CN105294118A - 一种连铸用再生耐火材料制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种连铸用再生耐火材料的制备方法，属于耐火材料技术领域。本发明公开一种连铸用再生耐火材料制备方法，其工艺流程步骤为分类堆放、拣选除杂、预处理、粉化、脱水处理、筛分、包装、成型，再生颗粒可生产再生的镁碳、铝镁碳、铝碳化硅碳砖、中间包干式料和铝镁碳火泥以及渣罐不烧砖。含碳废砖再生利用率可高达百分之百，节约资源，清理垃圾，保护环境。

Description

一种连铸用再生耐火材料制备方法

技术领域

本发明涉及一种连铸用再生耐火材料的制备方法，属于耐火材料技术领域。

背景技术

钢铁行业是耐火材料消耗的大户,据报道,2004年全国钢铁企业耐火材料消耗量约为900多万t,用后耐火材料为400万t以上。耐火材料在钢铁生产过程中对钢铁的质量起着决定性作用。在保证钢材品质与质量要求的情况下，为了保证生产过程的稳定性，耐火材料的低成本和绿色环保是十分重要的。废弃耐火材料是冶金玻璃水泥陶瓷和化工等行业作为窑炉内衬材料使用服役后被拆除下来的废弃物。目前对于这些废弃耐火材料采取的主要措施是作为工业垃圾被废弃或者掩埋，这不但浪费了大量的人力财力物力同时也占据了大量的存储空间。部分废弃耐火材料具有辐射性，有的还能产生粉尘致癌物质等，有的还含有重金属污染水源和土壤，有的难以降解会长期存在于自然界中，这些都对环境造成了一定的污染。国外对这些用后废弃耐火材料的再生利用非常重视已经上升到环保资源利用提高企业的经济效益和社会效益的高度去认识并制定了相关的法令法规成立专门研究机构组建专业公司进行耐火材料资源的循环利用。如果能将这些废弃的耐火材料进行再生利用不仅可以节约了国家的矿物资源和能源，而且也减少了对环境的污染因此对废弃耐火材料进行再利用研究是非常有意义的。

目前,国内有些企业已在不同程度上利用再生耐火材料。据有关报道,我国再生耐火材料的再利用率约20%。具体使用途径是:用后镁碳砖贴补转炉和电炉炉衬,以降低耐火材料的消耗;用后镁碳砖加工成颗粒作为电炉填充料,少量用后镁碳砖和连铸铝碳材料为原料生产镁碳砖和铝碳砖,以降低成本。但是这种粗糙的利用,显著降低了产品的性能和再生耐火材料的资源价值,给使用效果带来不利的影响,同时,也影响了再生耐火材料循环利用的经济效益和社会效益。

中国专利200810140933.5，发明名称为以废镁碳砖为主要原料生产镁碳砖的方法的技术，该技术以废镁碳砖、镁砂和金属铝粉等添加物为原料，按一定配比，通过拣选、破碎、混料、成型等步骤，制得再生镁碳砖。该技术较好的利用了废弃镁碳砖，节约了资源，但仍然存在不足，由于镁碳砖的生产配方中一般加入AL粉作为碳成分的抗氧化剂，在高温使用时4Al+H2O=Al4C3，Al4C3常温易水化，导致砖体开裂。因此该方法生产的再生耐火材料的质量有待提高。

中国专利2010010262030.1，发明名称为炼钢用含碳废砖再生利用方法，该发明提出了一种含碳废砖再生利用方法，为了提高含碳废砖的利用率，降低生产成本，减小环境污染，本发明提供了一种新型预处理技术，消除含碳废砖杂质带来的负面影响，稳定提高废砖再生颗粒的质量，并通过在钢包、中间包、渣罐以及铁水罐进行综合利用，使得含碳废砖利用率达到100%。但由于该技术所需经济成本较高，难以做到大范围的推广使用。

发明内容

为了满足钢铁生产过程中对耐火材料的高质量要求，同时满足绿色环保资源循环利用的法则。本发明旨在提供一种连铸用再生耐火材料的制备方法，在提高废弃耐火材料利用率的同时满足钢铁生产过程中对耐火材料的要求。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：铝镁碳砖是以Al2O3，MgO，C为主要成分的含碳耐火材料铝镁碳砖具有较好的抗渣侵蚀性和抗热震性，为提高其抗氧化性，常在配料时加入适当添加剂，如Si粉，Al粉，SiC粉或硅铁粉等。利用废弃镁铝碳砖为主要原料，再配以棕刚玉SiC酚醛树脂Al粉等原料，制备出Al2O3-MA-SiC-C质铁沟浇注料。研究表明随着废铝镁碳砖加入量的增加，试样的体积密度减小，显气孔率增大；经过1500℃热处理后试样的线膨胀率增大；经过200℃烘干后试样的常温抗折强度和耐压强度减小；经过1500℃热处理后试样的常温抗折强度和耐压强度增大，试样的抗氧化性能下降，失重率和脱碳面积上升，试样的高温抗折强度减小，试样的侵蚀指数先减小后增大。分别以纯铝酸钙水泥加SiO2,微粉，硅铝凝胶粉和镁质结合剂为结合剂，外加分散剂，有机纤维和金属Al粉，制备出Al2O3-MA-SiC-C质铁沟浇注料。

本发明以LF炉和小电炉用后镁碳砖为原料，经过拣选、除去表面夹杂、渣和氧化层、水化等处理后，按大颗粒46%(质量分数，下同)、中颗粒22%、细颗粒32%的颗粒组成配料，再添加少量添加剂，外加4%热固性酚醛树脂作结合剂，以250MPa压强成型为37mm×37mm的试样，最后经190℃×5h处理，经理化性能检验，再生镁碳砖与新镁碳砖相当。此外，以宝钢转炉和钢包渣线的用后镁碳砖为原料，进行了再生镁碳砖的制备，并在300t钢包渣线上应用，钢包使用寿命达到82次(其中有20次LF精炼)，渣线最严重处侵蚀速度为每炉1.28mm，稍优于同期使用的新镁碳砖的水平。以钢包内衬用后铝镁浇注料为原料，人工拣出拆下废料中的渣块和铁皮，经颚式破碎机破碎后，过10mm筛，使用筛下的统料作为的骨料。采用粒度<0.088mm的一级高铝矾土熟料和烧结镁砂的混合粉作为浇注料的粉料。采用模数为2.8-3.3，密度为1.40-1.45g/cm³的水玻璃作结合剂，用氟硅酸钠作促凝剂，配制铝镁再生浇注料重新使用。再生浇注料作为混铁炉水套内衬与中间包永久层浇注料得到应用，不仅满足了使用性能的要求，同时，使中间包永久层使用寿命提高40炉次。

与现有技术相比本发明的有益效果。

本发明采用了全新的工艺技术，解决了现有技术产品性能不够稳定的问题，能最大程度的保留原材料中有用元素，大大提高了对废旧耐火材料的回收利用率，同时节能、环保。其中再生镁碳砖中综合利用再生原料达全部材料的90％，是目前国内较高的利用水平。在环保节能的同时，该技术所生产的耐火材料有着较好的性能指标，能够满足钢铁企业对耐火材料的基本要求。

具体实施方式

将炼钢用含碳废砖进行再生利用，按如下工艺步骤操作。

分类堆放：在炼铁和炼钢现场拆罐后，按镁碳、铝镁碳、铝碳化硅碳砖分类回收堆放。

拣选除杂：用特制铁锤剔除废砖表面的泥土、渣、铁块，敲掉变质层，按要求整齐堆放在预处理区域。

粉化：放入耐酸的容器内，用弱酸性水溶液均匀喷淋润湿，静置不少于4小时，通入100-110℃水蒸汽粉化处理不少于3小时。

干燥：对处理后的废砖装窑车，进隧道干燥窑，在120℃温度下干燥24小时。

脱水处理：高温800℃-850℃烘干处理不少于6小时，脱除结构水，使骨料和细粉

易于分离；电磁共振均化处理，使原料性能保持稳定。

筛分：混碾机放出统料进振动筛，筛分得到统料或5-3mm、3-1mm和1-0mm再生颗粒，其中大于7mm或5mm返回废砖加工线。

包装：再生颗粒按40kg/袋，统料按配方重量用吨袋包装，生产可以直接倒料。

成型：包括再生镁碳、铝镁碳和铝碳化硅碳砖、中间包干式料、铝镁碳火泥和渣罐不烧砖。

表1再生镁碳砖性能指标。

再生镁碳砖的来源	再生镁碳砖的使用量/%	成分/%	密度/(g/cm3)	显气孔率/%	耐压强度/MPa
						普通电炉	97	15.8	2.95	5	45
LF炉渣线	97	11.8	3.00	7	56
						LF炉渣线	97	13.4	2.97	2	74

表2本发明的再生镁碳砖的成分配比。

	MgO	SiC	Al2O3	SiO2
					1	85.2%	7.8%	5.2%	1.8%
2	88.0%	5.9%	4.8%	1.3%
					3	87.0%	6.5%	4.6%	1.9%

Claims (1)

1.一种连铸用再生耐火材料制备方法，其特征在于按照如下工艺流程操作：

分类堆放：按镁碳、铝镁碳、铝碳化硅碳砖分类回收堆放；

拣选除杂：用特制铁锤剔除废砖表面的泥土、渣、铁块，敲掉变质层；

粉化：放入耐酸的容器内，用弱酸性水溶液均匀喷淋润湿，静置不少于4小时，通入100-110℃水蒸汽粉化处理不少于3小时；

干燥：对处理后的废砖装窑车，进隧道干燥窑，在120℃温度下干燥24小时；

脱水处理：高温800℃-850℃烘干处理不少于6小时，脱除结构水，使骨料和细粉易于分离；电磁共振均化处理，使原料性能保持稳定；

筛分：混碾机放出统料进振动筛，筛分得到统料或5-3mm、3-1mm和1-0mm再生颗粒，其中大于7mm或5mm返回废砖加工线；

包装：再生颗粒按40kg/袋，统料按配方重量用吨袋包装，生产可以直接倒料；

成型：包括再生镁碳、铝镁碳和铝碳化硅碳砖、中间包干式料、铝镁碳火泥和渣罐不烧砖。