一種利用鋼渣尾渣製備中間包耐火噴塗料的方法

2023-05-11 05:22:16 4

專利名稱：一種利用鋼渣尾渣製備中間包耐火噴塗料的方法
技術領域：
本發明涉及一種利用鋼渣尾渣製備中間包耐火噴塗料的方法，屬於固體廢棄物綜合利用技術領域。
背景技術：
鋼渣是煉鋼過程中產生的廢渣，一般為粗鋼產量的159^20%，鋼渣尾渣則是鋼渣經回收鐵等有價物質剩餘的選後尾渣。隨著我國鋼鐵工業的快速發展，鋼渣尾渣的堆積量逐年增長，2011年中國粗鋼產量達6. 955億噸，鋼渣達到I. 043億噸，但利用率只有20%，大量囤積的鋼渣尾渣不僅佔用了大量土地，還對周圍的生態環境安全造成了威脅，因此亟待開拓鋼渣尾渣等固體廢棄物的資源化利用途徑。鋼渣尾渣的礦物組成主要為矽酸三鈣、矽酸二鈣、鐵酸鈣、氧化鐵、游離氧化鈣和RO相等，其中矽酸鹽礦物為膠凝活性礦物，因此國內目前鋼渣尾渣作為集料用於回填、砂漿、路基材料、浙青面層，利用方式是一種低附加值的模式。除此之外，鋼渣生成溫度約為1560°C，屬於過燒產物，所以鋼渣尾渣的物化性質與耐火材料在高溫下的作用有很強的契合性，有一定的耐火度，因此也具有作為耐火材料原料進行開發利用的前景。但是由於鋼渣尾渣晶體粗大，化學成分波動大，硬度大，易磨性差，游離CaO和MgO含量高，易水化，造成鋼渣尾渣製備的定型製品的安定性差，鋼渣尾渣的這些缺點很大程度上限制了其應用。中間包是短流程煉鋼中用到的一個耐火材料容器，首先接受從鋼包澆下來的鋼水，然後再由中間包水口分配到各個結晶器中去，中間包是鋼液成材前與耐火材料接觸的最後一個冶金容器，其內襯用耐火材料的性能是制約純淨鋼冶煉的重要環節。現今中間包中應用較多的是鎂鈣質噴塗料，發揮鎂鈣質耐火材料良好的高溫穩定性和抗高鹼度渣的性倉泛。專利號為CN 1088193A提出的「鋼渣耐火材料的製作方法」，是利用鋼鐵企業高爐煉鐵過程產生的還原渣，而不涉及煉鋼過程產生的氧化渣經回收鐵等有價物質後剩餘的尾渣，而且該專利技術中還原渣的利用率僅為12%，因此開發高利用率的鋼渣處理技術成為發展鋼鐵企業固體廢棄物循環經濟的關鍵。因此如何將鋼鐵企業產生的鋼渣尾渣進行回收利用、開發耐火材料再應用於鋼鐵企業，實現就地取材，既經濟合算，又能為鋼廠減輕環境壓力的技術非常迫切需要。

發明內容
本發明的目的在於提供一種利用鋼渣尾渣製備中間包耐火噴塗料的方法，可以直接利用鋼渣尾渣顆粒作為細骨料，減少粉磨工藝的能耗，減少鐵氧化物對噴塗料耐火度和強度等性能的影響，促進固體廢棄物整體利用，創造價值，保護環境。
本發明通過以下步驟來實現
本發明的原料配置按重量份數計鋼渣尾渣35 40份，電熔鎂砂6(T65份，結合劑5 10份，外加劑(Te份。將鋼渣尾渣和電熔鎂砂按照重量比例和顆粒級配混合製得散料，使用時配合結合劑、外加劑和水，加水量是鋼渣尾渣和鎂砂總重量的5. 5^7. 5%，攪拌混合均勻，即可使用。所述鋼渣尾渣為轉爐鋼渣磁選後的尾渣，其化學組成按質量百分數計，主要包含CaO 45 55 %、SiO2 12 18 %、TFe ( 15%。電熔鎂砂的化學組成按質量百分數計，主要包含MgO 彡 95. 0%, CaO ( I. 5%, SiO2 ( I. 5%, Fe2O3 ( 0. 8%。本發明中採用粒度為0. 088 0. 45mm的鋼渣尾渣，作為耐火噴塗料的細骨料；電熔·鎂砂是由粒度分別為I 3mm、0. 45 Imm和〈O. 088mm的顆粒和細粉按重量比1:1:2混合而成，作為耐火噴塗料的粗骨料和粉料。所用結合劑為水玻璃；所用外加劑包括複合減水劑、20(T400目SiO2微粉，複合減水劑與SiO2微粉的重量比為(Tl :5，其中，複合減水劑由三聚磷酸鈉和六偏磷酸鈉按重量比0.25 I : I混合組成。本發明的特點在於(I)鋼渣尾渣的用量大，對固體廢棄物的綜合利用和消耗具有重要價值；(2)直接利用鋼渣尾渣顆粒作為細骨料，不需要額外附加鋼渣的磨細工藝，克服了由於鋼渣尾渣易磨性差、硬度大等特點帶來的粉磨工藝的高能耗；(3)研究發現鋼渣尾渣不同粒度顆粒中鐵氧化物含量存在差異的特點，通過選擇使用具有一定粒度的鋼渣尾渣，從而避免鐵氧化物高含量對噴塗料耐火度和強度等性能的影響。(4)本發明製得的耐火噴塗料為鹼性噴塗料，20 X 20 X 20mm樣塊的常溫耐壓強度可達18_25MPa，達到冶金行業中間包用鹼性塗料標準(YB/T 4121-2004)中常溫耐壓強度>5MPa的要求，且游離CaO可用於脫磷、脫硫，達到淨化鋼水和提高耐磨性的作用。可替代鎂鈣質耐火噴塗料在中間包上進行使用。(5)來源於鋼鐵企業的鋼渣尾渣再回收整體利用製備免燒耐火噴塗料，又應用於鋼鐵企業，就地取材，經濟合算。
具體實施例方式本發明對性能測試敘述如下
按照澆注料的測試方法，將原料混合均勻，再加入結合劑、外加劑加入適量水攪拌均勻後，填入模具(20X20X20mm)振動成型60s，常溫養護成型24h後脫模，然後分別經110°C乾燥24h，高溫爐中分別加熱到1000°C和1300°C保溫3h，測試各組試樣的密度、線變化率、常溫耐壓強度和燒後耐壓強度。以下結合實施例對本發明的具體實施作進一步說明。實例f 3中涉及的鋼渣尾渣和電熔鎂砂的主要化學組成如表I和表2所示。實施例耐火噴塗料性能測試結果見表3。
表I實施例涉及的煉鋼廠鋼渣主要化學組成
權利要求
1.一種利用鋼渣尾渣製備中間包耐火噴塗料的方法，其特徵在於採用鋼渣尾渣和電熔鎂砂為主要原料，加入一定量結合劑、外加劑，原料配置按照如下重量份數鋼渣尾渣35 40份，鎂砂6(T65份，結合劑5 10份，外加劑0飛份；，先將鋼渣尾渣和電熔鎂砂按照重量比例和顆粒級配混合製得散料，使用時配合結合劑、外加劑和水，加水量是鋼渣尾渣和電熔鎂砂總重量的5. 5^7. 5%，攪拌混合均勻。
2.根據權利要求I所述的利用鋼渣尾渣製備中間包耐火噴塗料的方法，其特徵在於所述鋼渣尾渣為轉爐鋼渣磁選後的尾渣，其化學組成按質量百分數計，主要包含CaO 45飛5%、Si02 12 18 %、TFe彡15% ;電熔鎂砂的化學組成按質量百分數計，主要包含MgO彡95. 0%，CaO ( I. 5%, SiO2 ( I. 5%, Fe2O3 ( 0. 8%。
3.根據權利要求I或2所述的利用鋼渣尾渣製備中間包耐火噴塗料的方法，其特徵在於鋼渣尾渣採用粒度是0. 088、. 45mm，作為耐火噴塗料的細骨料；電熔鎂砂是由粒度分別為f3mm、0. 45 Imm和〈O. 088mm的顆粒和細粉按重量比為1: 1:2混合而成，作為耐火噴 塗料的粗骨料和粉料。
4.根據權利要求I所述的利用鋼渣尾渣製備中間包耐火噴塗料的方法，其特徵在於所用結合劑為水玻璃；所用外加劑包括複合減水劑、200100目SiO2微粉，複合減水劑與SiO2微粉的重量比為(Tl :5，其中複合減水劑由三聚磷酸鈉和六偏磷酸鈉按重量比0. 25 I:I混合組成。
全文摘要
本發明涉及一種利用鋼渣尾渣製備中間包耐火噴塗料的方法，屬於固體廢棄物綜合利用技術領域。原料重量份數按照鋼渣尾渣35-40份，電熔鎂砂60-65份，結合劑5-10份，外加劑0-6份，將鋼渣尾渣和電熔鎂砂按照重量比例和顆粒級配混合製得散料。使用時配合結合劑、外加劑以及適量水，攪拌混合均勻投入使用。該方法製備工藝簡單，固體廢棄物消耗量大，製得的20×20×20mm樣塊的常溫耐壓強度可達18-25MPa，達到冶金行業中間包用鹼性塗料標準(YB/T4121-2004)中常溫耐壓強度>5MPa的要求，且表現出良好的脫磷、脫硫作用，達到淨化鋼水的作用。
文檔編號C04B35/66GK102674856SQ201210158130
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月21日 優先權日2012年5月21日
發明者張作順, 文天陽, 楊淇, 連芳 申請人:北京科技大學