一種用后鋁鎂碳質鋼包內襯磚的再生料應用方法
【技術領域】
[0001]本發明屬高爐煉鐵領域，具體涉及一種部分采用用后鋁鎂碳質鋼包內襯磚的再生料顆粒制備高爐出鐵溝澆注料的方法。
【背景技術】
[0002]耐火材料作為工業高溫窯爐的基礎材料，其廣泛應用為實現相關行業新技術進步和推動國民經濟的發展發揮出了巨大的作用。自2000年以來，隨著鋼鐵、建材和有色金屬等高溫工業高速成長，我國耐火材料行業取得了快速發展。2003年中國耐火材料產量為1477萬t，2006年達到3243萬t，2007年已超過世界產量的50%。耐火材料的大量消耗，勢必會產生大量工業固體廢棄物；按著耐火材料的實際使用量為生產量的50%且剩余的耐火材料量為使用前的20%計算，我國年廢棄耐火材料可達300?400萬t之多。
[0003]面對數額巨大的廢棄耐火材料，由于缺乏深入研究，過去除了大量填埋和堆積外無更好的解決方法。對用后耐火材料僅做簡單的拋棄處理，不僅導致資源的浪費，同時造成蓄水排澇能力下降、帶來環境污染甚至危害人的身體健康。隨著高溫工業的發展，廢棄耐火材料的存量與危害性已經引起國內外材料工作者的高度重視。將廢棄的耐火材料回收利用，不僅可以節約礦產資源和能源、減少環境污染，而且可降低耐火材料的生產成本、提高企業的經濟效益和社會效益，更是利在當代功在千秋的大事。為此一些發達國家，先后投入大量的人力物力開展了用后耐火材料的再生利用研究。
[0004]日本在這一方面的應用研究走在了世界的前列，用后耐火材料的利用率已高達91.4%。回收的耐火材料主要用作鋼包和電爐的助爐劑、滑板的修補料、噴補料、出鋼口填料、澆注料、搗打料和不燒鎂磚等。其中出鐵溝澆注料已有50%得到回收，主要用作高爐出鐵溝不定形耐火材料的骨料；用后Al2O3-Mg0.Al2O3澆注料主要用作修補料、噴補料和耐火磚；用后鎂鉻磚主要用作偏心底出鋼口的填料；引入適量的同材質回收骨料所制備的MgO-C磚或Al2O3-尖晶石澆注料，獲得了與原產品相近的抗侵蝕性；以再生料為主所開發的電爐爐池部位用不燒鎂磚、電爐渣線用鎂碳磚和RH爐底燒成鎂鉻磚等，獲得了與原產品相近的使用效果。
[0005]1998年，美國能源部、工業技術部和鋼鐵生產者三家聯合制訂了延長耐火材料使用壽命和回收利用廢棄耐火材料的計劃；在政府的支持下，生產企業、用戶和研究機構之間密切合作，對用后耐火材料開展了應用研究，顯著升高了用后耐火材料的利用率。德國成功地將轉爐用后MgO-C磚內襯用于生產鋼包和轉爐永久襯。法國于1987年成立的Valoref公司從事全球廢棄耐火材料生意，該公司發明了許多來自玻璃工業、鋼鐵工業、化學工業、焚燒工業大多數廢棄耐火材料的回收利用技術，同時開發了一種最佳回收利用拆爐法。
[0006]綜上所述，一些發達國家對用后耐火材料的再利用非常重視，先后有不少企業、大學與研究機構對用后耐火材料的再利用技術進行了深入研究，開發出形式多樣的用后耐火材料再生利用途徑和方法，使用后耐火材料的再利用率不斷提高，但對用后耐火材料適宜的處理方法、引入方式及引入比例的詳細報道較少。而且最重要的是，我國針對廢棄耐火材料的應用研究起步較晚、投入較少，雖然在某些方面已經開展了一些有益的工作，但尚存更多的課題亟待研究。
[0007]本發明的目的在于克服對用后鋼包內襯材料的研究應用不足及減小原料資源的浪費，提供一種采用用后鋁鎂碳質鋼包內襯磚的再生料顆粒部分替代高鋁礬土熟料顆粒制備高爐出鐵溝澆注料的方法。
【發明內容】
[0008]一種用后鋁鎂碳質鋼包內襯磚的再生料應用方法，其特征在于部分采用用后鋁鎂碳質鋼包內襯磚的再生料顆粒制備高爐出鐵溝澆注料所用原料以及原料的重量百分比為:8?5_高鋁熟料顆粒O?20 %，8?5_再生料顆粒O?20 %，5?3_高鋁熟料顆粒O?20 %，5?3_再生料顆粒O?20 %，3?1_高鋁熟料顆粒O?15 %，3?1_再生料顆粒O?15 %，I?Omm高鋁熟料顆粒10 %，〈0.074mm高鋁礬土熟料細粉15 %，球浙青等輔料20%，〈0.074mm復合添加劑0-10% (外加)。其制備工藝包括:料漿的制備，坯體成型，還體干燥，還體燒成。
[0009]該燒注料配料所用原料中球浙青等輔料的組成為:0.088?0.096mm的球浙青10-15 %,1 ?Omm 的碳化硅 48-60 %、〈10 μ m 的硅灰 10-15 %、〈0.088mm 的 CA-75 水泥10-16 %、〈0.074mrn 的金屬硅 4.8-10 %、〈0.074mm 的三聚磷酸鈉 0.2-1 %。
[0010]該澆注料配料所用復合添加劑及用量為:由〈0.074mm的氮化硅和〈0.074mm的碳化硼組成復合添加劑；其用量分別為〈0.074mm的氮化娃0-90 %,〈0.074mm的碳化硼0-10%。
[0011]該澆注料的料漿制備方法為:按原料配比將各種原料準確稱量并置于攪拌鍋中，干混2?3分鐘；然后向攪拌鍋中加入質量分數為5?5.5%的水，濕混I?2分鐘后制成泥料。
[0012]該澆注料的坯體成型方法為:將泥料填裝到具有特定尺寸的模具內(燒結性能檢測用條狀試樣的制備采用40mmX40mmX 160mm的三聯模具，抗侵蝕性檢測用坩堝試樣的制備米用80mmX80mmX80mm且中心芯軸尺寸為<i)30mmX50mm的i甘禍模具)，將模具固定在振動臺上持續振動I?2分鐘后，自振動臺上整體取下模具，使物料在模內自然養護24小時，經脫模獲得尺寸為40mmX40mmX 160mm的條狀濕還試樣和外觀輪廓尺寸80mrnX80mmX80mm、中心孔徑Φ 30mm X 50mm的樹禍濕還試樣。
[0013]該澆注料的坯體干燥方法為:將上述各種濕坯試樣置于電熱恒溫干燥箱或真空干燥箱內，經110°c干燥并保溫24小時后獲得干燥試樣。
[0014]該澆注料的坯體燒成方法為:將各種干燥試樣置于高溫電爐，經1400°C并保溫3小時燒成獲得燒成試樣。
[0015]該澆注料抗侵蝕性檢測方法為:稱取40g粒度〈0.074mm的高爐渣粉，裝填在抗侵蝕性待測燒成坩堝試樣內，將盛裝有高爐渣粉的坩堝試樣置于高溫電爐內，在1400°C高溫和保溫3小時的條件下進行高爐渣侵蝕實驗，而后隨爐冷卻；將侵蝕后坩堝試樣取出并沿中心軸線切開，測量試樣被侵入深度。
【具體實施方式】
[0016]實施例1
[0017]配料組成:8?5mm高招帆土熟料顆粒10%,8?5mm再生料顆粒10%, 5?3mm再生料顆粒20 %、3?Imm高鋁礬土熟料顆粒15 %、I?Omm高鋁礬土熟料顆粒10 %、〈0.074mm高鋁礬土熟料細粉15 %、球浙青等輔料20 % (其中，0.088?0.096mm的球浙青占11 %、I?Omm的碳化娃占59%、〈10 μ m的娃灰占11%、〈0.088mm的CA-75水泥占11%、〈0.074mm的金屬硅占7.5%、〈0.074mm的三聚磷酸鈉占0.5% )，外加〈0.074mm復合添加劑3.3% (其中，〈0.074mm的氮化娃占91%,〈0.074mm的碳化硼占9% )。
[0018]按原料配比將各種原料準確稱量并置于攪拌鍋中，干混2分鐘，然后向攪拌鍋中加入質量分數為5%的水，濕混I分鐘后制成泥料，取出泥料并填裝到具有特定尺寸的模具內(制備燒結性能檢測用試樣采用40mmX40mmX 160mm的三聯模具，抗侵蝕性檢測用試樣米用80mmX80mmX80mm且中心芯軸尺寸為Φ 30mmX 50mm的i甘禍模具)，將模具固定在振動臺上振動I分鐘；然后自振動臺上整體取下模具，使物料在模內自然養護24小時，經脫模獲得濕坯試樣；將各種濕坯試樣置于電熱恒溫干燥箱或真空干燥箱內，經110°C干燥并保溫24小時后獲得干燥試樣；將各種干燥試樣置于高溫電爐，經1400°C并保溫3小時燒成獲得燒成試樣；稱取40g粒度〈0.074mm的高爐渣粉，裝填在抗侵蝕性待測燒成坩堝試樣內，將盛裝有高爐渣粉的坩堝試樣置于高溫電爐內，在1400°C高溫和保溫3小時的條件下進行高爐渣侵蝕實驗，而后隨爐冷卻，將侵蝕后坩堝試樣取出并沿中心軸線切開，測量試樣被侵入深度。
[0019]1400°C并保溫3小時燒后試樣的線收縮率為0.26%、氣孔率19.6%、體積密度2.59g/cm3、常溫抗折強度9.7MPa、常溫耐壓強度60.5MPa，1400°C高溫并保溫3小時高爐渣侵蝕實驗后試樣被侵入深度平均約為0.5mm。與同實驗條件下所制備的無再生料原始礬土基高爐出鐵溝澆注料試樣相比，常溫物理性能指標相近，抗高爐熔