CN111334638A - 一种用后中包残衬再生镁球及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用后中包残衬再生镁球及其制备方法，包括以下重量百分比的原料：中包残衬颗粒18～68wt％、轻烧白云石颗粒0～20wt％、中包残衬细粉1～28wt％、膨润土细粉0～20wt％、电熔氧化镁细粉0～8wt％、焦炭粉0～5wt％、钢渣微粉0～10wt％、结合剂0.1～15wt％；采用用后中间包镁质工作衬，将其制作为溅渣护炉镁球的原料，不仅解决了炼钢固废利用问题，还实现了对中间包废弃耐材的再生利用，以附加值最大化的模式将废弃中间包工作衬加以处理，极大减少了资源浪费及环境污染问题，且再生镁球的成球率高，强度高，不易碎裂，MgO含量达到溅渣护炉的使用要求。

Description

一种用后中包残衬再生镁球及其制备方法
技术领域
本发明属于炼钢辅料技术领域，具体涉及一种用后中包残衬再生镁球及其制备方法。
背景技术
转炉由炉壳和炉衬两部分组成，炉衬分为工作层、永久层、充填层三部分，均为耐火材料。在钢铁企业炼钢生产流程中，工作层直接与炉内液体金属、炉渣和炉气接触，在高温、高氧化性条件下，通常以0.2～0.8mm每炉的速度被侵蚀。
为保证转炉正常生产和进一步提高炉衬寿命，我国1994年开始转炉溅渣护炉试验。溅渣护炉是在转炉出完钢后加入调渣剂，使其中的MgO与炉渣发生化学反应，生成一系列高熔点物质，然后通过氧枪喷出高压氮气使其喷溅到炉衬上，粘附于内壁冷凝成坚固的保护渣层，从而减轻高温气流及炉渣对炉衬的侵蚀与冲刷，达到维护炉衬、提高炉龄的目的。
转炉溅渣护炉造渣过程中，通常加入白云石、轻烧白云石、镁钙石灰、以及其他含有氧化镁的原料。使用轻烧白云石或镁钙石灰等调渣剂，用量较大，存在化渣的时间长，加料操作时间长，渣中氧化镁含量不稳定，成渣速度慢，渣量较大等缺陷。
目前国内各大钢厂，如宝钢、包钢、鞍钢等企业均采用镁球溅渣护炉，这些企业使用的镁球，大多数采用煅烧菱镁矿粉末在专门生产线上压球生产，成本较高且生白效果不好。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种用后中包残衬再生镁球及其制备方法，采用用后中间包镁质工作衬，将其制作为溅渣护炉镁球的原料，不仅解决了炼钢固废利用问题，还实现了对中间包废弃耐材的再生利用，以附加值最大化的模式将废弃中间包工作衬加以处理，极大减少了资源浪费及环境污染问题，且再生镁球的成球率高，强度高，不易碎裂，MgO含量达到溅渣护炉的使用要求。
本发明采取的技术方案为：
一种用后中包残衬再生镁球，包括以下重量百分比的原料：中包残衬颗粒18～68wt％、轻烧白云石颗粒0～20wt％、中包残衬细粉1～28wt％、膨润土细粉0～20wt％、电熔氧化镁细粉0～8wt％、焦炭粉0～5wt％、钢渣微粉0～10wt％、结合剂0.1～15wt％。
进一步地，所述中包残衬颗粒的粒度为0.074～5.00mm，其中MgO含量为≥60％。
所述中包残衬细粉粒度为0～0.074mm，其中MgO含量为≥60％。
所述轻烧白云石颗粒粒度为0.088～2.400mm，其中MgO含量为10～25％。
所述膨润土细粉粒度为≤0.088mm，体积密度在2.0～3.0g/cm3，水分≤15％。
所述电熔氧化镁细粉粒度为0～0.082mm，体积密度为≥3.35g/cm3，MgO含量为≥95％。
所述焦炭粉粒度为0～2.5mm，为焦化厂出品焦炭筛下料，碳含量≥75％。
所述钢渣微粉粒度为0～0.074mm。
所述结合剂为水玻璃或有机树脂粘合剂。
进一步地，所述用后中包残衬再生镁球优选为包括以下重量百分比的原料：0.074～1.5mm粒级中包残衬颗粒14～18％、1.5～2.5mm粒级中包残衬颗粒25～30％、＞2.5mm粒级中包残衬颗粒15～20％、0～0.074mm粒级中包残衬细粉20～28％、结合剂5～15％，各原料总和为100％；该配比之下的用后中包残衬再生镁球，其MgO含量为≥65％，水分含量≤1.5％；显气孔率，15～26％；体积密度，1.8～3.0g/cm3；落下强度(自然放置48h)，从2米高处自由落至水泥地坪能够保证5次不破碎。
所述用后中包残衬再生镁球优选为包括以下重量百分比的原料：0.074～1.5mm粒级中包残衬颗粒15～25％、1.5～2.5mm粒级中包残衬颗粒20～30％、轻烧白云石颗粒10～20％、中包残衬细粉14～23％、膨润土细粉10～20％、电熔氧化镁细粉1～5％、结合剂3～10％，各原料总和为100％；该配比之下的用后中包残衬再生镁球，其MgO含量为≥65％，水分含量≤1.3％；显气孔率，14～20％；体积密度，2.2～3.0g/cm3；落下强度(自然放置48h)，从2米高处自由落至水泥地坪能够保证5次不破碎。
所述用后中包残衬再生镁球优选为包括以下重量百分比的原料：5～1mm粒级中包残衬颗粒36～41％、1～0.088mm粒级中包残衬颗粒18～27％、轻烧白云石颗粒5～15％、中包残衬细粉8～18％、焦炭粉1～3％、钢渣微粉3～8％、结合剂5～10％，各原料总和为100％；该配比之下的用后中包残衬再生镁球，其MgO含量为≥65％，水分含量≤1.5％；显气孔率，12～20％；体积密度，2.0～3.0g/cm3；落下强度(自然放置48h)，从2米高处自由落至水泥地坪能够保证5次不破碎。
上述各原料的添加比例符合耐火材料配料时的最紧密堆积原理。
本发明还提供了所述的用后中包残衬再生的镁球的制备方法，将配方量的原料混匀，再将混匀后的原料送入到高压压球机中，经50～300kN高压压力压制成形，自然放置48h。
本发明提供的用后中包残衬再生镁球，以颗粒状原料为骨料，细粉状原料为基质，按照上述配方生产的再生镁球，生产时碎球少，成球率高，再生镁球强度高，不易碎裂，MgO含量达到溅渣护炉的使用要求；实现了针对不同品位中包残衬的全部回收利用；本发明生产的再生镁球，在满足转炉溅渣护炉要求的同时，实现了对用后耐材的回收利用，有利于环境保护和节能减排。
附图说明
图1为用后中包残衬再生镁球的生产方法流程示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
一种用后中包残衬再生镁球的方法，包括以下步骤：
先将用后中包残衬大块破碎，然后颚破、圆锥破、筛分、除铁，得到20mm以下各级配原料，待用。分别称量0～0.074mm粒级中包残衬细粉25wt％，0.074～1.5mm粒级中包残衬颗粒18wt％，1.5～2.5mm粒级中包残衬颗粒30wt％，＞2.5mm粒级中包残衬颗粒20wt％，加入轮碾机，加入7wt％的水玻璃搅拌后，输送至压球机进行压球，压球机压力为200kN，得到中包残衬再生镁球。得到的再生镁球碎球很少，成球率93％以上。生产的再生镁球自然存放2天就具有足够的强度，可以装车运输。转炉再生镁球的MgO含量要求60％以上，再生镁球产品满足使用要求。再生镁球的性能如表1。
表1
Figure BDA0002399813100000041
Figure BDA0002399813100000051
通过对实施例1中再生镁球的现场试用，取得了良好效果，炉衬各部位厚度都有所上涨，炉衬侵蚀情况也得到了有效控制，如表4所示。
表4中包残衬再生镁球使用前后炉衬厚度的对比
项目 炉底 渣线 兑铁侧 出钢侧
使用前(mm) 765 565 612 596
使用后(mm) 864 623 656 635
提高率(％) 12.9 10.3 7.2 6.5
在经济效益方面：以马钢每年回收镁质中包残衬1万吨计算，则可生产镁球1.1万吨，中包残衬镁球生产全成本约300元/吨，镁球价格按市场价780元/吨计算，则年效益约为528万元，年效益＝(780-300)×11000＝528(万元/年)。
实施例2
一种用后中包残衬再生镁球的方法，包括以下步骤：
先将用后中包残衬大块破碎，然后颚破、圆锥破、筛分、除铁，得到20mm以下各级配原料，待用。分别称量0～0.075mm粒级中包残衬细粉18wt％，0～0.082mm的膨润土细粉15wt％、0～0.082mm的电熔镁砂细粉2wt％，0.074～1.5mm粒级中包残衬颗粒20wt％，0.5～1.2mm的轻烧白云石颗粒15wt％，1.5～2.5mm粒级中包残衬颗粒26wt％，加入轮碾机，加入4wt％的水玻璃搅拌后，输送至压球机进行压球，压球机压力为180kN，得到中包残衬再生镁球，再生镁球成球率达到96％以上。膨润土具有很强的粘结性和可塑性，同时还具有较高的抗压强度，膨润土的添加对于再生镁球的压制成形及使用有较大帮助。压制成形再生镁球自然存放2天具有足够的强度，可以装车运输。转炉再生镁球的MgO含量要求65％以上，再生镁球产品满足使用要求。再生镁球的性能如表2。
表2
Figure BDA0002399813100000061
实施例3
一种利用中间包工作衬残衬生产溅渣护炉镁球，以重量百分含量表示，所述镁球重量配比为：5～1mm的中包残衬颗粒40.5wt％、1～0.088mm的中包残衬颗粒23wt％、<0.088中包残衬细粉13wt％、<0.074mm的钢渣微粉5wt％、<2.5mm焦炭粉1.5wt％，＜5mm的轻烧白云石颗粒10wt％，模数为2.35的水玻璃7wt％。
按上述配比，固体原料经称重，将中包残衬细粉、钢渣微粉、焦炭粉、轻烧白云石颗粒在锥形机内预混5～8min，出料后连同各粒级中包残衬颗粒倒入轮碾机，加入7wt％的水玻璃搅拌，搅拌时间控制在8～12min，全部润湿后出料，输送至压球机进行压球，压球机压力为180kN，得到中包残衬再生镁球，成球率达到97％以上。再进行热处理(110℃，保温24h)后测试物理性能，如表3。
表3
Figure BDA0002399813100000071
上述参照实施例对一种用后中包残衬再生镁球及其制备方法进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用后中包残衬再生镁球，其特征在于，包括以下重量百分比的原料：中包残衬颗粒18～68％、轻烧白云石颗粒0～20％、中包残衬细粉1～28％、膨润土细粉0～20％、电熔氧化镁细粉0～8％、焦炭粉0～5％、钢渣微粉0～10％、结合剂0.1～15％。
2.根据权利要求1所述的用后中包残衬再生镁球，其特征在于，所述中包残衬颗粒的粒度为0.074～5.00mm，其中MgO含量为≥60％；所述中包残衬细粉粒度为0～0.074mm，其中MgO含量为≥60％。
3.根据权利要求1所述的用后中包残衬再生镁球，其特征在于，所述轻烧白云石颗粒粒度为0.088～2.400mm，其中MgO含量为10～25％；所述膨润土细粉粒度为≤0.082mm，体积密度在2.0～3.0g/cm3，水分≤15％。
4.根据权利要求1所述的用后中包残衬再生镁球，其特征在于，所述电熔氧化镁细粉粒度为0～0.082mm，体积密度为≥3.35g/cm3，MgO含量为≥95％。
5.根据权利要求1所述的用后中包残衬再生镁球，其特征在于，所述焦炭粉粒度为0～2.5mm，为焦化厂出品焦炭筛下料，碳含量≥75％；所述钢渣微粉粒度为0～0.074mm。
6.根据权利要求1所述的用后中包残衬再生镁球，其特征在于，所述结合剂为水玻璃或有机树脂粘合剂。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的用后中包残衬再生镁球，其特征在于，包括以下重量百分比的原料：0.074～1.5mm粒级中包残衬颗粒14～18％、1.5～2.5mm粒级中包残衬颗粒25～30％、＞2.5mm粒级中包残衬颗粒15～20％、0～0.074mm粒级中包残衬细粉20～28％、结合剂5～15％，各原料总和为100％。
8.根据权利要求1-6任意一项所述的用后中包残衬再生镁球，其特征在于，包括以下重量百分比的原料：0.074～1.5mm粒级中包残衬颗粒15～25％、1.5～2.5mm粒级中包残衬颗粒20～30％、轻烧白云石颗粒10～20％、中包残衬细粉14～23％、膨润土细粉10～20％、电熔氧化镁细粉1～5％、结合剂3～10％，各原料总和为100％。
9.根据权利要求1-6任意一项所述的用后中包残衬再生镁球，其特征在于，包括以下重量百分比的原料：5～1mm粒级中包残衬颗粒36～41％、1～0.088mm粒级中包残衬颗粒18～27％、轻烧白云石颗粒5～15％、中包残衬细粉8～18％、焦炭粉1～3％、钢渣微粉3～8％、结合剂5～10％，各原料总和为100％。
10.如权利要求1-8任意一项所述的用后中包残衬再生镁球的制备方法，其特征在于，将配方量的原料混匀，再将混匀后的原料送入到高压压球机中，经50～300kN高压压力压制成形，自然放置48h。
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