CN116023156A - 一种废弃镁碳砖的再生方法 - Google Patents

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赵现华
张义先
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Abstract

本发明提供了一种改性镁碳砖的制备方法，包括:将包钢用后镁碳废砖、镁砂、醛酸树脂、焦油、金属铝粉和天然结合剂混合,得到混合料:将所述混合物以获得坯体；将坯体在窑道中烘干，得到改性镁碳砖。本发明采用镁砂、焦油、氢氧化铝材料为主要原料,通过添加金属铝粉,并以天然有机结合剂制备的高温碳化炉用改性镁碳砖,具有耐高温、良好的抗渣性、抗氧化性和热震稳定性等优点，因此加入的焦油较少，有利于钢水脱碳，冶炼超低碳钢种，使生产成本降低，具有更好的经济效益和社会效益，更有利于低碳环保，使原料得以利用。

Description

一种废弃镁碳砖的再生方法
技术领域
本发明涉及定型耐火材料，特别涉及一种废弃镁碳砖的再生方法。
背景技术
钢包是炼钢过程中储运和精炼钢水的重要设备，镁碳砖是其工作衬的主要耐火材料之一，随着钢铁工业的快速发展，用后钢包镁碳转因为组成相当复杂大量积压而对环境造成污染，如何有效回收利用用后镁碳转已成为行业所关注的焦点。镁碳砖是以高熔点碱性氧化物氧化镁(熔点2800℃)和难以被炉渣侵润的高熔点碳素材料作为原料，添加各种非氧化物添加剂，用炭质结合剂结合而成的不烧炭复合耐火材料。低碳镁碳砖中添加碳源粒度为微纳米级，抗氧化性能相对较差；镁碳砖中碳含量较低，材料中少量碳源的氧化即对其结构产生严重的破坏。同时，镁碳砖在使用过程中还容易出现热态结构剥落的问题:镁碳砖的弹性模量大，热膨胀系数高，材料的脆性较大，导致使用过程中易出现热态剥落。
研制废弃镁碳砖的再生方法，使得废弃的镁碳砖进行有效再利用是非常有意义的。
发明内容
本发明提供一种废弃镁碳砖的再生方法，此方法的抗氧化性能，耐高温性能、抗渣性、抗氧化性和热震稳定性等都能达到行业使用要求。
为实现上述发明目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种废弃镁碳砖再生的方法,包括以下步骤：
1)原料准备：按重量份包括：3-5mm的镁碳废砖10-15份，1-3mm的镁碳废砖10-15份，0-1mm的镁碳废砖15-20份，3-5mm的镁砂15-30份，1-3mm的镁砂15-25份，0-1mm的镁砂8-15份,200目镁砂25-28份，焦油1-5份，碳化硅0.2-0.4份、酚醛树脂8-10份、十二烷基苯磺酸钠0.2-0.4份，氢氧化铝2-4份；
2)将镁碳废砖在破碎机中破碎，筛分为0-1mm、1-3mm、3-5mm的原料；
3)破碎后的镁碳废砖颗粒经除铁后进入回转窑干燥5-10min，干燥温度为500℃-600℃；
4)将镁砂在破碎机中破碎，筛分为1-3mm、3-5mm、0-1mm、200目以下的原料；
5)混炼
先加入0-1mm、1-3mm、3-5mm的原料干混3-5min，然后加入焦油、碳化硅、酚醛树脂、十二烷基苯磺酸钠；再混炼5-10min，再加入粒度在200目及以下的镁砂，混炼5-10min；最后加入氢氧化铝改变物质的结构组成，改性混炼10分钟；
7)制砖，出料。
所述的镁碳砖产品成分及性能指标为：Al2O3≤78％，MgO≥40％，CaO≥20％。
所述的焦油的成分及性能指标为：密度(20℃)＜1.10×103kg/m3、热值＞36000J/g、水分4％左右、灰分小于0.5％、机械杂质小于0.5％。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明由于复合添加剂的加入，改变了镁碳砖的结构性能，酚醛树脂与氢氧化铝混炼后，金属铝粉包裹在酚醛树脂外表面，减少酚醛树脂在燃烧过程中生成有害气体。使产品具有优异的抗渣性能和热震稳定性能；通过复合添加剂的添加，提高了材料的密度和热震稳定性。该制作方法使得各组成的结合更加坚韧，提高了产品的强度和抗热震性能，使得产品具有非常好的抗渣性和抗冲刷性能。大大提高了产品的使用寿命。
具体实施方式
实施例一
一种废弃镁碳砖再生的方法,包括以下步骤：
1)原料准备：按重量份包括：3-5mm的镁碳废砖12份，1-3mm的镁碳废砖12份，0-1mm的镁碳废砖16份，3-5mm的镁砂18份，1-3mm的镁砂17份，0-1mm的镁砂10份,200目镁砂26份，焦油1-5份，碳化硅0.3份、酚醛树脂9份、十二烷基苯磺酸钠0.3份，氢氧化铝3份；
2)将镁碳废砖在破碎机中破碎，筛分为0-1mm、1-3mm、3-5mm的原料；
3)破碎后的镁碳废砖颗粒经除铁后进入回转窑干燥5-10min，干燥温度为500℃-600℃；
4)将镁砂在破碎机中破碎，筛分为1-3mm、3-5mm、0-1mm、200目以下的原料；
5)混炼
先加入0-1mm、1-3mm、3-5mm的原料干混3-5min，然后加入焦油、碳化硅、酚醛树脂、十二烷基苯磺酸钠；再混炼5-10min，再加入粒度在200目及以下的镁砂，混炼5-10min；最后加入氢氧化铝改变物质的结构组成，改性混炼10分钟；
7)制砖，出料。
所述的镁碳砖产品成分及性能指标为：Al2O3≤78％，MgO≥40％，CaO≥20％。
所述的焦油的成分及性能指标为：密度(20℃)＜1.10×103kg/m3、热值＞36000J/g、水分4％左右、灰分小于0.5％、机械杂质小于0.5％。
实施例二
一种废弃镁碳砖再生的方法,包括以下步骤：
1)原料准备：按重量份包括：3-5mm的镁碳废砖13份，1-3mm的镁碳废砖10份，0-1mm的镁碳废砖18份，3-5mm的镁砂16份，1-3mm的镁砂21份，0-1mm的镁砂14份,200目镁砂26份，焦油1-5份，碳化硅0.35份、酚醛树脂9份、十二烷基苯磺酸钠0.36份，氢氧化铝4份；
2)将镁碳废砖在破碎机中破碎，筛分为0-1mm、1-3mm、3-5mm的原料；
3)破碎后的镁碳废砖颗粒经除铁后进入回转窑干燥5-10min，干燥温度为500℃-600℃；
4)将镁砂在破碎机中破碎，筛分为1-3mm、3-5mm、0-1mm、200目以下的原料；
5)混炼
先加入0-1mm、1-3mm、3-5mm的原料干混3-5min，然后加入焦油、碳化硅、酚醛树脂、十二烷基苯磺酸钠；再混炼5-10min，再加入粒度在200目及以下的镁砂，混炼5-10min；最后加入氢氧化铝改变物质的结构组成，改性混炼10分钟；
7)制砖，出料。
所述的镁碳砖产品成分及性能指标为：Al2O3≤78％，MgO≥40％，CaO≥20％。
所述的焦油的成分及性能指标为：密度(20℃)＜1.10×103kg/m3、热值＞36000J/g、水分4％左右、灰分小于0.5％、机械杂质小于0.5％。
实施例三
一种废弃镁碳砖再生的方法,包括以下步骤：
1)原料准备：按重量份包括：3-5mm的镁碳废砖11份，1-3mm的镁碳废砖13份，0-1mm的镁碳废砖15份，3-5mm的镁砂17份，1-3mm的镁砂22份，0-1mm的镁砂10份,200目镁砂27份，焦油2份，碳化硅0.2份、酚醛树脂8份、十二烷基苯磺酸钠0.2份，氢氧化铝2份；
2)将镁碳废砖在破碎机中破碎，筛分为0-1mm、1-3mm、3-5mm的原料；
3)破碎后的镁碳废砖颗粒经除铁后进入回转窑干燥5-10min，干燥温度为500℃-600℃；
4)将镁砂在破碎机中破碎，筛分为1-3mm、3-5mm、0-1mm、200目以下的原料；
5)混炼
先加入0-1mm、1-3mm、3-5mm的原料干混3-5min，然后加入焦油、碳化硅、酚醛树脂、十二烷基苯磺酸钠；再混炼5-10min，再加入粒度在200目及以下的镁砂，混炼5-10min；最后加入氢氧化铝改变物质的结构组成，改性混炼10分钟；
7)制砖，出料。
所述的镁碳砖产品成分及性能指标为：Al2O3≤78％，MgO≥40％，CaO≥20％。
所述的焦油的成分及性能指标为：密度(20℃)＜1.10×103kg/m3、热值＞36000J/g、水分4％左右、灰分小于0.5％、机械杂质小于0.5％。
实施例四
一种废弃镁碳砖再生的方法,包括以下步骤：
1)原料准备：按重量份包括：3-5mm的镁碳废砖15份，1-3mm的镁碳废砖13份，0-1mm的镁碳废砖20份，3-5mm的镁砂30份，1-3mm的镁砂25份，0-1mm的镁砂15份,200目镁砂28份，焦油5份，碳化硅0.4份、酚醛树脂10份、十二烷基苯磺酸钠0.4份，氢氧化铝4份；
2)将镁碳废砖在破碎机中破碎，筛分为0-1mm、1-3mm、3-5mm的原料；
3)破碎后的镁碳废砖颗粒经除铁后进入回转窑干燥5-10min，干燥温度为500℃-600℃；
4)将镁砂在破碎机中破碎，筛分为1-3mm、3-5mm、0-1mm、200目以下的原料；
5)混炼
先加入0-1mm、1-3mm、3-5mm的原料干混3-5min，然后加入焦油、碳化硅、酚醛树脂、十二烷基苯磺酸钠；再混炼5-10min，再加入粒度在200目及以下的镁砂，混炼5-10min；最后加入氢氧化铝改变物质的结构组成，改性混炼10分钟；
7)制砖，出料。
所述的镁碳砖产品成分及性能指标为：Al2O3≤78％，MgO≥40％，CaO≥20％。
所述的焦油的成分及性能指标为：密度(20℃)＜1.10×103kg/m3、热值＞36000J/g、水分4％左右、灰分小于0.5％、机械杂质小于0.5％。
实施例五
一种废弃镁碳砖再生的方法,包括以下步骤：
1)原料准备：按重量份包括：3-5mm的镁碳废砖13份，1-3mm的镁碳废砖12份，0-1mm的镁碳废砖19份，3-5mm的镁砂26份，1-3mm的镁砂17份，0-1mm的镁砂9份,200目镁砂27份，焦油3份，碳化硅0.29份、酚醛树脂9份、十二烷基苯磺酸钠0.34份，氢氧化铝2.5份；
2)将镁碳废砖在破碎机中破碎，筛分为0-1mm、1-3mm、3-5mm的原料；
3)破碎后的镁碳废砖颗粒经除铁后进入回转窑干燥5-10min，干燥温度为500℃-600℃；
4)将镁砂在破碎机中破碎，筛分为1-3mm、3-5mm、0-1mm、200目以下的原料；
5)混炼
先加入0-1mm、1-3mm、3-5mm的原料干混3-5min，然后加入焦油、碳化硅、酚醛树脂、十二烷基苯磺酸钠；再混炼5-10min，再加入粒度在200目及以下的镁砂，混炼5-10min；最后加入氢氧化铝改变物质的结构组成，改性混炼10分钟；
7)制砖，出料。
所述的镁碳砖产品成分及性能指标为：Al2O3≤78％，MgO≥40％，CaO≥20％。
所述的焦油的成分及性能指标为：密度(20℃)＜1.10×103kg/m3、热值＞36000J/g、水分4％左右、灰分小于0.5％、机械杂质小于0.5％。
各个实施例的理性指标如下：
理化指标 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
显气孔率 <3.4 <5.4 <3.6 <2.6 <3.0
体积密度 <10.2 <9.8 <10.4 <11.2 <12.0
常温耐压强度 <98 <95 <99 <96 <94
线变化率 0.04 0.03 0.05 0.06 0.04
抗折强度 2000℃·4h 133 125 116 115 110
耐压强度 2000℃·4h ﹢0.04 0.02 0.03 0.04 0.01
线变化率 1500℃·4h 36.2 30 26 25 28
抗折强度 1500℃·4h 140 130 120 144 135
耐压强度 1500℃·4h ﹢0.81 ﹢0.87 0.85 ﹢0.67 ﹢0.45
热导率 2000℃ 2.2 2.4 1.9 1.8 1.6
。

Claims (3)

1.一种废弃镁碳砖再生的方法,其特征在于，包括以下步骤：
1)原料准备：按重量份包括：3-5mm的镁碳废砖10-15份，1-3mm的镁碳废砖10-15份，0-1mm的镁碳废砖15-20份，3-5mm的镁砂15-30份，1-3mm的镁砂15-25份，0-1mm的镁砂8-15份,200目镁砂25-28份，焦油1-5份，碳化硅0.2-0.4份、酚醛树脂8-10份、十二烷基苯磺酸钠0.2-0.4份，氢氧化铝2-4份；
2)将镁碳废砖在破碎机中破碎，筛分为0-1mm、1-3mm、3-5mm的原料；
3)破碎后的镁碳废砖颗粒经除铁后进入回转窑干燥5-10min，干燥温度为500℃-600℃；
4)将镁砂在破碎机中破碎，筛分为1-3mm、3-5mm、0-1mm、200目以下的原料；
5)混炼
先加入0-1mm、1-3mm、3-5mm的原料干混3-5min，然后加入焦油、碳化硅、酚醛树脂、十二烷基苯磺酸钠；再混炼5-10min，再加入粒度在200目及以下的镁砂，混炼5-10min；最后加入氢氧化铝改变物质的结构组成，改性混炼10分钟；
7)出料。
2.根据权利要求1所述的一种废弃镁碳砖再生的方法,其特征在于，所述的改性镁碳砖的成分及性能指标为：Al2O3≤78％，MgO≥40％，CaO≥20％，2000℃×4h：抗折强度≥120。
3.根据权利要求1所述的一种废弃镁碳砖再生的方法,其特征在于，所述的焦油的成分及性能指标为：密度(20℃)＜1.10×103kg/m3、热值＞36000J/g、水分4％左右、灰分小于0.5％、机械杂质小于0.5％。
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