用两种技术方案混制泥料，并加入相应的模腔内，抽出隔料板、成型；②非工作端技术方案采用如下原料组成：废弃镁钙砖砂、20镁钙砂、95中档镁砂粉、白云石粉、轻烧氧化镁粉、结合剂。非工作端和工作端分别通过混炼、成型、烧成等工序制得。本发明技术方案所制镁钙砖，在不降低工作端使用性能的前提下，既合理增加废弃镁钙砖的利用率，节约原料资源，又降低了导热率，有效减少使用过程中的热损失量。

Description

具有低热导率、高使用性能的复合镁钙砖及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种具有低热导率、高使用性能的复合镁钙砖及其制造方法，属于不锈钢冶炼炉用耐火材料技术领域。

背景技术

近年来，随着不锈钢的发展，我国已经成为世界上最大的不锈钢生产国和消费国，虽然大大促进了镁钙系耐火材料的发展、技术上的进步以及其使用消耗量，但同时也带来了几点主要问题：

1、不锈钢已经进入产能过剩状态，加之近年国际经济环境不好，不锈钢生产企业竞争激烈，因此不得不降低生产成本，这就迫使耐火材料生产企业在降低生产成本的同时保证产品的质量。

2、随着镁钙砖的广泛应用，必然产生大量的废弃镁钙砖。由于废弃镁钙砖不仅占用大量的堆放土地、污染环境，而且对可用资源造成了极大的浪费，因此，开展拆后废镁钙砖的回收再利用具有非常现实的意义。据报道，一些生产镁钙砖耐火企业为了降低其生产成本，在新原料中直接掺加部分废弃镁钙砖粉碎颗粒料进行生产，如专利2012104896118中公开的一种镁钙再生砖的制备方法。但由于使用后的镁钙砖在存放期间极易水化、粉化，而改变了原镁钙砖的组份结构，其体积密度大大降低，强度和荷重软化温度也降低，因此当其作为原料添加到制作镁钙砖的新原料中时，势必影响镁钙砖的产品质量。

另外，镁钙砖因具有高的体积密度、低气孔率等性能，所以导致镁钙砖的热导率相对较高、冶炼过程中炉体热损失较大。如何在保证镁钙砖使用性能的同时，降低镁钙砖热导率，提高热效率，对不锈钢生产企业来说也是一种降低生产成本的渠道和方法。

众所周知，镁钙砖主要应用于AOD炉、GOR炉等不锈钢与特种钢冶炼炉工作衬。以AOD炉和GOR炉为例，渣线、熔池和风眼区通常使用高材质镁钙砖，以50~55镁钙砂和电熔镁砂为主要原料，镁钙砖长度一般在500~1000mm，用后残砖长度一般在200~450mm；渣线以上部位一般采用普通镁钙砖，用后残砖长度一般在150~250mm。拆卸后的残砖量较大，且不容易回收再利用，不仅造成了资源的浪费，同时也污染环境。另外，现镁钙砖生产企业均采用一段式整体制造，对使用的优质耐火原料也是一种浪费。 

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种合理利用废弃镁钙砖制造具有低热导率、高使用性能且成本较低的复合镁钙砖及其制造方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种具有低热导率、高使用性能的复合镁钙砖，由非工作端和工作端两部分压制而成，其中非工作端是由以下原料按重量份配比制成的：

5mm~2mm                 20镁钙砂                    9~15份、

2mm~0mm                 20镁钙砂                     3~ 9份、

≤ 0.088mm              20镁钙砂粉                  8 ~ 20份、

5mm~2mm              废弃镁钙砖砂                 30~36份、

2mm~0mm              废弃镁钙砖砂                 18~24份、

≤ 0.088mm             95中档镁砂粉                 6~10份、

≤ 0.045mm                 白云石粉                      1~5份、

≤ 0.045mm               轻烧氧化镁粉                  1~5份、

结合剂                        2~5份；

工作端是由以下原料按重量份配比制成的：

10mm~5mm               55镁钙砂                     5份、

5mm~2mm                 55镁钙砂                    30份、

2mm~0mm                 55镁钙砂                    20份、

10mm~5mm             98电熔镁砂                     6份、

5mm~2mm              98电熔镁砂                      6份、

2mm~0mm              98电熔镁砂                      6份、

≤ 0.088mm             98电熔镁砂粉                  27份、

结合剂                        2~5份。

所述的结合剂为石蜡。

一种上述复合镁钙砖的制造方法，包括如下工艺步骤：

1）废弃镁钙砖的拣选与去杂：对回收的废弃镁钙砖进行拣选，同时对大块粘连砖作适当破碎，去除废弃镁钙砖的变质层、表面杂质及残渣、残钢后，入原料库以待使用；

2）原料粉碎筛分：将非工作端和工作端所述各种原料分别经鄂式破碎和对辊破碎后，进行筛分和粒度分级，获得如权利要求1或2所述的工作端和非工作端各原料相应的粒度级料与细粉，备用；

3）非工作端细粉料预混：按权利要求1或2所述的重量份配比，取非工作端中≤ 0.088mm的20镁钙砂粉、≤ 0.088mm的95中档镁砂粉、≤ 0.045mm的白云石粉、和≤ 0.045mm轻烧氧化镁粉，混合均匀，得细粉预混料，备用； 

4）非工作端和工作端各自混料：按权利要求1或2所述的非工作端重量份配比，先将5mm~2mm的20镁钙砂、2mm~0mm的20镁钙砂、5mm~2mm的废弃镁钙砖砂和2mm~0mm的废弃镁钙砖砂加入混砂机中干混5~7分钟，然后加入结合剂石蜡混5~7分钟，再加入细粉预混料混8~12分钟后出料；按权利要求1或2所述的工作端重量份配比，先将10mm~5mm的55镁钙砂、5mm~2mm的55镁钙砂、2mm~0mm的55镁钙砂、10mm~5mm的98电熔镁砂、5mm~2mm的98电熔镁砂和2mm~0mm的98电熔镁砂加入另一个混砂机中干混5~7分钟，然后加入结合剂石蜡混5~7分钟，再加入0.088mm的98电熔镁砂粉混8~12分钟后出料；

5）晾料：将非工作端和工作端各自混好的泥料分别送至晾料平台进行翻料、散热、降温，温度降至室温；

6）成型：采用一锯齿形隔料板插于压砖机模腔内的设定位置，锯齿形隔料板将模腔分成非工作端与工作端两个模腔，向两个模腔分别倒入上述步骤4）制出的非工作端和工作端两种泥料，然后抽出锯齿形隔料板，开始压制成型；

7）烧成：将上述成型砖坯码放到隧道窑窑车上，送入隧道窑内进行烧成，烧成温度低于1560℃，烧成时间70~90分钟。

8）出窑的镁钙砖冷却后，经拣选、磨砖、抽真空包装后入成品库。

本发明的有益效果：本发明通过采用一锯齿形隔料板将压砖机模腔分成工作端与非工作端两个模腔，并将所述工作端与非工作端两种技术方案制备的镁钙砖泥料加入相应的模腔内进行生产，在保证镁钙砖使用性能不受影响的前提下，在非工作端合理的加入废弃镁钙砖砂(最高加入量为60%)，这样不仅解决了废弃镁钙砖对环境污染的问题，同时提高了资源利用率，降低了生产成本；另外，锯齿形隔料板的使用可增加两种泥料的接触面积，对两者更好的结合、降低裂纹起着至关重要的作用；非工作端技术方案中所述的白云石粉、轻烧氧化镁粉均有较高的烧失量，在烧成低温段，白云石中MgCO₃、CaCO₃分解出来的MgO、CaO有较高的反应活性，在较低温度下即可发生反应起到强化基质强度的作用，另外烧成低温段产生的烧失及二氧化碳在其内部会形成微小气泡，加之废弃镁钙砖砂中的假颗粒料，会降低该部分的体积密度，增加封闭的气孔率，降低镁钙砖的导热系数，使其具有较好的保温性能。总之，通过该发明方法生产的镁钙砖，在不降低镁钙砖使用性能的前提下，既合理的利用了废弃镁钙砖、增加了废镁钙砖的使用量、节约了原料资源，又降低了镁钙砖的导热率，有效的减少了使用过程中的热损失。

实施例1

一种具有低热导率、高使用性能的复合镁钙砖，由非工作端和工作端两部分压制而成，其中非工作端是由以下原料按重量份配比制成的：

5mm~2mm               20镁钙砂                    15份、

2mm~0mm               20镁钙砂                     9份、

≤ 0.088mm              20镁钙砂                     8份、

5mm~2mm              废弃镁钙砖砂                 30份、

2mm~0mm              废弃镁钙砖砂                 18份、

≤ 0.088mm              95中档镁砂粉               10份、

≤ 0.045mm              白云石粉                       5份、

≤ 0.045mm              轻烧氧化镁粉                 5份、

石蜡                       2~5份、

工作端是由以下原料按重量份配比制成的：

10mm~5mm              55镁钙砂                     5份、

5mm~2mm               55镁钙砂                     30份、

2mm~0mm               55镁钙砂                     20份、

10mm~5mm             98电熔镁砂                    6份、

5mm~2mm              98电熔镁砂                    6份、

2mm~0mm              98电熔镁砂                    6份、

≤ 0.088mm            98电熔镁砂粉                 27份、

石蜡                          2~5份。

一种上述复合镁钙砖的制造方法，包括如下工艺步骤：

1）废弃镁钙砖的拣选与去杂：对回收的废弃镁钙砖进行拣选，同时对大块粘连砖作适当破碎，去除废弃镁钙砖的变质层、表面杂质及残渣、残钢后，入原料库以待使用；

2）原料粉碎筛分：将非工作端和工作端所述各种原料分别经鄂式破碎和对辊破碎后，进行筛分和粒度分级，获得如权利要求1或2所述的工作端和非工作端各原料相应的粒度级料与细粉，备用；

3）非工作端细粉料预混：按权利要求1或2所述的重量份配比，取非工作端中≤ 0.088mm的20镁钙砂粉、≤ 0.088mm的95中档镁砂粉、≤ 0.045mm的白云石粉、和≤ 0.045mm轻烧氧化镁粉，混合均匀，得细粉预混料，备用； 

4）非工作端和工作端各自混料：按权利要求1或2所述的非工作端重量份配比，先将5mm~2mm的20镁钙砂、2mm~0mm的20镁钙砂、5mm~2mm的废弃镁钙砖砂和2mm~0mm的废弃镁钙砖砂加入混砂机中干混5~7分钟，然后加入结合剂石蜡混5~7分钟，再加入细粉预混料混8~12分钟后出料；按权利要求1或2所述的工作端重量份配比，先将10mm~5mm的55镁钙砂、5mm~2mm的55镁钙砂、2mm~0mm的55镁钙砂、10mm~5mm的98电熔镁砂、5mm~2mm的98电熔镁砂和2mm~0mm的98电熔镁砂加入另一个混砂机中干混5~7分钟，然后加入结合剂石蜡混5~7分钟，再加入0.088mm的98电熔镁砂粉混8~12分钟后出料；

5）晾料：将非工作端和工作端各自混好的泥料分别送至晾料平台进行翻料、散热、降温，温度降至室温；

6）成型：采用一锯齿形隔料板插于压砖机模腔内的设定位置，锯齿形隔料板将模腔分成非工作端与工作端两个模腔，向两个模腔分别倒入上述步骤4）制出的非工作端和工作端两种泥料，然后抽出锯齿形隔料板，开始压制成型；

7）烧成：将上述成型砖坯码放到隧道窑窑车上，送入隧道窑内进行烧成，烧成温度低于1560℃，烧成时间70~90分钟。

8）出窑的镁钙砖冷却后，经拣选、磨砖、抽真空包装后入成品库。

实施例2

一种具有低热导率、高使用性能的复合镁钙砖，由非工作端和工作端两部分压制而成，其中非工作端是由以下原料按重量份配比制成的：

5mm~2mm               20镁钙砂                    12份、

2mm~0mm               20镁钙砂                     6份、

≤ 0.088mm              20镁钙砂                    14份、

5mm~2mm              废弃镁钙砖砂                 33份、

2mm~0mm              废弃镁钙砖砂                 21份、

≤ 0.088mm            95中档镁砂粉                 8份、

≤ 0.045mm              白云石粉                       3份、

≤ 0.045mm              轻烧氧化镁粉                 3份、

石蜡                         2~5份。

工作端与实施例1中所述工作端技术方案相同。

制造工艺步骤与实施例1所述工艺步骤相同。

实施例3

一种具有低热导率、高使用性能的复合镁钙砖，由非工作端和工作端两部分压制而成，其中非工作端是由以下原料按重量份配比制成的：

5mm~2mm              20镁钙砂                      9份、

2mm~0mm              20镁钙砂                      3份、

≤ 0.088mm            20镁钙砂                     20份、

5mm~2mm              废弃镁钙砖砂                 36份、

2mm~0mm              废弃镁钙砖砂                 24份、

≤ 0.088mm            95中档镁砂粉                 6份、

≤ 0.045mm              白云石粉                       1份、

≤ 0.045mm              轻烧氧化镁粉                 1份、

石蜡                        2~5份。

工作端与实施例1中所述工作端技术方案相同。

制造工艺步骤与实施例1所述工艺步骤相同。

Claims (3)

1.一种具有低热导率、高使用性能的复合镁钙砖，其特征在于：由非工作端和工作端两部分压制而成，其中非工作端是由以下原料按重量份配比制成的：

5mm~2mm              20镁钙砂                     9~15份、

2mm~0mm              20镁钙砂                      3~ 9份、

≤ 0.088mm            20镁钙砂粉                 8 ~ 20份、

5mm~2mm              废弃镁钙砖砂               30~36份、

2mm~0mm              废弃镁钙砖砂               18~24份、

≤ 0.088mm            95中档镁砂粉              6~10份、

≤ 0.045mm              白云石粉                       1~5份、

≤ 0.045mm              轻烧氧化镁粉                 1~5份、

结合剂                        2~5份；

工作端是由以下原料按重量份配比制成的：

10mm~5mm              55镁钙砂                     5份、

5mm~2mm                55镁钙砂                    30份、

2mm~0mm                55镁钙砂                    20份、

10mm~5mm             98电熔镁砂                    6份、

5mm~2mm              98电熔镁砂                     6份、

2mm~0mm              98电熔镁砂                     6份、

≤ 0.088mm          98电熔镁砂粉                   27份、

结合剂                        2~5份。

2.如权利要求1所述的具有低热导率、高使用性能的复合镁钙砖，其特征在于：所述的结合剂为石蜡。

3.一种权利要求1或2所述的复合镁钙砖的制造方法，其特征在于包括如下工艺步骤：

1）废弃镁钙砖的拣选与去杂：对回收的废弃镁钙砖进行拣选，同时对大块粘连砖作适当破碎，去除废弃镁钙砖的变质层、表面杂质及残渣、残钢后，入原料库以待使用；

2）原料粉碎筛分：将非工作端和工作端所述各种原料分别经鄂式破碎和对辊破碎后，进行筛分和粒度分级，获得如权利要求1或2所述的工作端和非工作端各原料相应的粒度级料与细粉，备用；

3）非工作端细粉料预混：按权利要求1或2所述的重量份配比，取非工作端中≤ 0.088mm的20镁钙砂粉、≤ 0.088mm的95中档镁砂粉、≤ 0.045mm的白云石粉、和≤ 0.045mm轻烧氧化镁粉，混合均匀，得细粉预混料，备用； 

4）非工作端和工作端各自混料：按权利要求1或2所述的非工作端重量份配比，先将5mm~2mm的20镁钙砂、2mm~0mm的20镁钙砂、5mm~2mm的废弃镁钙砖砂和2mm~0mm的废弃镁钙砖砂加入混砂机中干混5~7分钟，然后加入结合剂石蜡混5~7分钟，再加入细粉预混料混8~12分钟后出料；按权利要求1或2所述的工作端重量份配比，先将10mm~5mm的55镁钙砂、5mm~2mm的55镁钙砂、2mm~0mm的55镁钙砂、10mm~5mm的98电熔镁砂、5mm~2mm的98电熔镁砂和2mm~0mm的98电熔镁砂加入另一个混砂机中干混5~7分钟，然后加入结合剂石蜡混5~7分钟，再加入0.088mm的98电熔镁砂粉混8~12分钟后出料；

5）晾料：将非工作端和工作端各自混好的泥料分别送至晾料平台进行翻料、散热、降温，温度降至室温；

6）成型：采用一锯齿形隔料板插于压砖机模腔内的设定位置，锯齿形隔料板将模腔分成非工作端与工作端两个模腔，向两个模腔分别倒入上述步骤4）制出的非工作端和工作端两种泥料，然后抽出锯齿形隔料板，开始压制成型；

7）烧成：将上述成型砖坯码放到隧道窑窑车上，送入隧道窑内进行烧成，烧成温度低于1560℃，烧成时间70~90分钟；

 8）出窑的镁钙砖冷却后，经拣选、磨砖、抽真空包装后入成品库。