CN115093236A - 镁橄榄石质的vd/vod钢包净空区镁碳砖及制备方法 - Google Patents
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Abstract
镁橄榄石质的VD/VOD钢包净空区镁碳砖及制备方法，目的是循环利用再生镁碳砖料降低VD/VOD钢包净空区镁碳砖成本；本发明镁碳砖由下述按重量配比计的原料制备而成：3‑5mm的镁橄榄石颗粒15‑30％，1‑3mm的镁橄榄石颗粒15‑30％，≤1mm再生镁碳砖颗粒料40‑60％，添加剂0‑5％，结合剂3‑5％；所述镁橄榄石颗粒性能指标要求是MgO含量≥42％，Fe2O3含量≤8.5％，SiO2含量≤45％，烧失量≤6.5％，体积密度≥2.69g/cm3；所述再生镁碳砖颗粒料的体积密度≥3.25g/cm3；制备方法是先按比例将原料、添加剂、结合剂依次加入搅拌机中搅拌均匀；在630吨压力机上压制成砖坯；送入干燥窑中进行热处理，热处理时间为12小时升温至200±10℃，然后再保温4小时。
Description
技术领域
本发明属于耐火材料生产工艺技术领域，具体涉及一种镁橄榄石质的 VD/VOD钢包净空区镁碳砖及制备方法。
背景技术
为生产优质合金钢、轴承钢、不锈钢等，钢水中的气体，夹杂物，化学成分都有严格要求。VD/VOD是一种应用广泛的真空精炼设备，精炼处理时带渣操作会发泡，因此要求钢包要有一定高度的净空。VD钢包一般要求净空 800-1000mm，VOD钢包一般要求净空1200-1500mm。该部位由于不接触钢水，相对于钢包渣线来说，受侵蚀程度较轻，但仍然得承受高温及泡沫熔渣的侵蚀，因此，该部位一般可采用档次稍低的镁碳砖砌筑。
为降低成本同时不影响现场的使用效果，我公司早早开展了对废旧镁碳砖的循环利用研究。我公司处理废旧镁碳砖的工艺相当于直接从废镁碳砖中提炼出3-5mm、1-3mm颗粒来代替电熔镁砂，附加值极高；而剩余部分(大约50％)的0.088-1mm镁砂颗粒、 0-0.088mm镁砂细粉及石墨均保留在＜1mm的再生镁碳砖料中，由于这部分产生的量大，使用后仍有一定富余，如果寻找出一种能代替镁砂的颗粒直接加入到＜1mm的再生镁碳料中，再辅以一定的添加剂、结合剂生产出档次低的镁碳砖，这将使废旧镁碳砖的循环利用达到效益最大化、利用最大化。
我国天然镁橄榄石矿物资源极其丰富，质地优良，价格低廉(仅为废旧镁碳砖价格的一半)，同时由于其含水量低、灼减量小，可以直接用生料被用来制备各种耐火材料，在国内外市场应用取得良好的效果。但直接用镁橄榄石生料代替镁砂骨料，用于钢包镁碳砖上在国内尚属空白。
发明内容
本发明目的是为了克服上述已有技术的不足，提供一种可有效降低VD/VOD 钢包净空区镁碳砖成本、循环利用再生镁碳砖料、节约宝贵原材料并提高环保效益的镁橄榄石质的VD/VOD钢包净空区镁碳砖及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
镁橄榄石质的VD/VOD钢包净空区镁碳砖，由下述重量配比的原料制备而成： 3-5mm的镁橄榄石颗粒15-30％，1-3mm的镁橄榄石颗粒15-30％，＜1mm再生镁碳砖料40-60％，添加剂0-5％，结合剂3-5％。
作为优选，所述的镁橄榄石颗粒性能指标要求：MgO含量≥42％，Fe2O3含量≤8.5％，SiO2含量≤45％，烧失量≤6.5％，体积密度≥2.69g/cm3。
作为优选，所述的＜1mm再生镁碳砖料为公司自己处理废镁碳砖的料，制备步骤如下：
(1)原料拣选除渣：将回收回来的用后镁碳砖进行人工拣选，逐块挑选出里面杂砖并清除用后镁碳砖表面的夹杂物及渣层；
(2)破碎：将步骤(1)中处理后的镁碳砖通过颚式破碎机、对辊机破碎成≤10mm左右的颗粒料；
(3)提炼：将步骤(2)中破碎后的≤10mm颗粒料加入到SXG-260KL型颗粒提炼机中进行提炼，提炼时间要求20-40分钟，最终提炼后的再生镁碳砖颗粒料的体积密度控制标准为≥3.25g/cm3；采用柱体轮挪移磋压、料板将料循环推动组成二位一体的精炼工作，可以迫使真颗粒高强度挤压、假颗粒变成细粉。经过多次试验证明：当提炼后颗粒料的体积密度(取样检测)≥3.25g/cm3后，用后镁碳砖勿需水化或经过其他复杂工艺处理，即可用来生产镁碳砖，且不会产生裂纹。
(4)除铁、筛分粒度：将步骤(3)中提炼后的再生镁碳砖颗粒料用磁选机除铁、然后筛分获得≤1mm再生镁碳砖颗粒料。
作为优选，所述的添加剂为高温沥青粉、碳化硅粉、金属硅粉中的一种、两种或三种混合物。
作为优选，所述的结合剂为酚醛树脂。
镁橄榄石质的VD/VOD钢包净空区镁碳砖的制备方法，按照下述步骤制备：
第一步，配料：
按重量配比称取3-5mm的镁橄榄石颗粒15-30％，1-3mm的镁橄榄石颗粒 15-30％，＜1mm再生镁碳砖料30-60％，添加剂0-5％，结合剂3-5％；
第二步，混料：
将准备好的镁橄榄石颗粒料3-5mm、镁橄榄石颗粒料1-3mm、＜1mm再生镁碳砖料、添加剂、结合剂依次加入搅拌机中搅拌均匀；
第三步，成型：
将搅拌均匀的泥料在630吨压力机上压制成砖坯；
第四步，热处理：
将成型后的砖坯送人干燥窑中进行热处理，热处理时间为12小时升温至200 ±10℃，然后再保温4小时。
钢渣一般为碱性的，为防止净空区砖的侵蚀严重，一般该部位均采用镁碳砖砌筑。真空精炼的主要目的是为了脱除钢水中的气体及去除夹杂，均化成分和温度。为保证钢水的精炼效果及设备等安全，钢包在设计过程中都要有一定的净空，净空区镁碳砖由于不接触钢水与钢渣，因此相对于渣线来说，可以采用低档次的镁碳砖。从功能上来说，净空区镁碳砖一方面防止精炼过程中溢渣，造成设备烧坏等安全事故，另一方面在清理渣线粘渣时压紧渣线防止渣线镁碳砖松动，因此，在技术上VD钢包及VOD钢包对净空区镁碳砖的要求是相同的，同时本发明也可作为其他钢包净空上使用。
本发明的有益效果：①采用此方法制备的VD/VOD钢包净空区镁碳砖与采用以96％电熔镁砂生产的钢包净空区镁碳砖相比，成本下降2000元/吨左右，并且生产出来的产品满足客户的使用要求；②采用此方法生产的VD/VOD钢包净空区镁碳砖，由于＜1mm再生镁碳砖料中含有25％-30％左右的石墨，因此无需再加入石墨即可生产碳含量在10％-14％左右的镁碳砖，可节约大量的石墨资源；因此，以本发明的生产方法生产的VD/VOD钢包净空区镁碳砖对节约国家矿产资源、实现废旧镁碳砖的循环利用效益最大化、降低生产成本，节约宝贵原材料并提高环保效益。
具体实施方式
实施例1制备一种VOD钢包净空区镁碳砖
具体制备步骤如下：
第一步，配料：
按重量配比称取3-5mm的镁橄榄石颗粒20％，1-3mm的镁橄榄石砖颗粒30％，＜1mm再生镁碳砖料42％，高温沥青1.5％，碳化硅粉2％，金属硅粉1％，酚醛树脂3.5％。
第二步，混料：
将准备好的镁橄榄石颗粒料3-5mm、镁橄榄石颗粒料1-3mm、＜1mm再生镁碳砖料、添加剂、结合剂依次加入搅拌机中搅拌均匀；
第三步，成型：
将搅拌均匀的泥料在630吨压力机上压制成砖坯；
第四步，热处理：
将成型后的砖坯送人干燥窑中进行热处理，热处理时间为12小时升温至200 ±10℃，然后再保温4小时。
性能指标检测：
满足VOD钢包净空区使用要求。
实施例2制备一种VD钢包净空区镁碳砖
具体制备步骤如下：
第一步，配料：
按重量配比称取3-5mm的镁橄榄石颗粒15％，1-3mm的镁橄榄石砖颗粒30％，＜1mm再生镁碳砖料47％，高温沥青1％，碳化硅粉3％，酚醛树脂4％。
第二步，混料：
将准备好的镁橄榄石颗粒料3-5mm、镁橄榄石颗粒料1-3mm、＜1mm再生镁碳砖料、添加剂、结合剂依次加入搅拌机中搅拌均匀；
第三步，成型：
将搅拌均匀的泥料在630吨压力机上压制成砖坯；
第四步，热处理：
将成型后的砖坯送人干燥窑中进行热处理，热处理时间为12小时升温至200 ±10℃，然后再保温4小时。
性能指标检测：
满足VD钢包净空区使用要求。
以上所述的仅是本发明的优选实例。应当指出对于本领域的普通技术人员来说，在本发明所提供的技术启示下，作为本领域的公知常识，还可以做出其他同等变型和改进，也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.镁橄榄石质的VD/VOD钢包净空区镁碳砖，其特征是由下述按重量配比计的原料制备而成：大于3mm且小于等于5mm的镁橄榄石颗粒15-30％，大于1mm且小于等于3mm的镁橄榄石颗粒15-30％，小于等于1mm再生镁碳砖颗粒料40-60％，添加剂0-5％，结合剂3-5％；所述镁橄榄石颗粒性能指标要求是MgO含量≥42％，Fe2O3含量≤8.5％，SiO2含量≤45％，烧失量≤6.5％，体积密度≥2.69g/cm3；所述再生镁碳砖颗粒料的体积密度≥3.25g/cm3。
2.如权利要求1所述的镁橄榄石质的VD/VOD钢包净空区镁碳砖，其特征是所述的小于等于1mm再生镁碳砖颗粒料的制备步骤如下：
(1)原料拣选除渣：将回收回来的用后镁碳砖进行人工拣选，逐块挑选出里面杂砖并清除用后镁碳砖表面的夹杂物及渣层；
(2)破碎：通过颚式破碎机、对辊机破碎成≤10mm的颗粒料；
(3)提炼：加入到颗粒提炼机中进行提炼，提炼时间要求20-40分钟，最终提炼后的再生镁碳砖颗粒料的体积密度控制标准为≥3.25g/cm3；
(4)除铁、筛分：提炼后的再生镁碳砖颗粒料用磁选机除铁、然后筛分获得≤1mm再生镁碳砖颗粒料。
3.如权利要求1或2所述的镁橄榄石质的VD/VOD钢包净空区镁碳砖，其特征是所述的添加剂为高温沥青粉、碳化硅粉、金属硅粉中的任意一种，或是任意比例的两种、三种的混合物。
4.如权利要求1或2所述的镁橄榄石质的VD/VOD钢包净空区镁碳砖，其特征是所述的结合剂为酚醛树脂。
5.如权利要求1或2所述的镁橄榄石质的VD/VOD钢包净空区镁碳砖，其特征是所述颗粒提炼机采用SXG-260KL型颗粒提炼机。
6.如权利要求1所述镁橄榄石质的VD/VOD钢包净空区镁碳砖的制备方法，其特征是：
(1)混料：按比例将准备好的大于3mm且小于等于5mm的镁橄榄石颗粒料、大于1mm且小于等于3mm的镁橄榄石颗粒料、小于等于1mm再生镁碳砖颗粒料、添加剂、结合剂依次加入搅拌机中搅拌均匀；
(2)成型：将搅拌均匀的泥料在630吨压力机上压制成砖坯；
(3)热处理：将成型后的砖坯送人干燥窑中进行热处理，热处理时间为12小时升温至200±10℃，然后再保温4小时。
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