一種冶金中頻爐爐襯的製備方法
2024-03-29 13:17:05
專利名稱：一種冶金中頻爐爐襯的製備方法
技術領域：
本發明涉及一種冶金用爐襯耐火材料，特別是涉及一種冶金中頻爐爐襯的製備方法。
背景技術：
隨著我國鋼鐵企業規模的擴大、煉鋼技術不斷更新、鋼種不斷增加，一系列冶金新技術、新工藝得到廣泛地推廣和應用，特別是中頻爐技術。高效率、快速熔化、大型化已成為目前中頻感應爐發展的新趨勢，由此，對配套爐襯材料的成本和性能提出了更高的要求。我國鋼產量目前已經達到每年5億噸左右，其中生產過程中鋼包及連鑄中間包上大量使用滑板。滑板多次使用後，由於孔徑擴大和滑動面損傷被廢棄，作為固體垃圾處理。這種處理方式不僅浪費了資源，而且由於鋁碳質滑板難以自然消解而嚴重汙染環境。因此，開展滑板循環再利用技術的研究，不僅可以降低成本，而且在工業固體廢棄物的資源綜合方面也有著深遠的意義，是目前研究的熱點課題。中國發明專利申請(申請號:201110089060.1申請日:2011-04-11)公開了生物法處理廢棄滑板進行循 環再利用的方法，該方法包括以下的步驟:①對廢滑板粉體除錳鐵處理，②矽酸桿菌對廢棄滑板粉末進行脫矽，③麴黴菌對廢棄滑板粉末進行脫鐵，④水洗至中性烘乾。本項目採用生物技術脫矽脫鐵錳可以有效節能減排，同時消除了難降解的鋁碳質滑板對環境的汙染，有利於環保。中國發明專利申請(申請號:201110089061.6申請日:2011-04-11)公開了一種採用廢棄滑板材料的滑板工作面耐火材料組合物，該組合物按重量百分比計由以下的組份構成:廢棄滑板粉末30% 40%，剛玉36% 60%，氧化鋁微粉2.4%_3.6%，磷質石墨1.6%
2.4%，添加劑1.7% 2.6% ;所述的廢棄滑板粉末的化學成分A1203為80% 93.4%，Si02含量為9.51% 14%，Fe203含量為1%以下。中國發明專利申請(201110089057.X申請日:2011-04-11)公開了一種採用廢棄滑板材料的滑板非工作面耐火材料組合物，該組合物按重量百分比計由以下的組份構成:廢棄滑板粉末30% 40%，特級礬土 35% 55%，剛玉6% 9%，石墨0.8% 1.2%，結合劑
3.5% 4%，添加劑1.0% 1.5% ;所述的廢棄滑板粉末的化學成分A1203為80% 93.4%，Si02含量為9.51% 14%，Fe203含量為1%以下。
發明內容
為了克服現有技術的不足，本發明的目的是提供一種冶金中頻爐爐襯的製備方法，該發明與同行業中直接大量使用板狀剛玉和特級礬土礦相比，在配料中用後的廢棄滑板資源成為重要原料，大量節約了能耗，不僅回收了有用資源，大大減少了排入環境的廢棄滑板量，經濟可觀、環境效益顯著。為了實現上述的目的，本發明採用了以下的技術方案:
一種冶金中頻爐爐襯的製備方法，該方法採用乾式搗打料燒結製得，所述的乾式搗打料按質量百分比計由以下的組分構成:
廢棄滑板顆粒26 50%，
高鋁礬土孰料5 20%，
剛玉顆粒18 50%，
鎂砂顆粒5 17%，
高溫促燒劑廣7%，
石英0.5 1%，
硼酸 0.5^1% ；
所述的廢棄滑板顆粒和高鋁礬土孰料的粒徑< 10mm，剛玉顆粒和鎂砂顆粒的粒徑
^ Imnin作為優選，該乾式搗打料按質量百分比計由以下的組分構成:
廢棄滑板顆粒30 45%，
高鋁礬土孰料10 15%，
剛玉顆粒20 45%， 鎂砂顆粒8 15%，
高溫促燒劑2 6%，
石英0.5 1%，
硼酸0.5 1%。作為優選，所述的剛玉顆粒由粒徑為I 0.1 mm的白剛玉、I 0.1 mm的板狀剛玉和彡0.1 mm的剛玉細粉構成，白剛玉為5-15%，板狀剛玉7_15%，剛玉細粉為6_20%。作為優選,所述的廢棄滑板顆粒的粒徑8mm,高招帆土孰料的粒徑(T8mm。作為再優選，所述的高招帆土孰料8 5mm、5 3mm、3 1mm、I Omm四種粒級分別為8 15:15 30:10 25:0 5。作為再優選，所述廢棄滑板顆粒8 5mm, 5 3mm, 3 Imm三種粒級分別為5 15:15 30:10 25。作為優選，所述的鎂砂顆粒由粒徑為I 0.1 mm的電熔鎂砂和彡0.1 mm的電熔鎂砂構成，I 0.1 mm的電熔鎂砂為2-7%，^ 0.1 mm的電熔鎂砂為3_10%。作為優選，所述的廢棄滑板顆粒的化學成分包括Al2O3為85% 93.4% ,SiO2含量為 4.5% 10%。作為優選，所述的高溫促燒劑選用矽粉和SiC粉中的一種或兩種混合。本發明由於採用了上述的技術方案，與同行業中直接大量使用板狀剛玉和特級礬土礦相比，在配料中用後的廢棄滑板資源成為重要原料，大量節約了能耗，不僅回收了有用資源，大大減少了排入環境的廢棄滑板量，經濟可觀、環境效益顯著。進一步，本發明由於採用了調節原料的臨界粒徑和顆粒級配技術，在配料階段的分級使用，最終使搗打料材料既能獲得較緊密的顆粒堆積，又能具有好的燒結性能。
具體實施例方式實施例1
對廢棄滑板粉末原料進行球磨粉碎，採用永磁輥式強磁選礦機與脈動高梯度磁選機聯用，回收錳鐵。在帶攪拌裝置的生物濾池中，加入1 t已經強磁處理過的廢滑板粉和10 m3矽酸桿菌和濃麴黴菌溶液。在25°C的無消毒條件下進行了 7晝夜，其固液比為1: 3，浸出時間為7晝夜，加入相應的生物藥劑。最終廢棄滑板粉末化學成分Al2O3提高到90.2%,SiO2含量降低到5.60%，鋁矽比達到16.1。浸溶前後化學分析結果表明，Fe2O3降低率最高為3.7%，最低為0.9%。10千瓦研磨機，工作時間5小時，顆粒臨界粒徑和顆粒級配(w)為:高鋁礬土孰料8 5mm、5 3mm、3 lmm、l Omm四種粒級總計為5%,重量比例為15:25:9:1 ;回收的廢棄滑板二次顆粒8 5mm、5 3mm、3 Imm三種粒級總計為50%,重量比例為15:25:10 ;1 0.1 mm的白剛玉、板狀剛玉和電熔鎂砂分別為5%、7%和2%，彡0.1 mm剛玉細粉為20%，彡0.1 mm的電熔鎂砂為10%，( 0.005 mm的矽粉1%。最終原料配比為:廢棄滑板50%,高鋁礬土 5%，剛玉32%，鎂砂12%，矽粉1%，石英0.5% (外加)，硼酸1% (外加)。本產品中頻爐乾式搗打料燒結後，爐襯由裡到外，形成一定厚度的燒結層、半燒結層和鬆散層。燒結層堅硬質密，可阻擋各種金屬液的滲漏與侵蝕，使用溫度高於石英質50 100°C。產品的主要技術指標基本達到了國外同類產品的標準，適用於I 40噸中頻爐，爐齡在80次以上，產品的主要技術性能達到國外同類產品的先進水平，而且價格僅為進口同類產品的30%左右，具有良好的性價比。產品性能:體積密度(110 V X24h)彡2.60 g/cm3 ；抗折強度(8000C X3h)彡 7.0MPa ;耐壓強度(800°C X3h)彡 25MPa ;耐火度> 1790°C。實施例2
廢棄滑板粉末處理與實施例1相同，10千瓦研磨機，工作時間12小時，顆粒臨界粒徑和顆粒級配(w)為:高招帆土孰料8 5mm、5 3mm、3 lmm、l Omm四種粒級總計為20%，重量比例為8:17:20:5 ;回收的廢棄滑板二次顆粒(8 5_、5 3_、3 1_三種粒級總計為26%，重量比例為5:30:25 ;1 0.1 mm的白剛玉、板狀剛玉和電熔鎂砂分別為15%、15%和7%，^ 0.1 mm剛玉細粉為6%，^ 0.1 mm的電熔鎂砂為3%，彡0.005 mm的SiC粉7%。最終原料配比為:廢棄滑板26%，高鋁礬土 20%，剛玉36%，鎂砂10%，SiC粉7%，石英1% (外加)，硼酸0.5% (外加)。本產品中頻爐乾式搗打料燒結後，爐襯由裡到外，形成一定厚度的燒結層、半燒結層和鬆散層。燒結層堅硬質密，可阻擋各種金屬液的滲漏與侵蝕，使用溫度高於石英質50 100°C。產品的主要技術指標基本達到了國外同類產品的標準，適用於I 40噸中頻爐，爐齡在80次以上，產品的主要技術性能達到國外同類產品的先進水平，而且價格僅為進口同類產品的30%左右，具有良好的性價比。產品性能:體積密度(110 V X24h)彡2.60 g/cm3 ；抗折強度(8000C X3h)彡 7.0MPa ;耐壓強度(800°C X3h)彡 25MPa ;耐火度> 1790°C。實施例3
廢棄滑板粉末處理與實施例1相同，10千瓦研磨機，工作時間6小時，顆粒臨界粒徑和顆粒級配(w)為:高招帆土孰料8 5mm、5 3mm、3 lmm、l Omm四種粒級總計為12%，重量比例為13:24:10:3 ;回收的廢棄滑板二次顆粒(8 5_、5 3_、3 1_三種粒級總計為38%，重量比例為12:25:13 ;1 0.1 mm的白剛玉、板狀剛玉和電熔鎂砂分別為10%、13%和4%，^ 0.1 mm剛玉細粉為14%，^ 0.1 mm的電熔鎂砂為5%，彡0.005 mm的SiC粉2%、矽粉2%。最終原料配比為:廢棄滑板38%，高鋁礬土 12%，剛玉37%，鎂砂9%，SiC粉2%、矽粉2%，石英0.8% (外加)，硼酸0.7% (外加)。本產品中頻爐乾式搗打料燒結後，爐襯由裡到外，形成一定厚度的燒結層、半燒結層和鬆散層。燒結層堅硬質密，可阻擋各種金屬液的滲漏與侵蝕，使用溫度高於石英質50 100°C。產品的主要技術指標基本達到了國外同類產品的標準，適用於I 40噸中頻爐，爐齡在80次以上，產品的主要技術性能達到國外同類產品的先進水平，而且價格僅為進口同類產品的30%左右，具有良好的性價比。產品性能:體積密度(110 V X24h)彡2.60 g/cm3 ；抗折強度(8000C X3h)彡 7.0MPa ;耐壓強度(800°C X3h)彡 25MPa ;耐火度> 1790°C。實施例4
廢棄滑板粉末處理與實施例1相同，10千瓦研磨機，工作時間10小時，顆粒臨界粒徑和顆粒級配(w)為:高招帆土孰料8 5mm、5 3mm、3 lmm、l Omm四種粒級總計為16%，重量比例為10:18:18:4 ;回收的廢棄滑板二次顆粒(8 5_、5 3_、3 1_三種粒級總計為32%，重量比例為10:26:24 ;1 0.1 mm的白剛玉、板狀剛玉和電熔鎂砂分別為12%、14%和5%，^ 0.1 mm剛玉細粉為11%，^ 0.1 mm的電熔鎂砂為4%，彡0.005 mm的SiC粉2%、矽粉4%。最終原料配比為:廢棄滑板32%，高鋁礬土 16%，剛玉37%，鎂砂9%，SiC粉2%、矽粉4%，石英1% (外加)，硼酸0.5% (外加)。本產品中頻爐乾式搗打料燒結後，爐襯由裡到外，形成一定厚度的燒結層、半燒結層和鬆散層。燒結層堅硬質密，可阻擋各種金屬液的滲漏與侵蝕，使用溫度高於石英質50 100°C。產品的主要技術指標基本達到了國外同類產品的標準，適用於I 40噸中頻爐，爐齡在80次以 上，產品的主要技術性能達到國外同類產品的先進水平，而且價格僅為進口同類產品的30%左右，具有良好的性價比。產品性能:體積密度(110 V X24h)彡2.60 g/cm3 ；抗折強度(8000C X3h)彡 7.0MPa ;耐壓強度(800°C X3h)彡 25MPa ;耐火度> 1790°C。
權利要求
1.一種冶金中頻爐爐襯的製備方法，該方法採用乾式搗打料燒結製得，其特徵在於所述的乾式搗打料按質量百分比計由以下的組分構成 廢棄滑板顆粒26 50%， 高鋁礬土孰料5 20%， 剛玉顆粒18 50%， 鎂砂顆粒5 17%， 高溫促燒劑廣7%， 石英O. 5 1%，硼酸 O. 5^1% ； 所述的廢棄滑板顆粒和高鋁礬土孰料的粒徑< 10mm，剛玉顆粒和鎂砂顆粒的粒徑^ Imnin
2.根據權利要求I所述的一種冶金中頻爐爐襯的製備方法，其特徵在於該乾式搗打料按質量百分比計由以下的組分構成 廢棄滑板顆粒30 45%， 高鋁礬土孰料10 15%， 剛玉顆粒20 45%， 鎂砂顆粒8 15%， 高溫促燒劑2 6%， 石英O. 5 1%， 硼酸O. 5 1%。
3.根據權利要求I或2所述的一種冶金中頻爐爐襯的製備方法，其特徵在於剛玉顆粒由粒徑為I O. I mm的白剛玉、1 0· I mm的板狀剛玉和彡O. I mm的剛玉細粉構成，白剛玉為5-15%,板狀剛玉7-15%,剛玉細粉為6-20%。
4.根據權利要求I或2所述的一種冶金中頻爐爐襯的製備方法，其特徵在於所述的廢棄滑板顆粒的粒徑8mm,高招帆土孰料的粒徑0 8_。
5.根據權利要求4所述的一種冶金中頻爐爐襯的製備方法，其特徵在於高鋁礬土孰料8 5mm、5 3mm、3 1mm. 1 Omm四種粒級分別為8 15:15 30:10 25:0 5。
6.根據權利要求4所述的一種冶金中頻爐爐襯的製備方法，其特徵在於廢棄滑板顆粒8 5mm、5 3mm、3 Imm三種粒級分別為5 15:15 30:10 25。
7.根據權利要求I或2所述的一種冶金中頻爐爐襯的製備方法，其特徵在於鎂砂顆粒由粒徑為fo. I mm的電熔鎂砂和彡O. I mm的電熔鎂砂構成，Γθ. I mm的電熔鎂砂為2-7%, ^ O. I mm的電熔鎂砂為3_10%。
8.根據權利要求I或2所述的一種冶金中頻爐爐襯的製備方法，其特徵在於廢棄滑板顆粒的化學成分包括Al2O3為85% 93. 4%, SiO2含量為4. 5% 10%。
9.根據權利要求I或2所述的一種冶金中頻爐爐襯的製備方法，其特徵在於高溫促燒劑選用娃粉和SiC粉中的一種或兩種混合。
全文摘要
本發明涉及一種冶金中頻爐爐襯的製備方法，該方法採用乾式搗打料燒結製得，所述的乾式搗打料按質量百分比計由以下的組分構成廢棄滑板顆粒26~50%，高鋁礬土孰料5~20%，剛玉顆粒18~50%，鎂砂顆粒5~17%，高溫促燒劑1~7%，石英0.5~1%，硼酸0.5~1%；所述的廢棄滑板顆粒和高鋁礬土孰料的粒徑≤10mm，剛玉顆粒和鎂砂顆粒的粒徑≤1mm。本發明由於採用了上述的技術方案，與同行業中直接大量使用板狀剛玉和特級礬土礦相比，在配料中用後的廢棄滑板資源成為重要原料，大量節約了能耗，不僅回收了有用資源，大大減少了排入環境的廢棄滑板量，經濟可觀、環境效益顯著。
文檔編號C04B35/66GK103253947SQ201310174248
公開日2013年8月21日 申請日期2013年5月13日 優先權日2013年5月13日
發明者陸建榮 申請人:德清縣力拓爐料有限公司