CN103449828A - 基于用后镁碳耐火材料的补炉料及其制备方法 - Google Patents

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魏耀武
许兴堂
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Abstract

本发明涉及一种基于用后镁碳耐火材料的补炉料及其制备方法。所采用的技术方案是：将50~70wt％的用后镁碳砖颗粒料、10~30wt％的镁砂细粉、1~15wt%的石蜡、5~15wt％的中温沥青和1~5wt%的添加剂搅拌混合，制得基于用后镁碳耐火材料的补炉料。本发明具有节约资源和能源、减少对环境的污染的特点；所制备的补炉料具有良好的流动性能、耐火性能和烧结性能，修补效果较好和附加值高。本发明制备的补炉料不仅能用作快速修补冶金炉及容器内衬的材料，还能用作修补其它金属熔体冶炼炉的材料。

Description

基于用后镁碳耐火材料的补炉料及其制备方法
技术领域
   本发明属于耐火补炉料技术领域。尤其涉及一种基于用后镁碳耐火材料的补炉料及其制备方法。
背景技术
为了满足转炉等冶金容器和设备高节奏冶炼的需要，迫切要进行热态快速补炉料的研发。以盛钢桶为核心的炉外精炼容器，其钢水冲击区时常需要在线维护以延长盛钢桶的使用寿命；其中的水口在更换后与盛钢桶底部耐火材料往往存在较大缝隙需要停罐修补，从而影响了盛钢桶的周转节奏。现场使用的修补维护用耐火材料通常要加入水或其它液态结合剂，施工环节较为复杂，工人劳动强度大。需要通过改进结合剂，添加适当的外加剂来解决这个现实问题。
随着我国钢铁冶金、水泥和陶瓷等工业的迅速发展，耐火材料的需求也越来越大，用后耐火材料的废弃量也越来越多。用后耐火材料是指耐火材料在使用过程中会受到环境中各种因素的作用而被侵蚀和损坏，当其使用达到一定时间后，会被新的耐火材料所更换已保证窑炉及设备运行的安全性，被更换下来的耐火材料被称为用后耐火材料。
据2010年统计，我国耐火材料的年需求量已达2500万吨，而用后耐火材料年约500万吨。这些用后耐耐火材料多被当作垃圾被废弃或被初级利用，附加值很低，即浪费了资源，又污染了环境。
发明内容
本发明旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种节约资源和能源、减少对环境的污染的基于用后镁碳耐火材料的补炉料的制备方法；用该方法制备的基于用后镁碳耐火材料的补炉料具有良好的流动性能、耐火性能和烧结性能，修补效果较好和附加值高。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：将50~70wt％的用后镁碳砖颗粒料、10~30wt％的镁砂细粉、1~15wt%的石蜡、5~15wt％的中温沥青和1~5wt%的添加剂搅拌混合，制得基于用后镁碳耐火材料的补炉料。 
所述用后镁碳砖颗粒料的粒径为0.2~15mm；其中：MgO≥80wt%，C含量≤14wt%。
所述镁砂细粉为电熔镁砂细粉、或为烧结镁砂细粉、或为烧结镁砂细粉和电熔镁砂细粉的混合物；镁砂细粉的粒径为3~200um，其中MgO≥90wt%。
所述石蜡的粒径为0.5~5mm，石蜡的熔点≥50℃。
所述中温沥青的粒径为3~500um，中温沥青的软化点≥60℃。
所述添加剂为金属铝、单质硅、铝硅合金和碳化硼中的一种以上，添加剂的粒径为3~500um。
 由于采用上述技术方案，本发明将用后镁碳耐火材料经拣选、分类和破碎处理后作为主要的原料，不仅节约了矿物资源和能源，也减少了环境污染、降低了耐火材料的成本，故产品的附加值高。
本发明将石蜡作为主要成分引入，在高温下石蜡提高了材料的流动性能和铺展效果。因此，所制备的基于用后耐火材料的补炉料具有良好的流动性能、耐火性能和烧结性能，对冶金炉内衬的修补效果较好。
本发明通过加入适当的添加剂，解决了现场使用的修补维护用耐火材料通常要加入水或其它液态结合剂导致施工环节较为复杂和工人劳动强度大的问题。本发明所制备的补炉料，作为快速修补冶金炉及容器内衬的材料，使用时无需加水或其它液态结合剂，大大降低了工人的劳动强度。
本发明制备的补炉料不仅能作为快速修补冶金炉及容器内衬的材料，还能作为修补其它金属熔体冶炼炉的材料。
因此，本发明具有节约资源和能源、减少对环境的污染的特点；所制备的补炉料不仅流动性能、耐火性能和烧结性能优良，且修补效果好、附加值高和适用性广。
具体实施例
下面结合具体实施方式对本发明做进一步的描述，并非对其保护范围的限制。
为避免重复，现将本具体实施方式所涉及的技术参数统一描述如下，实施例中不再赘述：
所述用后镁碳砖颗粒料的粒径为0.2~15mm；其中：MgO≥80wt%，C含量≤14wt%。
所述镁砂细粉为电熔镁砂细粉、或为烧结镁砂细粉、或为烧结镁砂细粉和电熔镁砂细粉的混合物；镁砂细粉的粒径为3~200um，其中MgO≥90wt%。
所述石蜡的粒径为0.5~5mm，石蜡的熔点≥50℃。
所述中温沥青的粒径为3~500um，中温沥青的软化点≥60℃。
所述金属铝、单质硅、铝硅合金和碳化硼的粒径均为3~500um。
实施例1
一种基于用后镁碳耐火材料的补炉料及其制备方法。先将50~60wt％的用后镁碳砖颗粒料、10~20wt％的电熔镁砂细粉、8~15wt%的石蜡、10~15wt％的中温沥青和3~5%的添加剂搅拌混合，制得基于用后镁碳耐火材料的补炉料。
本实施例中：添加剂为金属铝。
实施例2
一种基于用后镁碳耐火材料的补炉料及其制备方法。先将60~70wt％的用后镁碳砖颗粒料、20~30wt％的烧结镁砂细粉、1~7wt%的石蜡、5~10wt％的中温沥青和1~2%的添加剂搅拌混合，制得基于用后镁碳耐火材料的补炉料。
本实施例中：添加剂为单质硅。
实施例3
一种基于用后镁碳耐火材料的补炉料及其制备方法。先将50~60wt％的用后镁碳砖颗粒料、5~10wt％的电熔镁砂细粉、5~10wt％烧结镁砂细粉、8~15wt%的石蜡、10~15wt％的中温沥青、3~5%的添加剂搅拌混合，制得基于用后镁碳耐火材料的补炉料。
本实施例中：添加剂为铝硅合金。
实施例4
一种基于用后镁碳耐火材料的补炉料及其制备方法。先将60~70wt％的用后镁碳砖颗粒料、20~30wt％的电熔镁砂细粉、1~7wt%的石蜡、5~10wt％的中温沥青、1~2%的添加剂搅拌混合，制得基于用后镁碳耐火材料的补炉料。
本实施例中：添加剂为碳化硼。
实施例5
一种基于用后镁碳耐火材料的补炉料及其制备方法。先将60~70wt％的用后镁碳砖颗粒料、20~30wt％的烧结镁砂细粉、1~7wt%的石蜡、5~10wt％的中温沥青、1~3%的添加剂搅拌混合，制得基于用后镁碳耐火材料的补炉料。
本实施例中：添加剂为单质硅和金属铝粉的混合物。
实施例6
一种基于用后镁碳耐火材料的补炉料及其制备方法。先将50~60wt％的用后镁碳砖颗粒料、10~20wt％的电熔镁砂细粉、8~15wt%的石蜡、10~15wt％的中温沥青、3~5%的添加剂搅拌混合，制得基于用后镁碳耐火材料的补炉料。
本实施例中：添加剂为铝硅合金、金属铝和碳化硼的混合物。
实施例7
一种基于用后镁碳耐火材料的补炉料及其制备方法。先将60~70wt％的用后镁碳砖颗粒料、10~15wt％的电熔镁砂细粉、10~15wt％的烧结镁砂细粉、1~7wt%的石蜡、5~10wt％的中温沥青、1~3%的添加剂搅拌混合，制得基于用后镁碳耐火材料的补炉料。
本实施例中：添加剂为单质硅、铝硅合金、金属铝和碳化硼的混合物。
本具体实施方式将用后镁碳耐火材料经拣选、分类和破碎处理后作为主要的原料，不仅节约了矿物资源和能源，也减少了环境污染、降低了耐火材料的成本，故产品的附加值高。
本具体实施方式将石蜡作为主要成分引入，在高温下石蜡提高了材料的流动性能和铺展效果。因此，所制备的补炉料具有良好的流动性能、耐火性能和烧结性能，对冶金炉内衬的修补效果较好。
本具体实施方式通过加入适当的添加剂，解决了现场使用的修补维护用耐火材料通常要加入水或其它液态结合剂导致施工环节较为复杂和工人劳动强度大的问题。本具体实施方式所制备的补炉料，作为快速修补冶金炉及容器内衬的材料，使用时无需加水或其它液态结合剂，大大降低了工人的劳动强度。
本具体实施方式制备的补炉料不仅能作为快速修补冶金炉及容器内衬的材料，还能作为修补其它金属熔体冶炼炉的材料。
因此，本具体实施方式具有节约资源和能源、减少对环境的污染的特点；所制备的补炉料不仅流动性能、耐火性能和烧结性能优良，且修补效果好、附加值高和适用性广。

Claims (7)

1.一种基于用后镁碳耐火材料的补炉料的制备方法；
其特征在于将50~70wt％的用后镁碳砖颗粒料、10~30wt％的镁砂细粉、1~15wt%的石蜡、5~15wt％的中温沥青和1~5wt%的添加剂搅拌混合，制得基于用后镁碳耐火材料的补炉料。
2.根据权利要求1所述基于用后镁碳耐火材料的补炉料的制备方法，其特征在于所述用后镁碳砖颗粒料的粒径为0.2~15mm；其中：MgO≥80wt%，C含量≤14wt%。
3.根据权利要求1所述基于用后镁碳耐火材料的补炉料的制备方法，其特征在于所述镁砂细粉为电熔镁砂细粉、或为烧结镁砂细粉、或为烧结镁砂细粉和电熔镁砂细粉的混合物；镁砂细粉的粒径为3~200um，其中MgO≥90wt%。
4.根据权利要求1所述基于用后镁碳耐火材料的补炉料的制备方法，其特征在于所述石蜡的粒径为0.5~5mm，石蜡的熔点≥50℃。
5.根据权利要求1所述基于用后镁碳耐火材料的补炉料的制备方法，其特征在于所述中温沥青的粒径为3~500um，中温沥青的软化点≥60℃。
6.根据权利要求1所述基于用后镁碳耐火材料的补炉料的制备方法，其特征在于所述添加剂为金属铝、单质硅、铝硅合金和碳化硼中的一种以上，添加剂的粒径为3~500um。
7.一种基于用后镁碳耐火材料的补炉料，其特征在于所述补炉料是根据权利要求1~6项中任一项所述的基于用后镁碳耐火材料的补炉料的制备方法所制备的补炉料。
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