CN110272292A - 一种中间包镁质涂抹料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于耐火材料技术领域，具体涉及一种以烧后再生镁碳料为主要原料的中间包镁质涂抹料及其制备方法，其特征在于，将镁碳废砖经干燥、除铁、破碎后，高温充分燃烧，出窑后人工清理残留在再生料表面的熔瘤、残渣，敲碎后人工拣选出中部烧成不充分的部分，使其达到90％的烧成率，然后再破碎得到粒径不同、MgO含量＞85wt％的烧后再生镁碳料，以此烧后再生镁碳料为原料制备的中间包镁质涂抹料性能稳定、强度高、脱模良好、施工性能优良且成本低，还实现了废旧耐材的循环利用。

Description

一种中间包镁质涂抹料及其制备方法

技术领域

本发明属于耐火材料技术领域，涉及中间包用镁质涂抹料。具体涉及一种以烧后再生镁碳料为主要原料的中间包镁质涂抹料及其制备方法。

背景技术

中间包工作层的寿命是决定连铸生产中连浇炉数的主要因素之一，使用性能良好的中间包涂抹料对连铸生产安全和钢材质量的稳定至关重要。中间包用镁质涂抹料具有寿命长、洁净钢水、抗渣性等优良性能，其主要原料为烧结镁砂、电熔镁砂等。近年来，随着国家环保督查力度的加大，以及对诸如镁砂等高耗能、高污染矿山整合、矿石限采，导致镁砂价格不断攀升，寻求使用替代镁质原料便成了当务之急。若能在满足钢厂使用要求的前提下，将废旧的镁质、镁碳质、镁铝碳质等尝试取代部分镁砂颗粒，这不仅有利于节约耐火原料，大大降低耐火材料生产成本，而且对保护环境等具有非常积极的意义。

目前，由于用后镁碳砖只是经过简单的分类拣选、除杂、破碎处理，没有进行精加工，一般直接利用破碎后的再生镁碳料替代镁砂颗粒比例不超过30％，否则制成的制品强度会明显降低，同时直接替代会使再生原料制成的制品的质量稳定性也无法保证。本发明通过以烧后废旧镁碳砖颗粒、镁砂颗粒为骨料，同时搭配电熔镁砂细粉、增塑剂、结合剂、分散剂等，确定一种以烧后再生镁碳料为主要原料的中间包镁质涂抹料的制备工艺。经过本烧后镁碳料工艺处理的烧成镁碳料质量稳定，且采用该烧成镁碳料为主要原料生产的中间包镁质涂抹料使用性能正常。

发明内容

本发明目的在于经过本烧后镁碳料工艺处理的烧成镁碳料，采用烧后再生镁碳料大幅度替代镁砂颗粒原料，同时添加结合剂、增塑剂、分散剂及防爆剂等，开发出一种性能稳定、强度高、脱模良好、施工性能优良且成本低的中间包镁质涂抹料，实现了废旧耐材的循环利用。

具体的，本发明提供了一种以烧后再生镁碳料为主要原料的中间包镁质涂抹料，其特征在于，包括：烧后再生镁碳料30～60wt％、镁砂颗粒5％～50wt％、电熔镁砂细粉10～40wt％、结合剂1～3wt％、增塑剂1.7～5wt％、0.2～1.5wt％的分散剂、0.1～0.5wt％的防爆剂。

优选的，所述烧后再生镁碳料通过以下方法得到：将镁碳废砖经干燥、除铁、破碎得到粒径0～30mm的废镁碳料；随后将其堆放在窑车中间，在烧成温度为1100～1300℃的窑中充分燃烧，出窑后人工清理残留在再生料表面的熔瘤、残渣，敲碎后人工拣选出中部烧成不充分的部分，烧成完全的废镁碳转破碎成粒径3～0mm的颗粒待用，破碎后的颗粒应达到90％以上的烧成率方可使用，其中烧后再生镁碳料中MgO含量＞85wt％。

优选的，所述镁砂颗粒为电熔镁砂或烧结镁砂颗粒，镁砂颗粒的粒度为3～1mm和1～0mm，MgO含量≥92wt％，粒径3～1mm的镁砂颗粒为0～20wt％，优选4～12％；粒径1～0mm的镁砂颗粒为5～30wt％，优选12％～18％。

优选的，所述电熔镁砂细粉的MgO含量≥96wt％，粒径≤0.075mm，所述电熔镁砂细粉质量百分比为25％～35％。

优选的，所述的结合剂为硅微粉，所述的硅微粉为SiO₂含量≥94wt％，粒径≤0.088mm，所述的结合剂质量百分比为2％～3％。

优选的，所述的增塑剂为粘土细粉，所述的粘土细粉采用膨润土、广西白泥或改性粘土中的一种或两种以上的混合物，粒径≤0.075mm，所述的增塑剂质量百分比为2％～3％。

优选的，所述分散剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠或聚羧酸减水剂的一种或两种以上的混合物，所述分散剂质量百分比为0.3～0.6wt％。

优选的，所述防爆剂为防爆纤维，所述的防爆纤维的长度为3～5mm，质量百分比为0.1～0.3wt％。

一种中间包镁质涂抹料的制备方法，其方法步骤如下：

(1)将所有原料按重量配比称重；

(2)将烧后再生镁碳料颗粒和镁砂颗粒进行混合，并搅拌均匀，然后加入结合剂和分散剂并搅拌均匀制成混合物；

(3)将电熔镁砂细粉、增塑剂以及防爆剂加入步骤(2)制备的混合物中，并搅拌均匀，制成中间包镁质涂抹料成品。

本发明所制备的中间包镁质涂抹料具有性能稳定、强度高、脱模良好、施工性能优良且成本低的特点。

与现有技术相比，本发明中间包镁质涂抹料具有以下优点：

(1)此中间包镁质涂抹料以烧后再生镁碳料为主要原料，成本低，同时再生镁碳料由于经破碎成一定粒度后煅烧，提高了烧成质量，可有效分离镁砂颗粒，假颗粒少，从而进一步保证回收再生料使用性能的稳定。

(2)经过烧成脱碳处理，大幅度提高了废镁碳质耐火材料的使用比例和烧后耐压强度，烧后再生镁碳颗粒可达到60％的替代用量。

(3)采用以烧后再生镁碳料为主要原料生产的中间包镁质涂抹料，搅拌和涂抹后看颜色正常，无明显变化，使用正常，最高10炉，最低5炉，平均6.5炉。

(4)该发明生产工艺简单，控制方便，产品合格率高，保质期长，制造成本低。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的描述。所描述的实施例及其结果仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。

为了避免重复，先将具体实施方式中所涉及实验过程参数统一描述如下，实施例中不再赘述：

烧后再生镁碳料通过以下方法得到：将300kg左右的镁碳废砖经干燥、除铁、破碎得到粒度0～30mm的废镁碳料，随后将其堆放在窑车中间，在烧成温度为1100～1300℃的窑中充分燃烧，出窑后人工清理残留在再生料表面的熔瘤、残渣，敲碎后人工拣选出中部烧成不充分的部分，烧成完全的废镁碳转破碎成粒度3～0mm的颗粒待用，破碎后的颗粒应达到90％以上的烧成率方可使用。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以有如下进一步的具体选择或优化选择。

具体的，所述的破碎为使用颚式破碎机进行破碎。

具体的，所述的烧后再生镁碳料中MgO含量＞85wt％

此外，本发明还提供了制备上述中间包镁质涂抹料的制备方法。

具体的，先将粒径3～0mm的烧后再生镁碳料颗粒、粒径3～1mm和1～0mm的镁砂颗粒进行混合，并搅拌均匀，然后加入结合剂和分散剂搅拌均匀制成混合物，最后将粒径≤0.075mm的电熔镁砂细粉、增塑剂细粉以及防爆纤维加入到混合物中，并搅拌均匀，制成中间包镁质涂抹料成品。

实施例1

一种中间包镁质涂抹料的制备方法，其步骤如下：

(1)将所有原料按配比称重：粒径3～0mm的烧后再生镁碳颗粒54wt％，粒径3～1mm的电熔镁砂颗粒4wt％；粒径1～0mm的电熔镁砂颗粒12wt％；粒径≤0.075mm的电熔镁砂细粉25wt％；粒径≤0.088mm的硅微粉2.3wt％；粒径≤0.075mm的广西白泥5wt％；三聚磷酸钠0.3wt％；六偏磷酸钠0.3wt％；防爆纤维0.1wt％。

(2)将粒径为3～0mm烧后再生镁碳料颗粒、粒径为3～1mm和1～0mm的镁砂颗粒倒进搅拌机内进行混合5分钟，搅拌均匀，然后加入硅微粉和三聚磷酸钠、六偏磷酸钠搅拌混合1分钟，制成混合物。

(3)将粒径≤0.075mm的电熔镁砂细粉、广西白泥以及防爆纤维加入到步骤(2)制成的混合物中，搅拌机搅拌10分钟，制成中间包镁质涂抹料成品。

经过实际检测，得到实施例1中间包镁质涂抹料性能数据如下表：

实施例2

一种中间包镁质涂抹料的制备方法，其步骤如下：

(1)将所有原料按配比称重：粒径3～0mm的烧后再生镁碳颗粒47wt％，粒径3～1mm的烧结镁砂颗粒7wt％；粒径1～0mm的烧结镁砂颗粒13wt％；粒径≤0.075mm的电熔镁砂细粉27wt％；粒径≤0.088mm的硅微粉2.4wt％；粒径≤0.075mm的膨润土细粉1.5wt％、广西白泥细粉1.5wt％；聚羧酸减水剂0.4wt％；防爆纤维0.2wt％。

(2)将粒径为3～0mm烧后再生镁碳料颗粒、粒径为3～1mm和1～0mm的烧结镁砂颗粒倒进搅拌机内进行混合5分钟，搅拌均匀，然后加入硅微粉和聚羧酸减水剂搅拌混合1分钟，制成混合物。

(3)将粒径≤0.075mm的电熔镁砂细粉、膨润土细粉、广西白泥细粉及防爆纤维加入到步骤(2)制成的混合物中，搅拌机搅拌10分钟，制成中间包镁质涂抹料成品。

经过实际检测，得到实施例2中间包镁质涂抹料性能数据如下表：

实施例3

一种中间包镁质涂抹料的制备方法，其步骤如下：

(1)将所有原料按配比称重：粒径3～0mm的烧后再生镁碳颗粒30wt％，粒径3～1mm的电熔镁砂颗粒12wt％；粒径1～0mm的电熔镁砂颗粒18wt％；粒径≤0.075mm的电熔镁砂细粉34wt％；粒径≤0.088mm的硅微粉3wt％；粒径≤0.075mm的改性粘土细粉2.4wt％；六偏磷酸钠0.3wt％；防爆纤维0.3wt％。

(2)将粒径为3～0mm烧后再生镁碳料颗粒、粒径为3～1mm和1～0mm的电熔镁砂颗粒倒进搅拌机内进行混合5分钟，搅拌均匀，然后加入硅微粉和六偏磷酸钠搅拌混合1分钟，制成混合物。

(3)将粒径≤0.075mm的电熔镁砂细粉、改性粘土细粉及防爆纤维加入到步骤(2)制成的混合物中，搅拌机搅拌10分钟，制成中间包镁质涂抹料成品。将袋装的成品发往钢厂，涂抹料施工时，用混碾机混合加水搅拌施工即可。

经过实际检测，得到实施例3中间包镁质涂抹料性能数据如下表：

上述实施例1-3生产出的中间包镁质涂抹料，搅拌和涂抹后看颜色正常，无明显变化，施工性能好，在现场使用正常，使用次数最高10炉，最低5炉，平均6.5炉。

实施例4

选择实施例3做对比，其他条件不变，只将镁碳废砖不经本专利工艺处理。镁碳废砖经过拣选、破粉碎、筛分等过程制得粒径3～0mm的再生镁碳料，MgO含量＞85wt％。

一种中间包镁质涂抹料的制备方法，其步骤如下：

(1)将所有原料按配比称重：粒径3～0mm的再生镁碳颗粒30wt％，粒径3～1mm的电熔镁砂颗粒12wt％；粒径1～0mm的电熔镁砂颗粒18wt％；粒径≤0.075mm的电熔镁砂细粉34wt％；粒径≤0.088mm的硅微粉3wt％；粒径≤0.075mm的改性粘土细粉2.4wt％；六偏磷酸钠0.3wt％；防爆纤维0.3wt％。

(2)将粒径为3～0mm再生镁碳料颗粒、粒径为3～1mm和1～0mm的电熔镁砂颗粒倒进搅拌机内进行混合5分钟，搅拌均匀，然后加入硅微粉和六偏磷酸钠搅拌混合1分钟，制成混合物。

(3)将粒径≤0.075mm的电熔镁砂细粉、改性粘土细粉及防爆纤维加入到步骤(2)制成的混合物中，搅拌机搅拌10分钟，制成中间包镁质涂抹料制品1。

实施例3与含30wt％再生镁碳料制品1指标对比如下：

从表中数据对比：两制品在相同工艺，MgO含量均在87wt％左右的情况下，本发明的制品添加30wt％烧后再生镁碳料的指标与原添加30wt％再生镁碳料(未烧成)的制品1的指标相比，常温耐压强度、烧后耐压强度均有提高。

实施例5

一种中间包镁质涂抹料的制备方法，其步骤如下：

(1)将所有原料按配比称重：粒径3～0mm的烧后再生镁碳颗粒15wt％，粒径3～1mm的电熔镁砂颗粒17wt％；粒径1～0mm的电熔镁砂颗粒28wt％；粒径≤0.075mm的电熔镁砂细粉34wt％；粒径≤0.088mm的硅微粉3wt％；粒径≤0.075mm的改性粘土细粉2.4wt％；六偏磷酸钠0.3wt％；防爆纤维0.3wt％。

(2)将粒径为3～0mm烧后再生镁碳料颗粒、粒径为3～1mm和1～0mm的电熔镁砂颗粒倒进搅拌机内进行混合5分钟，搅拌均匀，然后加入硅微粉和六偏磷酸钠搅拌混合1分钟，制成混合物。

(3)将粒径≤0.075mm的电熔镁砂细粉、改性粘土细粉及防爆纤维加入到步骤(2)制成的混合物中，搅拌机搅拌10分钟，制成中间包镁质涂抹料制品2。

含15wt％烧后再生镁碳料制品2与实施例3指标对比如下：

从表中数据对比：本发明的制品添加15wt％烧后再生镁碳料的指标与添加30wt％烧后再生镁碳料的制品的指标相比，烧后耐压强度同样会有明显的提高。

Claims (9)

1.一种以烧后再生镁碳料为主要原料的中间包镁质涂抹料，其特征在于，包括：烧后再生镁碳料30～60wt％、镁砂颗粒5％～50wt％、电熔镁砂细粉10～40wt％、结合剂1～3wt％、增塑剂1.7～5wt％、0.2～1.5wt％的分散剂、0.1～0.5wt％的防爆剂。

2.根据权利要求1所述的中间包镁质涂抹料，其特征在于，所述烧后再生镁碳料通过以下方法得到：将镁碳废砖经干燥、除铁、破碎得到粒径0～30mm的废镁碳料；随后将其堆放在窑车中间，在烧成温度为1100～1300℃的窑中充分燃烧，出窑后人工清理残留在再生料表面的熔瘤、残渣，敲碎后人工拣选出中部烧成不充分的部分，烧成完全的废镁碳转破碎成粒径3～0mm的颗粒待用，破碎后的颗粒应达到90％以上的烧成率方可使用，其中烧后再生镁碳料中MgO含量＞85wt％。

3.根据权利要求1所述的中间包镁质涂抹料，其特征在于，所述镁砂颗粒为电熔镁砂或烧结镁砂颗粒，镁砂颗粒的粒度为3～1mm和1～0mm，MgO含量≥92wt％，粒径3～1mm的镁砂颗粒为0～20wt％，优选4～12％；粒径1～0mm的镁砂颗粒为5～30wt％，优选12％～18％。

4.根据权利要求1所述的中间包镁质涂抹料，其特征在于，所述电熔镁砂细粉的MgO含量≥96wt％，粒径≤0.075mm，所述电熔镁砂细粉质量百分比为25％～35％。

5.根据权利要求1所述的中间包镁质涂抹料，其特征在于，所述的结合剂为硅微粉，所述的硅微粉为SiO₂含量≥94wt％，粒径≤0.088mm，所述的结合剂质量百分比为2％～3％。

6.根据权利要求1所述的中间包镁质涂抹料，其特征在于，所述的增塑剂为粘土细粉，所述的粘土细粉采用膨润土、广西白泥或改性粘土中的一种或两种以上的混合物，粒径≤0.075mm，所述的增塑剂质量百分比为2％～3％。

7.根据权利要求1所述的中间包镁质涂抹料，其特征在于，所述分散剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠或聚羧酸减水剂的一种或两种以上的混合物，所述分散剂质量百分比为0.3～0.6wt％。

8.根据权利要求1所述的中间包镁质涂抹料，其特征在于，所述防爆剂为防爆纤维，所述的防爆纤维的长度为3～5mm，质量百分比为0.1～0.3wt％。

9.一种如权利要求1-8任一项所述的中间包镁质涂抹料的制备方法，其特征在于，其方法步骤如下：

(1)将所有原料按重量配比称重；

(2)将烧后再生镁碳料颗粒和镁砂颗粒进行混合，并搅拌均匀，然后加入结合剂和分散剂并搅拌均匀制成混合物；

(3)将电熔镁砂细粉、增塑剂以及防爆剂加入步骤(2)制备的混合物中，并搅拌均匀，制成中间包镁质涂抹料成品。