CN106915952A - 一种利用废镁钙砖生产aod炉用镁钙捣打料的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种利用废镁钙砖生产AOD炉用镁钙捣打料的方法，所述镁钙捣打料由下述原料按重量份比例制成：废镁钙砖，5～3mm粒度10～30份；3～1mm粒度10～25份；1～0mm粒度15～25份；电熔镁砂，150～200目，10～25份；外加以上原料总重量1.5％～12％的结合剂；所述废镁钙砖预先经防水化处理。本发明不仅实现了废镁钙砖的再生利用，而且显著提高了镁钙捣打料的防水化性能，在满足AOD精练炉对耐火材料使用要求的条件下，能够延长保存期限，并有效降低企业生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及耐火材料生产技术领域，尤其涉及一种利用废镁钙砖生产AOD炉用镁钙捣打料的方法。
背景技术
镁钙质耐火材料是一种碱性耐火材料，从上世纪60年代初被用做炼钢转炉的炉衬材料，为我国转炉炼钢工业的发展做出了贡献。到上世纪80年代末，由于镁碳砖的推广应用，使镁钙质耐火材料的用量急剧减少，几乎被淘汰。而进入本世纪以来，随着我国不锈钢和洁净钢生产的快速发展，各种镁钙质耐火材料以其特有的使用性能(具有净化钢水的功能)、较低的价格和在环保方面的优势重新受到重视。目前，已被大量地应用到不锈钢和洁净钢等高等级钢种的精炼设备上，并且以较快的速度发展。
近20多年来，AOD炉作为精练不锈钢等优质钢的炉外精练方式发展很快，其炉衬基本镁钙化，即定型制品采用烧成或不烧的镁钙砖，不定形材料采用镁钙捣打料。以往的镁钙捣打料是用优质镁钙砂和高纯度镁砂制取。随着镁钙质耐火材料的广泛应用，耐火材料生产及使用企业均产生大量的废镁钙砖，目前我国的废镁钙砖整体再生利用率较低，而实现废镁钙砖再生利用不仅能够减少环境污染，还可大大降低耐火材料成本。
目前生产镁钙质捣打料的方法是以镁砂和镁钙砂等为主要原料，以固体树脂或低熔点的无机盐做结合剂配制而成。CaO含量较高的镁钙质捣打料易水化，使它的生产和使用受到一定限制；因此，国内外都在对含CaO耐火材料的防水化技术进行研究，主要方法是采用碳化法和磷酸浸渍法对含CaO耐火原料的颗粒表面进行处理，或者在颗粒涂抹无水有机材料，形成防水化保护层，使CaO与外界隔绝达到防止水化的目的。或者在配料时加入某些添加物(TiO2、ZrO2等)，在烧结过程中添加物与CaO反应生成抗水化的高温化合物。这些研究目前大部分处于试验室试验阶段，还没有应用到工业生产中。
发明内容
本发明提供了一种利用废镁钙砖生产AOD炉用镁钙捣打料的方法，不仅实现了废镁钙砖的再生利用，而且显著提高了镁钙捣打料的防水化性能，在满足AOD精练炉对耐火材料使用要求的条件下，能够延长镁钙捣打料的保存期限，并有效降低企业生产成本。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种利用废镁钙砖生产AOD炉用镁钙捣打料的方法，所述镁钙捣打料由下述原料按重量份比例制成：
废镁钙砖，5～3mm粒度 10～30份；
3～1mm粒度 10～25份；
1～0mm粒度 15～25份；
电熔镁砂，150～200目，10～25份；
外加以上原料总重量1.5％～12％的结合剂；所述废镁钙砖预先经防水化处理。
所述防水化处理是将废镁钙砖浸入防水化剂中浸泡2～4小时，防水化剂为有机硅溶液，浸泡后自然晾干或烘干。
所述防水化剂除有机硅溶液外，另外添加乙酰丙酮和硅酸酯；各组分按重量份比例为：有机硅溶液80～90份；乙酰丙酮5～10份；硅酸酯4～6份。
所述废镁钙砖在防水化剂中浸泡时，置于封闭容器内，并外加0.1～0.3MPa/cm2的压力。
所述结合剂由以下组分按重量份比例组成：硼酸或硼砂0.5～5份；植物油1～7份；高温沥青粉1～3份；氧化锆粉1～3份。
一种利用废镁钙砖生产AOD炉用镁钙捣打料的方法，具体包括如下步骤：
1)原料加工；将回收的废镁钙砖经过表面处理及防水化处理后，按粒度级配将废镁钙砖和电熔镁砂按常规方法加工成不同粒度等级的原料，分别为5-3mm粒度的粗粒料、3-1mm粒度的中粒料，以及1-0mm粒度的细粒料；
2)加料、混练；按所述重量份比例，将所述原料依次加入混料机中混炼；先加入废镁钙砖，混练1～3分钟，再加入结合剂混练3～5分钟，最后加入200目电熔镁砂细粉，混练5～10分钟后，出料；
3)成品理化指标；
混练后镁钙捣打料的化学成分按重量百分比含量为：MgO 65％～80％；CaO 15％～30％；SiO2 0.6％～1.8％；Fe2O3 0.2％～1％；
将混练后镁钙捣打料置于1500～1600℃温度下，经过3～4h煅烧，烧成后的镁钙捣打料的物理性能为：体积密度2.3～3.0g/cm3，线变化率0.5％～1％，显气孔率12％～20％，常温耐压强度40～80MPa。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)废镁钙砖预先经过防水化剂加压浸泡，其颗粒表面能够形成隔绝空气的保护膜，对环境湿度敏感性明显降低，抗水化能力大幅度提高；使得本发明所述镁钙捣打料的保质期由普通镁钙质捣打料的1-3个月延长到18个月以上；
2)通过优化废镁钙砖的原料组成，实现用废镁钙砖部分或全部替代镁钙砂，成品在性能上与采用镁钙砂为原料的镁钙捣打料接近，完全可以满足VOD炉的使用条件；
3)结合剂中添加高温沥青粉和氧化锆粉，避免了普通镁钙质捣打料在高温使用状态下容易过烧结形成裂纹导致钻钢的危险；
4)本发明实现了废镁钙砖的再生利用，有利于保护环境，节约资源，并可使企业生产成本降低30％～40％，具有广阔的市场前景。
具体实施方式
本发明所述一种利用废镁钙砖生产AOD炉用镁钙捣打料的方法，所述镁钙捣打料由下述原料按重量份比例制成：
废镁钙砖，5～3mm粒度 10～30份；
3～1mm粒度 10～25份；
1～0mm粒度 15～25份；
电熔镁砂，150～200目，10～25份；
外加以上原料总重量1.5％～12％的结合剂；所述废镁钙砖预先经防水化处理。
所述防水化处理是将废镁钙砖浸入防水化剂中浸泡2～4小时，防水化剂为有机硅溶液，浸泡后自然晾干或烘干。
所述防水化剂除有机硅溶液外，另外添加乙酰丙酮和硅酸酯；各组分按重量份比例为：有机硅溶液80～90份；乙酰丙酮5～10份；硅酸酯4～6份。
所述废镁钙砖在防水化剂中浸泡时，置于封闭容器内，并外加0.1～0.3MPa/cm2的压力。
所述结合剂由以下组分按重量份比例组成：硼酸或硼砂0.5～5份；植物油1～7份；高温沥青粉1～3份；氧化锆粉1～3份。
一种利用废镁钙砖生产AOD炉用镁钙捣打料的方法，具体包括如下步骤：
1)原料加工；将回收的废镁钙砖经过表面处理及防水化处理后，按粒度级配将废镁钙砖和电熔镁砂按常规方法加工成不同粒度等级的原料，分别为5-3mm粒度的粗粒料、3-1mm粒度的中粒料，以及1-0mm粒度的细粒料；
2)加料、混练；按所述重量份比例，将所述原料依次加入混料机中混炼；先加入废镁钙砖，混练1～3分钟，再加入结合剂混练3～5分钟，最后加入200目电熔镁砂细粉，混练5～10分钟后，出料；
3)成品理化指标；
混练后镁钙捣打料的化学成分按重量百分比含量为：MgO 65％～80％；CaO 15％～30％；SiO2 0.6％～1.8％；Fe2O3 0.2％～1％；
将混练后镁钙捣打料置于1500～1600℃温度下，经过3～4h煅烧，烧成后的镁钙捣打料的物理性能为：体积密度2.3～3.0g/cm3，线变化率0.5％～1％，显气孔率12％～20％，常温耐压强度40～80MPa。
以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。下述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。
【实施例1】按本发明所述方法生产一种镁钙捣打料；
1.本实施例所述镁钙捣打料由以下原料按重量份比例组成：
废镁钙砖(CaO重量百分含量为20％)：5-3mm粒度，30份；3-1mm粒度，20份；1-mm粒度，25份。
电熔镁砂(MgO重量百分含量为97％)：200目，25份。
结合剂由以下组分按重量份比例组成：硼酸1份，植物油3份，高温沥青粉2份，氧化锆粉1.5份。
2.将废镁钙砖置于封闭容器内，加入防水化剂浸泡，并外加0.2MPa/cm2的压力实现加压渗透；防水化剂采用有机硅溶液；浸泡后烘干。
将在防水化剂中浸泡后的废镁钙砖按粒度级配破碎，分为5-3mm粒度的粗粒料、3-1mm粒度的中粒料，以及1-0mm粒度的细粒料；
3.将废镁钙砖粗粒料、中粒料按重量份比例依次加入混料机中，混练2分钟，再加入结合剂混练3分钟，最后加入200目电熔镁砂细粉混练5分钟，出料，置于干燥处。
将用以上方法制备的镁钙捣打料在1500℃温度下煅烧，经3h烧成后，成品理化指标如下表所示：
| 检验项目 | 检验结果 |
| IL | 2.87 |
| MgO | 79.61 |
| CaO | 16.22 |
| 0.63 | |
| 0.25 | |
| 0.59 | |
| 2.57 | |
| 线变化率(％) | 0.55 |
| 显气孔率(％) | 15.3 |
| 常温耐压强度(MPa) | 41 |
【实施例2】按本发明所述方法生产一种镁钙捣打料。
1.本实施例所述镁钙捣打料由以下原料按重量份比例组成：
废镁钙砖(CaO重量百分含量为30％)：5-3mm粒度，25份；3-1mm粒度，25份；1-mm粒度，20份。
电熔镁砂(MgO重量百分含量为97％)：200目，25份。
结合剂由以下组分按重量份比例组成：硼酸2份，植物油3份，高温沥青粉1份，氧化锆粉2份。
2.将废镁钙砖置于封闭容器内，加入防水化剂浸泡，并外加0.3MPa/cm2的压力实现加压渗透；防水化剂采用有机硅溶液，浸泡后自然晾干。
将在防水化剂中浸泡后的废镁钙砖按粒度级配破碎，分为5-3mm粒度的粗粒料、3-1mm粒度的中粒料，以及1-0mm粒度的细粒料；
3.将废镁钙砖粗粒料、中粒料按重量份比例依次加入混料机中，混练2分钟，再加入结合剂混练4分钟，最后加入200目电熔镁砂细粉混练8分钟，出料，置于干燥处。
将用以上方法制备的镁钙捣打料在1550℃温度下煅烧，经3.5h烧成后，成品理化指标如下表所示：
| 检验项目 | 检验结果 |
| IL | 3.01 |
| MgO | 71.79 |
| CaO | 23.83 |
| 1.15 | |
| 0.23 | |
| 0.60 | |
| 2.56 | |
| 线变化率(％) | 0.67 |
| 显气孔率(％) | 16.2 |
| 常温耐压强度(MPa) | 41.3 |
【实施例3】
按本发明所述方法生产一种镁钙捣打料。
1.本实施例所述镁钙捣打料由以下原料按重量份比例组成：
废镁钙砖(CaO重量百分含量分别为20％和30％，按任意比例)：5-3mm粒度，20份；3-1mm粒度，25份；1-mm粒度，15份。
电熔镁砂(MgO重量百分含量为97％)：200目，10份。
结合剂由以下组分按重量份比例组成：硼砂4份，植物油5份，高温沥青粉3份，氧化锆粉2份。
2.将废镁钙砖置于封闭容器内，加入防水化剂浸泡，并外加0.1MPa/cm2的压力实现加压渗透；防水化剂采用有机硅溶液，浸泡后烘干。
将在防水化剂中浸泡后的废镁钙砖按粒度级配破碎，分为5-3mm粒度的粗粒料、3-1mm粒度的中粒料，以及1-0mm粒度的细粒料；
3.将废镁钙砖粗粒料、中粒料按重量份比例依次加入混料机中，混练1分钟，再加入结合剂混练5分钟，最后加入200目电熔镁砂细粉混练10分钟，出料，置于干燥处。
将用以上方法制备的镁钙捣打料在1600℃温度下煅烧，经4h烧成后，成品理化指标如下表所示：
| 检验项目 | 检验结果 |
| IL | 3.14 |
| MgO | 72.96 |
| CaO | 22.3 |
| 0.67 | |
| 0.29 | |
| 0.66 | |
| 2.46 | |
| 线变化率(％) | 0.61 |
| 显气孔率(％) | 16.5 |
| 常温耐压强度(MPa) | 46 |
【实施例4】按本发明所述方法生产一种镁钙捣打料；
1.本实施例所述镁钙捣打料由以下原料按重量份比例组成：
废镁钙砖(CaO重量百分含量为20％)：5-3mm粒度，15份；3-1mm粒度，23份；1-mm粒度，18份。
电熔镁砂(MgO重量百分含量为97％)：200目，15份。
结合剂由以下组分按重量份比例组成：硼砂0.5份，植物油7份，高温沥青粉2份，氧化锆粉1份。
2.将废镁钙砖置于封闭容器内，加入防水化剂浸泡，并外加0.15MPa/cm2的压力实现加压渗透；防水化剂采用有机硅溶液+乙酰丙酮+硅酸酯，其重量份比例为：有机硅溶液85份；乙酰丙酮8份；硅酸酯4份；
将在防水化剂中浸泡后的废镁钙砖按粒度级配破碎，分为5-3mm粒度的粗粒料、3-1mm粒度的中粒料，以及1-0mm粒度的细粒料；
3.将废镁钙砖粗粒料、中粒料按重量份比例依次加入混料机中，混练2分钟，再加入结合剂混练5分钟，最后加入200目电熔镁砂细粉混练7分钟，出料，置于干燥处。
将用以上方法制备的镁钙捣打料在1500℃温度下煅烧，经4h烧成后，成品理化指标如下表所示：
| 检验项目 | 检验结果 |
| IL | 2.39 |
| MgO | 73.58 |
| CaO | 18.31 |
| 0.84 | |
| 0.29 | |
| 0.55 | |
| 2.68 | |
| 线变化率(％) | 0.64 |
| 显气孔率(％) | 15.5 |
| 常温耐压强度(MPa) | 43 |
【实施例5】按本发明所述方法生产一种镁钙捣打料。
1.本实施例所述镁钙捣打料由以下原料按重量份比例组成：
废镁钙砖(CaO重量百分含量为30％)：5-3mm粒度，10份；3-1mm粒度，18份；1-mm粒度，25份。
电熔镁砂(MgO重量百分含量为97％)：200目，12份。
结合剂由以下组分按重量份比例组成：硼酸5份，植物油1份，高温沥青粉3份，氧化锆粉3份。
2.将废镁钙砖置于封闭容器内，加入防水化剂浸泡，并外加0.15MPa/cm2的压力实现加压渗透；防水化剂采用有机硅溶液。
将在防水化剂中浸泡后的废镁钙砖按粒度级配破碎，分别为5-3mm粒度的粗粒料、3-1mm粒度的中粒料，以及1-0mm粒度的细粒料；
3.将废镁钙砖粗粒料、中粒料按重量份比例依次加入混料机中，混练2分钟，再加入结合剂混练4分钟，最后加入200目电熔镁砂细粉混练10分钟，出料，置于干燥处。
将用以上方法制备的镁钙捣打料在1550℃温度下煅烧，经5h烧成后，成品理化指标如下表所示：
| 检验项目 | 检验结果 |
| IL | 2.87 |
| MgO | 73.79 |
| CaO | 25.63 |
| 1.21 | |
| 0.44 | |
| 0.65 | |
| 2.62 | |
| 线变化率(％) | 0.68 |
| 显气孔率(％) | 16.8 |
| 常温耐压强度(MPa) | 43.5 |
【实施例6】
按本发明所述方法生产一种镁钙捣打料。
1.本实施例所述镁钙捣打料由以下原料按重量份比例组成：
废镁钙砖(CaO重量百分含量分别为20％和30％，按任意比例)：5-3mm粒度，28份；3-1mm粒度，23份；1-mm粒度，16份。
电熔镁砂(MgO重量百分含量为97％)：200目，13份。
结合剂由以下组分按重量份比例组成：硼砂3.5份，植物油6份，高温沥青粉2.5份，氧化锆粉2.5份。
2.将废镁钙砖置于封闭容器内，加入防水化剂浸泡，并外加0.2MPa/cm2的压力实现加压渗透；防水化剂采用有机硅溶液。
将在防水化剂中浸泡后的废镁钙砖按粒度级配破碎，分别为5-3mm粒度的粗粒料、3-1mm粒度的中粒料，以及1-0mm粒度的细粒料；
3.将废镁钙砖粗粒料、中粒料按重量份比例依次加入混料机中，混练2分钟，再加入结合剂混练4分钟，最后加入200目电熔镁砂细粉混练7分钟，出料，置于干燥处。
将用以上方法制备的镁钙捣打料在1600℃温度下煅烧，经3.5h烧成后，成品理化指标如下表所示：
| 检验项目 | 检验结果 |
| IL | 2.98 |
| MgO | 69.92 |
| CaO | 23.89 |
| 0.71 | |
| 0.32 | |
| 0.72 | |
| 2.54 | |
| 线变化率(％) | 0.57 |
| 显气孔率(％) | 16.8 |
| 常温耐压强度(MPa) | 43.8 |
以上实施例中所制备的镁钙捣打料的理化指标均能够满足AOD炉的使用条件。
本发明实现了废镁钙砖再利用生产镁钙捣打料，节能环保，可有效降低企业生产成本，具有广阔的市场前景。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种利用废镁钙砖生产AOD炉用镁钙捣打料的方法，其特征在于，所述镁钙捣打料由下述原料按重量份比例制成：
外加以上原料总重量1.5％～12％的结合剂；所述废镁钙砖预先经防水化处理。
2.根据权利要求1所述的一种利用废镁钙砖生产AOD炉用镁钙捣打料的方法，其特征在于，所述防水化处理是将废镁钙砖浸入防水化剂中浸泡2～4小时，防水化剂为有机硅溶液，浸泡后自然晾干或烘干。
3.根据权利要求2所述的一种利用废镁钙砖生产AOD炉用镁钙捣打料的方法，其特征在于，所述防水化剂除有机硅溶液外，另外添加乙酰丙酮和硅酸酯；各组分按重量份比例为：有机硅溶液80～90份；乙酰丙酮5～10份；硅酸酯4～6份。
4.根据权利要求2所述的一种利用废镁钙砖生产AOD炉用镁钙捣打料的方法，其特征在于，所述废镁钙砖在防水化剂中浸泡时，置于封闭容器内，并外加0.1～0.3MPa/cm2的压力。
5.根据权利要求1所述的一种利用废镁钙砖生产AOD炉用镁钙捣打料的方法，其特征在于，所述结合剂由以下组分按重量份比例组成：硼酸或硼砂0.5～5份；植物油1～7份；高温沥青粉1～3份；氧化锆粉1～3份。
6.根据权利要求1所述的一种利用废镁钙砖生产AOD炉用镁钙捣打料的方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
1)原料加工；将回收的废镁钙砖经过表面处理及防水化处理后，按粒度级配将废镁钙砖和电熔镁砂按常规方法加工成不同粒度等级的原料，分别为5-3mm粒度的粗粒料、3-1mm粒度的中粒料，以及1-0mm粒度的细粒料；
2)加料、混练；按所述重量份比例，将所述原料依次加入混料机中混炼；先加入废镁钙砖，混练1～3分钟，再加入结合剂混练3～5分钟，最后加入200目电熔镁砂细粉，混练5～10分钟后，出料；
3)成品理化指标；
混练后镁钙捣打料的化学成分按重量百分比含量为：MgO 65％～80％；CaO 15％～30％；SiO2 0.6％～1.8％；Fe2O3 0.2％～1％；
将混练后镁钙捣打料置于1500～1600℃温度下，经过3～4h煅烧，烧成后的镁钙捣打料的物理性能为：体积密度2.3～3.0g/cm3，线变化率0.5％～1％，显气孔率12％～20％，常温耐压强度40～80MPa。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 114206 Wang Jia village, eight Li Town, Haicheng City, Liaoning Province Applicant after: Haicheng Zhongxing Magnesia Synthetic Materials Co., Ltd. Applicant after: Haicheng Lear MEG Materials Co. Ltd. Sita Address before: 114206 Wangjia village, eight Li Town, Haicheng City, Liaoning Province, Anshan, Liaoning Applicant before: Haicheng Zhongxing Magnesia Synthetic Materials Co., Ltd. Applicant before: Haicheng Zhongxing High-Grade Magnesia Brick Co., Ltd. |
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| CB02 | Change of applicant information | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 114206 wangjiakan village, Bali Town, Haicheng City, Liaoning Province Patentee after: Liaoning lier magnesium synthetic material Co.,Ltd. Patentee after: HAICHENG LIER MAIGE XITA MATERIAL Co.,Ltd. Address before: 114206 wangjiakan village, Bali Town, Haicheng City, Liaoning Province Patentee before: HAICHENG ZHONGXING MAGNESIUM SYNTHETIC MATERIAL Co.,Ltd. Patentee before: HAICHENG LIER MAIGE XITA MATERIAL Co.,Ltd. |
|
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |