CN103467118B - 一种高利用率再生镁碳砖及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高利用率再生镁碳砖，由下述重量配比的原料制备而成：电熔镁砂10-12%，添加剂1-4%，5-3mm镁碳砖再生颗粒25-28%，3-1mm镁碳砖再生颗粒22-25%，1mm-75μm镁碳砖再生颗粒20-22%，≤75μm镁碳砖再生微粉15-18%，石墨粉3-5%，酚醛树脂结合剂3.6-4.2%。其制造方法，包括如下步骤：（1）原料分拣除渣；（2）两次破碎磁选；（3）再生转制备。相对于现有技术，本发明的显著优点在于，不仅可以解决现有镁碳砖再生循环利用过程中由于生产工艺不合理所带来的再生镁碳砖综合性能指标不佳、寿命短等问题，而且所加入的废弃镁碳砖可达80%，利用率更高。
Description
技术领域
本发明属于耐火材料生产工艺技术领域，具体涉及一种高利用率再生镁碳砖及其制造方法。
背景技术
我国钢铁行业产量巨大，每年使用废弃的镁碳砖达到1000多万吨，该材料的处理给钢铁企业带来了很大的麻烦，经过耐火材料招标模式的变化，随着功能性整体承包的发展及成熟，对耐火材料回收再生利用技术越来越紧迫，越来越重要。由于用后耐火材料只经过简单的破碎处理，没有进行精加工，限制了它的使用量和使用范围，导致用后耐火材料的返回利用率较低，造成大量的资源浪费并破坏了厂区的清洁卫生。因此，对用后耐火材料进行再生利用研究是有重要意义的，再生镁碳砖具有较好的市场和前景。
目前，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。
虽然，中国专利CN201210385242.8公开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。该专利技术的优点在于使用该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。但该工艺流程仍有待改进之处，比如在回收处理的镁碳砖颗粒料中易存在比较多的“假颗粒”，还有因为混练时加料顺序不当而影响再生砖性能指标，此外由于配方不当还会影响其耐火性能和使用寿命。此外，在生产镁碳砖时，如果配方中引入钢厂废弃镁碳砖易造成制品开裂，加入量超过10％还易导致制品耐压强度降低，气孔率增大，综合性能下降。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高利用率再生镁碳砖以及制造高利用率再生镁碳砖的方法，利用该方法其废弃镁碳砖加入量可达80%，利用率更高，而且还可以解决现有镁碳砖再生循环利用过程中由于生产工艺不合理所带来的再生镁碳砖综合性能指标不佳、寿命短等问题。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种高利用率再生镁碳砖，由下述重量配比的原料制备而成：电熔镁砂10-12%，添加剂1-4%，5-3mm镁碳砖再生颗粒25-28%，3-1mm镁碳砖再生颗粒22-25%，1mm-75μm镁碳砖再生颗粒20-22%，≤75μm镁碳砖再生微粉15-18%，石墨粉3-5%，酚醛树脂结合剂3.6-4.2%。
一种高利用率再生镁碳砖的制造方法，包括如下步骤：（1）原料分拣除渣:将使用过的镁碳砖分类拣选，先逐一去除其表面粘有的灰尘、泥土和夹杂物，再去除渣层和变质层，进行水化处理；（2）两次破碎磁选：用颚式破碎机先将物料破碎至25mm以下，进行二次拣选，用圆锥破碎机或对辊破碎机将物料进行破碎成5～10mm的颗粒料并进行磁选、水化处理和干燥处理，再经双层震动筛筛分成再生骨料和再生微粉备用；（3）再生转制备：对所得颗粒料进行加料混练、成型和热处理，所述加料混练顺序为：先加入再生骨料，然后加入热固性树脂，接着加入石墨，接着加入再生微粉，接着再加入热固性树脂，再加入其他粉料和结合剂。
作为优选，所述步骤（3）再生转制备工序中所添加的再生骨料与再生微粉的比例为70:30，前后两批加入的热固性树脂的比例为65：35。
作为优选，所述步骤（3）再生转制备工序中所添加的结合剂为碳质结合剂。
本发明特点在于：实行两次分拣破碎，通过利用混料机和轮碾机对颗粒料进行加工处理,达到除去“假颗粒”的效果，轮碾机的处理时间最短，效率最高，更适合工业化生产需要；通过对辊机的挤压处理，使颗粒料的体积密度随碾压时间的增加而降低。考虑到混练时加料顺序对再生砖性能指标影响较大,故而对混料工序进行了优化调整，通过依次加入骨料、总量的65%的热固性树脂、石墨、再生微粉、总量的35%的热固性树脂、其他粉料和结合剂，大大提升了最终成品的品质。此外，本发明还在配方中引入新碳质结合剂，不仅大大增加了镁碳砖的加入量，并使得所制成的再生镁碳砖耐火度更高，抗渣性更强。由于所述废弃镁碳砖颗粒中尚含有少量的杂质和钢渣，有助于形成在高温下的低融相，促进了镁碳砖在使用过程中高温下的二次烧结，同时液相封闭气孔，也减少了“碳”的氧化机会，有助于成品性能提升，所得成品的使用寿命相对于传统镁碳砖的使用寿命更长,抗侵蚀能力更佳。
相对于现有技术，本发明的显著优点在于：废弃的镁碳砖按照本发明所述方法重新再生，镁碳砖废料加入量可达80%，所制得的再生镁碳砖性能较好，其主要技术性能指标分别为：显气孔率：≤6.0%；体积密度：2.87±0.08g/cm3；常温耐压强度≥27MPa；W(MgO)≥69%；W(C)≥10%。其主要性能指标不亚于未添加再生料的同规格产品，资源利用率更高，实现了资源的循环高效利用。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步说明。
实施例：一种再生镁碳砖的制造方法，包括如下步骤：（1）原料分拣除渣:将使用过的镁碳砖分类拣选，先逐一去除其表面粘有的灰尘、泥土和夹杂物，再去除渣层和变质层，进行水化处理；（2）两次破碎磁选：用颚式破碎机先将物料破碎至25mm以下，进行二次拣选，用圆锥破碎机或对辊破碎机将物料进行破碎成5～10mm的颗粒料并进行磁选、水化处理和干燥处理，再经双层震动筛筛分成再生骨料和再生料细粉备用；（3）再生转制备：对所得颗粒料进行加料混练、成型和热处理，所述加料混练顺序为：先加入再生骨料，然后加入热固性树脂，接着加入石墨，接着加入再生料细粉，接着再加入热固性树脂，再加入其他粉料和结合剂。制备过程中，按照电熔镁砂10-12%，添加剂1-4%，5-3mm镁碳砖再生颗粒25-28%，3-1mm镁碳砖再生颗粒22-25%，1mm-75μm镁碳砖再生颗粒20-22%，≤75μm镁碳砖再生微粉15-18%，石墨粉3-5%，酚醛树脂结合剂3.6-4.2%的配合比例进行制备。其中，所述步骤（3）再生转制备工序中所添加的再生骨料与再生料细粉的比例为70:30，前后两批加入的热固性树脂的比例为65：35。所述步骤（3）再生转制备工序中所添加的结合剂为碳质结合剂。
本发明不局限于上述具体的实施方式，本领域的普通技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所作出的种种变换，均落在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种高利用率再生镁碳砖，其特征在于由下述重量配比的原料制备而成：电熔镁砂10-12%，添加剂1-4%，5-3mm镁碳砖再生颗粒25-28%，3-1mm镁碳砖再生颗粒22-25%，1mm-75μm镁碳砖再生颗粒20-22%，≤75μm镁碳砖再生微粉15-18%，石墨粉3-5%，酚醛树脂结合剂3.6-4.2%，上述原料重量之和为100%；所述添加剂为碳化硅粉或金属铝粉；按如下步骤制备：（1）原料分拣除渣:将使用过的镁碳砖分类拣选，先逐一去除其表面粘有的灰尘、泥土和夹杂物，再去除渣层和变质层，进行水化处理；（2）两次破碎磁选：用颚式破碎机先将物料破碎至25mm以下，进行二次拣选，用圆锥破碎机或对辊破碎机将物料进行破碎成5～10mm的颗粒料并进行磁选、水化处理和干燥处理，再经双层震动筛筛分成镁碳砖再生颗粒和镁碳砖再生微粉；（3）再生砖制备：对所得颗粒料进行加料混练、成型和热处理，所述加料混练顺序为：先加入镁碳砖再生颗粒，然后加入热固性树脂，接着加入石墨粉，接着加入镁碳砖再生微粉，接着再加入热固性树脂，再加入其他粉料和酚醛树脂结合剂。
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