一種再生鎂碳磚的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種再生鎂碳磚的制備方法，屬于耐火材料技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]鋼鐵行業(yè)是耐火材料消耗的大戶，據(jù)報(bào)道，2004年全國鋼鐵企業(yè)耐火材料消耗量約為900多萬t,用后耐火材料為400萬t以上。耐火材料在鋼鐵生產(chǎn)過程中對(duì)鋼鐵的質(zhì)量起著決定性作用。在保證鋼材品質(zhì)與質(zhì)量要求的情況下，為了保證生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性，耐火材料的低成本和綠色環(huán)保是十分重要的。廢棄耐火材料是冶金玻璃水泥陶瓷和化工等行業(yè)作為窯爐內(nèi)襯材料使用服役后被拆除下來的廢棄物。目前對(duì)于這些廢棄耐火材料采取的主要措施是作為工業(yè)垃圾被廢棄或者掩埋，這不但浪費(fèi)了大量的人力財(cái)力物力同時(shí)也占據(jù)了大量的存儲(chǔ)空間。部分廢棄耐火材料具有輻射性，有的還能產(chǎn)生粉塵致癌物質(zhì)等，有的還含有重金屬污染水源和土壤，有的難以降解會(huì)長(zhǎng)期存在于自然界中，這些都對(duì)環(huán)境造成了一定的污染。國外對(duì)這些用后廢棄耐火材料的再生利用非常重視已經(jīng)上升到環(huán)保資源利用提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的高度去認(rèn)識(shí)并制定了相關(guān)的法令法規(guī)成立專門研究機(jī)構(gòu)組建專業(yè)公司進(jìn)行耐火材料資源的循環(huán)利用。如果能將這些廢棄的耐火材料進(jìn)行再生利用不僅可以節(jié)約了國家的礦物資源和能源，而且也減少了對(duì)環(huán)境的污染因此對(duì)廢棄耐火材料進(jìn)行再利用研究是非常有意義的。
[0003]目前，國內(nèi)有些企業(yè)已在不同程度上利用再生鎂碳磚等類似的耐火材料。據(jù)有關(guān)報(bào)道，我國再生耐火材料的再利用率約20%。具體使用途徑是:用后鎂碳磚貼補(bǔ)轉(zhuǎn)爐和電爐爐襯，以降低耐火材料的消耗；用后鎂碳磚加工成顆粒作為電爐填充料，少量用后鎂碳磚和連鑄鋁碳材料為原料生產(chǎn)鎂碳磚和鋁碳磚，以降低成本。但是這種粗糙的利用，顯著降低了產(chǎn)品的性能和再生耐火材料的資源價(jià)值，給使用效果帶來不利的影響，同時(shí)，也影響了再生耐火材料循環(huán)利用的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
[0004]中國專利200810140933.5，發(fā)明名稱為以廢鎂碳磚為主要原料生產(chǎn)鎂碳磚的方法的技術(shù)，該技術(shù)以廢鎂碳磚、鎂砂和金屬鋁粉等添加物為原料，按一定配比，通過揀選、破碎、混料、成型等步驟，制得再生鎂碳磚。該技術(shù)較好的利用了廢棄鎂碳磚，節(jié)約了資源，但仍然存在不足，由于鎂碳磚的生產(chǎn)配方中一般加入AL粉作為碳成分的抗氧化劑，在高溫使用時(shí)4A1+ H20=A14C3，A14C3常溫易水化，導(dǎo)致磚體開裂。因此該方法生產(chǎn)的再生耐火材料的質(zhì)量有待提尚。
[0005]中國專利201310383726.3，發(fā)明名稱為一種高利用率再生鎂碳磚及其制造方法，本發(fā)明公開了一種高利用率再生鎂碳磚，由下述重量配比的原料制備而成:電熔鎂砂10-12%，添加劑l-4%，5-3mm鎂碳磚再生顆粒25-28%，3-lmm鎂碳磚再生顆粒22-25%，lmm-75ym鎂碳磚再生顆粒20_22%，( 75 μm鎂碳磚再生微粉15_18%，石墨粉3-5%，酚醛樹脂結(jié)合劑3.6-4.2%。其制造方法，包括如下步驟:(I)原料分揀除渣；(2)兩次破碎磁選；(3)再生轉(zhuǎn)制備。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的顯著優(yōu)點(diǎn)在于，不僅可以解決現(xiàn)有鎂碳磚再生循環(huán)利用過程中由于生產(chǎn)工藝不合理所帶來的再生鎂碳磚綜合性能指標(biāo)不佳、壽命短等問題，而且所加入的廢棄鎂碳磚可達(dá)80%，利用率更高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了滿足鋼鐵生產(chǎn)過程中對(duì)耐火材料的高質(zhì)量要求，同時(shí)滿足綠色環(huán)保資源循環(huán)利用的法則。本發(fā)明旨在提供一種連鑄用再生耐火材料的制備方法，在提高廢棄耐火材料利用率的同時(shí)滿足鋼鐵生產(chǎn)過程中對(duì)耐火材料的要求。
[0007]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:鋁鎂碳磚是以A1203 MgO C為主要成分的含碳耐火材料鋁鎂碳磚具有較好的抗渣侵蝕性和抗熱震性，為提高其抗氧化性，常在配料時(shí)加入適當(dāng)添加劑，如Si粉Al粉SiC粉或硅鐵粉等。利用廢棄鎂鋁碳磚為主要原料，再配以棕剛玉SiC酚醛樹脂Al粉等原料，制備出A1203-MA-SiC-C質(zhì)鐵溝澆注料。研究表明隨著廢鋁鎂碳磚加入量的增加，試樣的體積密度減小，顯氣孔率增大；經(jīng)過1500°C熱處理后試樣的線膨脹率增大；經(jīng)過200°C烘干后試樣的常溫抗折強(qiáng)度和耐壓強(qiáng)度減?。唤?jīng)過1500°C熱處理后試樣的常溫抗折強(qiáng)度和耐壓強(qiáng)度增大，試樣的抗氧化性能下降，失重率和脫碳面積上升，試樣的高溫抗折強(qiáng)度減小，試樣的侵蝕指數(shù)先減小后增大。分別以純鋁酸鈣水泥+ Si02，微粉，硅鋁凝膠粉和鎂質(zhì)結(jié)合劑為結(jié)合劑，外加分散劑，有機(jī)纖維和金屬Al粉，制備出A1203-MA-SiC-C質(zhì)鐵溝澆注料。
[0008]本發(fā)明以LF爐和小電爐用后鎂碳磚為原料，經(jīng)過揀選、除去表面夾雜、渣和氧化層、水化等處理后，按大顆粒46%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同)、中顆粒22%、細(xì)顆粒32%的顆粒組成配料，再添加少量添加劑，外加4%熱固性酚醛樹脂作結(jié)合劑，以250 MPa壓強(qiáng)成型為37mmX 37 mm的試樣，最后經(jīng)190°C X 5 h處理，經(jīng)理化性能檢驗(yàn)，再生鎂碳磚與新鎂碳磚相當(dāng)。此外，以寶鋼轉(zhuǎn)爐和鋼包渣線的用后鎂碳磚為原料，進(jìn)行了再生鎂碳磚的制備，并在300t鋼包渣線上應(yīng)用，鋼包使用壽命達(dá)到82次(其中有20次LF精煉)，渣線最嚴(yán)重處侵蝕速度為每爐1.28 _，稍優(yōu)于同期使用的新鎂碳磚的水平。以鋼包內(nèi)襯用后鋁鎂澆注料為原料，人工揀出拆下廢料中的渣塊和鐵皮，經(jīng)顎式破碎機(jī)破碎后，過10_篩，使用篩下的統(tǒng)料作為的骨料。采用粒度〈0.088 mm的一級(jí)高鋁礬土熟料和燒結(jié)鎂砂的混合粉作為澆注料的粉料。采用模數(shù)為2.8-3.3，密度為1.40-1.45 g/cm3的水玻璃作結(jié)合劑，用氟硅酸鈉作促凝劑，配制鋁鎂再生澆注料重新使用。再生澆注料作為混鐵爐水套內(nèi)襯與中間包永久層澆注料得到應(yīng)用，不僅滿足了使用性能的要求，同時(shí)，使中間包永久層使用壽命提高40爐次。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的有益效果。
[0010]本發(fā)明實(shí)行兩次分揀破碎，通過利用混料機(jī)和輪碾機(jī)對(duì)顆粒料進(jìn)行加工處理，達(dá)到除去“假顆?！钡男Ч喣霗C(jī)的處理時(shí)間最短，效率最高，更適合工業(yè)化生產(chǎn)需要；通過對(duì)輥機(jī)的擠壓處理，使顆粒料的體積密度隨碾壓時(shí)間的增加而降低。考慮到混練時(shí)加料順序?qū)υ偕u性能指標(biāo)影響較大，故而對(duì)混料工序進(jìn)行了優(yōu)化調(diào)整，通過依次加入骨料、總量的65%的熱固性樹脂、石墨、再生微粉、總量的35%的熱固性樹脂、其他粉料和結(jié)合劑，大大提升了最終成品的品質(zhì)。此外，本發(fā)明還在配方中引入新碳質(zhì)結(jié)合劑，不僅大大增加了鎂碳磚的加入量，并使得所制成的再生鎂碳磚耐火度更高，抗渣性更強(qiáng)。
【具體實(shí)施方式】
[0011]實(shí)施例1。
[0012]再生鎂碳磚的制備方法按如下工藝步驟操作。
[0013]分類堆放:在煉鐵和煉鋼現(xiàn)場(chǎng)拆罐后，按鎂碳、鋁鎂碳、鋁碳化硅碳磚分類回收堆放。
[0014]揀選除雜:用特制鐵錘剔除廢磚表面的泥土、渣、鐵塊，敲掉變質(zhì)層，按要求整齊堆放在預(yù)處理區(qū)域。
[0015]粉化:放入耐酸的容器內(nèi)，用弱酸性水溶液均勻噴淋潤濕，靜置不少于4小時(shí)，通入100-110°C水蒸汽粉化處理不少于3小時(shí)。
[0016]干燥:對(duì)處理后的廢磚裝窯車，進(jìn)隧道干燥窯，在120°C溫度下干燥24小時(shí)。
[0017]脫水處理:高溫90(TC -950°C烘干處理不少于5小時(shí)，脫除結(jié)構(gòu)水，使骨料和細(xì)粉易于分離；電磁共振均化處理，使原料性能保持穩(wěn)定。
[0018]篩分:混碾機(jī)放出統(tǒng)料進(jìn)振動(dòng)篩，篩分得到統(tǒng)料或5-3mm、3-lmm和1-Omm再生顆粒，其中大于7mm或5mm返回廢磚加工線。
[0019]包裝:再生顆粒按40kg/袋，統(tǒng)料按配方重量用噸袋包裝，生產(chǎn)可以直接倒料。
[0020]成型:包括再生鎂碳、鋁鎂碳和鋁碳化硅碳磚、中間包干式料、鋁鎂碳火泥和渣罐不燒磚。
[0021]實(shí)施例2。
[0022]再生鎂碳磚的制備方法按如下工藝步驟操作。
[0023]分類堆放:在煉鐵和煉鋼現(xiàn)場(chǎng)拆罐后，按鎂碳、鋁鎂碳、鋁碳化硅碳磚分類回收堆放。
[0024]揀選除雜:用特制鐵錘剔除廢磚表面的泥土、渣、鐵塊，敲掉變質(zhì)層，按要求整齊堆放在預(yù)處理區(qū)域。
[0025]粉化:放入耐酸的容器內(nèi)，用弱酸性水溶液均勻噴淋潤濕，靜置不少于4小時(shí)，通入100-110°C水蒸汽粉化處理不少于3小時(shí)。
[0026]干燥:對(duì)處理后的廢磚裝窯車，進(jìn)隧道干燥窯，在120°C溫度下干燥24小時(shí)。
[0027]脫水處理:高溫80(TC -850°C烘干處理不少于6小時(shí)，脫除結(jié)構(gòu)水，使骨料和細(xì)粉易于分離；電磁共振均化處理，使原料性能保持穩(wěn)定。
[0028]添加物包括:細(xì)度D50小于5um的α -Α1203超微粉I份作為復(fù)合抗氧化劑，增強(qiáng)高溫強(qiáng)度；復(fù)合添加金屬硅粉、碳化硅粉、碳化鈦粉、碳化鎢粉、碳化硼粉共I份，增強(qiáng)高溫使用性能。
[0029]篩分:混碾機(jī)放出統(tǒng)料進(jìn)振動(dòng)篩，篩分得到統(tǒng)料或5-3mm、3-lmm和1-Omm再生顆粒，其中大于7mm或5mm返回廢磚加工線。
[0030]包裝:再生顆粒按40kg/袋，統(tǒng)料按配方重量用噸袋包裝，生產(chǎn)可以直接倒料。
[0031]成型:包括再生鎂碳、鋁鎂碳和鋁碳化硅碳磚、中間包干式料、鋁鎂碳火泥和渣罐不燒磚。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種再生鎂碳磚的制備方法，其特征在于，按照如下工藝流程操作: 分類堆放:在煉鐵和煉鋼現(xiàn)場(chǎng)拆罐后，按鎂碳、鋁鎂碳、鋁碳化硅碳磚分類回收堆放； 揀選除雜:用特制鐵錘剔除廢磚表面的泥土、渣、鐵塊，敲掉變質(zhì)層，按要求整齊堆 放在預(yù)處理區(qū)域； 粉化:放入耐酸的容器內(nèi)，用弱酸性水溶液均勻噴淋潤濕，靜置不少于4小時(shí)，通入100-110°c水蒸汽粉化處理不少于3小時(shí)； 干燥:對(duì)處理后的廢磚裝窯車，進(jìn)隧道干燥窯，在120°C溫度下干燥24小時(shí)； 脫水處理:高溫900°C _950°C烘干處理不少于5小時(shí)，脫除結(jié)構(gòu)水，使骨料和細(xì)粉易于分離；電磁共振均化處理，使原料性能保持穩(wěn)定； 篩分:混碾機(jī)放出統(tǒng)料進(jìn)振動(dòng)篩，篩分得到統(tǒng)料或5-3mm、3-lmm和-Omm再生顆粒，其中大于7mm或5mm返回廢磚加工線； 包裝:再生顆粒按40kg/袋，統(tǒng)料按配方重量用噸袋包裝，生產(chǎn)可以直接倒料； 成型:包括再生鎂碳、鋁鎂碳和鋁碳化硅碳磚、中間包干式料、鋁鎂碳火泥和渣罐不燒磚。
【專利摘要】本發(fā)明屬于耐火材料技術(shù)領(lǐng)域，公開一種再生鎂碳磚的制備方法，其工藝流程步驟為分類堆放、揀選除雜、預(yù)處理、粉化、脫水處理、篩分、包裝、成型，再生顆?？缮a(chǎn)再生的鎂碳、鋁鎂碳、鋁碳化硅碳磚、中間包干式料和鋁鎂碳火泥以及渣罐不燒磚。含碳廢磚再生利用率可高達(dá)百分之百，節(jié)約資源，清理垃圾，保護(hù)環(huán)境。
【IPC分類】C04B35/66, B09B3/00
【公開號(hào)】CN105712720
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410703622
【發(fā)明人】申久祝
【申請(qǐng)人】申久祝