CN110451933A - 一种中间包预制件及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种中间包预制件及其制备方法，涉及耐火材料技术领域，解决了现有技术中废旧耐火材料回收再利用的技术问题。本发明的中间包预制件包括如下质量百分比的组分：用后钢包水口座砖和/或透气座砖废料30～45％，中档镁砂25～35％，棕刚玉粉15～20％，中档镁砂粉8～12％，硅微粉2～5％，添加剂0.4～0.5％，其中，所述的用后钢包水口座砖和/或透气座砖废料、中档镁砂、棕刚玉粉、中档镁砂粉和硅微粉的质量百分比之和为100％。本发明的中间包预制件及其制备方法具有致密性好、强度高、抗渣侵蚀和渗透性能优异等优点，不仅满足了施工和使用要求，而且节约了矿产资源。

Description

一种中间包预制件及其制备方法
技术领域
本发明涉及耐火材料技术领域，尤其涉及一种中间包预制件及其制备方法。
背景技术
钢铁、玻璃、水泥等高温产业及各类冶金和非冶金工业窑炉都毫不例外的需要消耗大量的耐火材料，这势必会产生大量的废弃耐火材料。目前世界各国都已经充分认识到了用后耐火材料是廉价的再生资源，能显著提高企业的经济效益和社会效益，而且用后耐火材料的再生利用也是对环保的贡献。
我国产生的用后耐火材料，仅有约20％得到了粗糙的利用，并没有发挥它应有的价值和作用；其余更多的用后耐火材料作为工业垃圾被废弃和掩埋，不仅消耗了处理和运输费用，也是对国家的人力、物力和资源的浪费。因此，对用后耐火材料再生利用不但对提高企业效益、社会效益和改善环境有重要意义，而且还可节约矿产资源。
中间包预制件在中间包连铸过程中是必不可少的存在，在连铸中起到减少钢水冲击力，延长中间包寿命，稳定钢水流动，净化钢水成分等作用，其具有强度高、抗渣侵蚀和渗透性好等优点。以往中包预制件是以刚玉、高铝矾土、镁砂等为原料制备而成。由于刚玉、高铝矾土和镁砂价格逐步上涨，且有大量回收废料有待开发使用。因此，开发出一种使用用后耐火材料制备的中间包预制件成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的其中一个目的是提出一种中间包预制件及其制备方法，解决了现有技术中废旧耐火材料回收再利用的技术问题。本发明优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明的中间包预制件包括如下质量百分比的组分：
其中，所述的用后钢包水口座砖和/或透气座砖废料、中档镁砂、棕刚玉粉、中档镁砂粉和硅微粉的质量百分比之和为100％。
根据一个优选实施方式，所述的用后钢包水口座砖和/或透气座砖废料至少包括如下两种粒径：10～5mm、5～3mm。
根据一个优选实施方式，所述的中档镁砂至少包括如下两种粒径：3～1mm、1～0mm。
根据一个优选实施方式，所述的棕刚玉粉的粒径为180目。
根据一个优选实施方式，所述的中档镁砂粉的粒径为180目。
根据一个优选实施方式，所述的添加剂包括如下质量百分比的组分：
其中，所述的柠檬酸钠、防爆纤维、草酸和金属铝粉的质量百分比之和为100％。
本发明中间包预制件的制备方法，所述方法包括如下步骤：
配料，按照如下质量百分比配备各原料：
骨料：用后钢包水口座砖和/或透气座砖废料30～45％，中档镁砂25～35％，
粉料：棕刚玉粉15～20％，中档镁砂粉8～12％，硅微粉2～5％，
添加剂0.4～0.5％，
其中，所述的用后钢包水口座砖和/或透气座砖废料、中档镁砂、棕刚玉粉、中档镁砂粉和硅微粉的质量百分比之和为100％；
搅拌，将骨料、粉料和添加剂按比例加入搅拌机中，并在搅拌机中搅拌2～3min混合均匀后，再加入5.5～6％的水搅拌3～5min，搅拌均匀后在模具中振动成型。
本发明提供的中间包预制件及其制备方法至少具有如下有益技术效果：
本发明通过回收用后钢包水口座砖、透气座砖废料，并以其为主要原料，再添加适量中档镁砂、棕刚玉粉、中档镁砂粉、硅微粉和添加剂制备的中间包预制件，具有致密性好、强度高、抗渣侵蚀和渗透性能优异等优点，不仅满足了施工和使用要求，而且节约了矿产资源。即本发明的中间包预制件及其制备方法解决了废旧耐火材料回收再利用的技术问题，不仅可以降低中间包预制件的生产成本，而且还可减少固体废弃物的排放量。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
本发明提供了一种采用用后钢包水口座砖及透气座砖料生产的、施工流动性好的资源节约型中间包预制件及其制备方法。优选的，本发明的中间包预制件包括如下质量百分比的组分：
其中，所述的用后钢包水口座砖和/或透气座砖废料、中档镁砂、棕刚玉粉、中档镁砂粉和硅微粉的质量百分比之和为100％。
优选的，所述的用后钢包水口座砖和/或透气座砖废料至少包括如下两种粒径：10～5mm、5～3mm。
优选的，所述的中档镁砂至少包括如下两种粒径：3～1mm、1～0mm。
优选的，所述的棕刚玉粉的粒径为180目。
优选的，所述的中档镁砂粉的粒径为180目。
本发明中间包预制件原料中的棕刚玉粉在高温下与基质中的MgO反应生成原位尖晶石，原位尖晶石可与渣中的MnO和FeO形成固溶体，反应式如下：
FeO+MnO+MA—(Fe，Mn，Mg)O·(Fe，Al)O
原位尖晶石与MnO和FeO形成的固溶体使熔渣SiO2富化而变得粘稠，又由于渣渗透深度L由下述方程确定：L∝η2，这表明基质中的原位尖晶石的生成使渣的粘度增加，从而限制了渣的渗透。同时，基质中配入的MgO和Al2O3在使用中反应生成的原位尖晶石分布均匀，其与熔渣的接触角小，限制了熔渣的流动，从而进一步提高了中间包预制件的抗渣渗透性。
优选的，所述的添加剂包括如下质量百分比的组分：
其中，所述的柠檬酸钠、防爆纤维、草酸和金属铝粉的质量百分比之和为100％。
本发明的添加剂包括柠檬酸钠、防爆纤维、草酸和金属铝粉，其中，柠檬酸钠的加入可以起到减水效果，草酸和金属铝粉的加入可保证中间包预制件的施工性能，防爆纤维的加入可提高中间包预制件的防爆性能。
本发明中间包预制件的制备方法包括如下步骤：
(1)配料，按照如下质量百分比配备各原料：
骨料：用后钢包水口座砖和/或透气座砖废料30～45％，中档镁砂25～35％，
粉料：棕刚玉粉15～20％，中档镁砂粉8～12％，硅微粉2～5％，
添加剂0.4～0.5％。
其中，所述的用后钢包水口座砖和/或透气座砖废料、中档镁砂、棕刚玉粉、中档镁砂粉和硅微粉的质量百分比之和为100％；添加剂为所述的用后钢包水口座砖和/或透气座砖废料、中档镁砂、棕刚玉粉、中档镁砂粉和硅微粉质量之和的0.4～0.5％。
(2)搅拌，将骨料、粉料和添加剂按比例加入搅拌机中，并在搅拌机中搅拌2～3min混合均匀后，再加入5.5～6％的水搅拌3～5min，搅拌均匀后在模具中振动成型。优选的，加入的水量为中间包预制件各原料质量之和的5.5～6％。
本发明通过回收用后钢包水口座砖、透气座砖废料，并以其为主要原料，再添加适量中档镁砂、棕刚玉粉、中档镁砂粉、硅微粉和添加剂制备的中间包预制件，具有致密性好、强度高、抗渣侵蚀和渗透性能优异等优点，不仅满足了施工和使用要求，而且节约了矿产资源。即本发明的中间包预制件及其制备方法解决了废旧耐火材料回收再利用的技术问题，不仅可以降低中间包预制件的生产成本，而且还可减少固体废弃物的排放量。
实施例1
本实施例的中间包预制件的制备方法如下：
(1)配料，按照如下质量百分比配备各原料：
骨料：10～5mm用后钢包水口座砖和透气座砖废料15％、5～3mm用后钢包水口座砖和透气座砖废料15％、3～1mm中档镁砂10％、1～0mm中档镁砂25％，
粉料：180目棕刚玉粉20％，180目中档镁砂粉12％，硅微粉3％，
添加剂0.4％，
其中，添加剂包括柠檬酸钠65％、草酸9％、金属铝粉6％和防爆纤维20％；
(2)搅拌，将骨料、粉料和添加剂按比例加入搅拌机中，并在搅拌机中搅拌2～3min混合均匀后，再加入5.5～6％的水搅拌3～5min，搅拌均匀后在模具中振动成型。
实施例2
本实施例的中间包预制件的制备方法如下：
(1)配料，按照如下质量百分比配备各原料：
骨料：10～5mm用后钢包水口座砖和透气座砖废料15％、5～3mm用后钢包水口座砖和透气座砖废料20％、3～1mm中档镁砂15％、1～0mm中档镁砂20％，
粉料：180目棕刚玉粉15％，180目中档镁砂粉10％，硅微粉5％，
添加剂0.5％，
其中，添加剂包括柠檬酸钠63％、草酸10％、金属铝粉2％和防爆纤维25％；
(2)搅拌，将骨料、粉料和添加剂按比例加入搅拌机中，并在搅拌机中搅拌2～3min混合均匀后，再加入5.5～6％的水搅拌3～5min，搅拌均匀后在模具中振动成型。
实施例3
本实施例的中间包预制件的制备方法如下：
(1)配料，按照如下质量百分比配备各原料：
骨料：10～5mm用后钢包水口座砖和透气座砖废料15％、5～3mm用后钢包水口座砖和透气座砖废料25％、3～1mm中档镁砂20％、1～0mm中档镁砂10％，
粉料：180目棕刚玉粉15％，180目中档镁砂粉11％，硅微粉4％，
添加剂0.4％，
其中，添加剂包括柠檬酸钠65％、草酸5％、金属铝粉5％和防爆纤维25％；
(2)搅拌，将骨料、粉料和添加剂按比例加入搅拌机中，并在搅拌机中搅拌2～3min混合均匀后，再加入5.5～6％的水搅拌3～5min，搅拌均匀后在模具中振动成型。
实施例4
本实施例的中间包预制件的制备方法如下：
(1)配料，按照如下质量百分比配备各原料：
骨料：10～5mm用后钢包水口座砖和透气座砖废料20％、5～3mm用后钢包水口座砖和透气座砖废料25％、3～1mm中档镁砂10％、1～0mm中档镁砂15％，
粉料：180目棕刚玉粉20％，180目中档镁砂粉8％，硅微粉2％，
添加剂0.5％，
其中，添加剂包括柠檬酸钠60％、草酸10％、金属铝粉6％和防爆纤维24％；
(2)搅拌，将骨料、粉料和添加剂按比例加入搅拌机中，并在搅拌机中搅拌2～3min混合均匀后，再加入5.5～6％的水搅拌3～5min，搅拌均匀后在模具中振动成型。
实施例1～实施例4制得的中间包预制件具有如下技术指标：
即实施例1～实施例4制得的中间包预制件，具有致密性好、强度高、抗渣侵蚀和渗透性能优异等优点。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种中间包预制件，其特征在于，所述中间包预制件包括如下质量百分比的组分：
其中，所述的用后钢包水口座砖和/或透气座砖废料、中档镁砂、棕刚玉粉、中档镁砂粉和硅微粉的质量百分比之和为100％。
2.根据权利要求1所述的中间包预制件，其特征在于，所述的用后钢包水口座砖和/或透气座砖废料至少包括如下两种粒径：10～5mm、5～3mm。
3.根据权利要求1所述的中间包预制件，其特征在于，所述的中档镁砂至少包括如下两种粒径：3～1mm、1～0mm。
4.根据权利要求1所述的中间包预制件，其特征在于，所述的棕刚玉粉的粒径为180目。
5.根据权利要求1所述的中间包预制件，其特征在于，所述的中档镁砂粉的粒径为180目。
6.根据权利要求1所述的中间包预制件，其特征在于，所述的添加剂包括如下质量百分比的组分：
其中，所述的柠檬酸钠、防爆纤维、草酸和金属铝粉的质量百分比之和为100％。
7.一种中间包预制件的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
配料，按照如下质量百分比配备各原料：
骨料：用后钢包水口座砖和/或透气座砖废料30～45％，中档镁砂25～35％，
粉料：棕刚玉粉15～20％，中档镁砂粉8～12％，硅微粉2～5％，
添加剂0.4～0.5％，
其中，所述的用后钢包水口座砖和/或透气座砖废料、中档镁砂、棕刚玉粉、中档镁砂粉和硅微粉的质量百分比之和为100％；
搅拌，将骨料、粉料和添加剂按比例加入搅拌机中，并在搅拌机中搅拌2～3min混合均匀后，再加入5.5～6％的水搅拌3～5min，搅拌均匀后在模具中振动成型。
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