專利名稱：以廢棄鎂碳磚為原料的轉(zhuǎn)爐用熱態(tài)修補(bǔ)料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于修補(bǔ)料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種以廢棄鎂碳磚為原料的轉(zhuǎn)爐用熱態(tài)修補(bǔ)料及其制備方法。
背景技術(shù)：
近二十多年來，含碳耐火材料由于其優(yōu)異的使用性能在高性能耐火材料中得到廣泛使用，特別是在鋼鐵冶金工藝過程中煉鋼轉(zhuǎn)爐的爐襯材料的廣泛應(yīng)用，使得轉(zhuǎn)爐爐襯材料的壽命大幅度提高。在使用含碳耐火材料作為轉(zhuǎn)爐爐襯材料過程中，需要對(duì)爐襯材料中局部侵蝕嚴(yán)重的部位進(jìn)行熱態(tài)在線修補(bǔ)，以保住整個(gè)轉(zhuǎn)爐爐襯材料的使用壽命。目前國內(nèi)外煉鋼生產(chǎn)企業(yè)煉鋼轉(zhuǎn)爐所用熱態(tài)在線修補(bǔ)料為浙青或無機(jī)鹽結(jié)合鎂質(zhì)修補(bǔ)料。浙青結(jié)合修補(bǔ)料在使用時(shí)表現(xiàn)為燒結(jié)時(shí)間長、密實(shí)度低，強(qiáng)度差，使用壽命短；同時(shí)在修補(bǔ)過程中由于浙青的固化大量冒黑煙也影響操作工人的健康，污染環(huán)境。無機(jī)鹽結(jié)合鎂質(zhì)修補(bǔ)料，雖然燒結(jié)時(shí)間短，不冒黑煙，但該類修補(bǔ)料的高溫強(qiáng)度低，不耐鋼渣侵蝕，使用壽命不高。另外現(xiàn)有各類轉(zhuǎn)爐爐襯用熱態(tài)修補(bǔ)料的細(xì)粉部分有燒結(jié)或電熔鎂砂細(xì)粉，較長時(shí)間的運(yùn)輸和在轉(zhuǎn)爐現(xiàn)場的儲(chǔ)存將受到修補(bǔ)料中鎂砂細(xì)粉因?yàn)镸gCHH2O=Mg(OH)2導(dǎo)致水化而降低修補(bǔ)料性能和壽命，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起轉(zhuǎn)爐內(nèi)部的熔渣和殘余鋼水的噴濺引起設(shè)備故障或人生安全。因此針對(duì)現(xiàn)有轉(zhuǎn)爐爐襯用熱態(tài)在線修補(bǔ)料存在壽命低、易水化等問題，并根據(jù)煉鋼生產(chǎn)對(duì)修補(bǔ)料環(huán)保、快速修補(bǔ)的要求，迫切需要開發(fā)一種運(yùn)輸和儲(chǔ)存時(shí)抗水化，熱態(tài)在線修補(bǔ)時(shí)不冒黑煙，燒結(jié)時(shí)間短，使用壽命高的新型修補(bǔ)料。本發(fā)明研發(fā)的修補(bǔ)料一方面充分利用轉(zhuǎn)爐用后廢棄的鎂碳磚，充分利用廢棄耐火材料為原料，解決廢棄耐火材料的固體廢棄物排放問題，有利于環(huán)保；另一方面充分利用廢棄耐火材料中可利用部分。另外發(fā)明制備的轉(zhuǎn)爐修補(bǔ)料的細(xì)粉部分采用鎂橄欖石粉，解決傳統(tǒng)轉(zhuǎn)爐修補(bǔ)料中所有細(xì)粉部分因含有氧化鎂細(xì)粉易水化的問題；以浙青作結(jié)合劑修補(bǔ)料在使用時(shí)冒黑煙、現(xiàn)場環(huán)境差、燒結(jié)時(shí)間長，以及以無機(jī)鹽作結(jié)合劑修補(bǔ)料的高溫強(qiáng)度低、不耐鋼渣侵蝕的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有轉(zhuǎn)爐熱態(tài)修補(bǔ)料存在的技術(shù)缺陷，目的是提供一種生產(chǎn)成本低和易于工業(yè)化生產(chǎn)的以廢棄鎂碳磚為原料的轉(zhuǎn)爐用熱態(tài)修補(bǔ)料的制備方法。用該方法制備的煉鋼轉(zhuǎn)爐用熱態(tài)修補(bǔ)料的抗水化性能好、高溫下易燒結(jié)、易與轉(zhuǎn)爐爐襯結(jié)合和有利于延長轉(zhuǎn)爐爐襯材料的壽命。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是先以45 70wt%的廢棄鎂碳磚顆粒、 5 15wt%的石墨和15 40wt%的鎂橄欖石細(xì)粉為原料，再外加所述原料廣10wt%的單質(zhì)硅粉和15 25wt%的液體浙青改性酚醛樹脂，攪拌5 30分鐘，制得以廢棄鎂碳磚為原料的轉(zhuǎn)爐用熱態(tài)修補(bǔ)料，該修補(bǔ)料呈泥漿狀。使用時(shí)將該修補(bǔ)材料倒入轉(zhuǎn)爐內(nèi)，搖動(dòng)轉(zhuǎn)爐，使其流動(dòng)到煉鋼轉(zhuǎn)爐裝料、出鋼、大面和爐底需要進(jìn)行熱態(tài)修補(bǔ)的部位，依靠轉(zhuǎn)爐內(nèi)的熱量進(jìn)行燒結(jié)。
在上述技術(shù)方案中廢棄鎂碳磚顆粒是將廢棄的轉(zhuǎn)爐爐襯用鎂碳磚經(jīng)破碎加工成顆粒狀，顆粒粒度彡50mm，MgO含量彡70wt% ；石墨的碳含量彡85wt%，顆粒粒度彡0. Imm ；鎂橄欖石細(xì)粉的MgO含量彡40wt%，顆粒粒度彡0. Imm ；單質(zhì)硅粉的Si含量彡90wt%，顆粒粒度彡0. Imm ；液體浙青改性酚醛樹脂的殘?zhí)剂酷?0wt%，25°C的粘度為6 40mpa. s。由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明所采用的廢棄鎂碳磚顆粒、石墨和鎂橄欖石細(xì)粉來源廣泛，所制備的材料中，由于無傳統(tǒng)轉(zhuǎn)爐熱態(tài)修補(bǔ)料中鎂砂細(xì)粉或者其他易水化的物質(zhì)，在運(yùn)輸和儲(chǔ)存過程中不水化，具有其他傳統(tǒng)轉(zhuǎn)爐修補(bǔ)料不具有的抗水化能力。制備的轉(zhuǎn)爐熱態(tài)修補(bǔ)料中結(jié)合劑采用液體浙青改性酚醛樹脂，其碳化后強(qiáng)度高；材料中細(xì)粉主要氧化物是鎂橄欖石粉，其高溫下材料燒結(jié)性好，易和待修補(bǔ)部位結(jié)合牢固，提高修補(bǔ)料的壽命；該轉(zhuǎn)爐用熱態(tài)修補(bǔ)料中含有碳素材料，其抗侵蝕性能好；所制備的轉(zhuǎn)爐用熱態(tài)修補(bǔ)料中由于加入了適量的鎂橄欖石細(xì)粉，在修補(bǔ)時(shí)的高溫流動(dòng)性好，易修補(bǔ)各個(gè)部位。另外，本發(fā)明以廢棄鎂碳磚為骨料，不僅充分利用廢棄耐火材料的可利用部分，且該廢棄鎂碳磚中鎂砂和碳素材料已經(jīng)充分混合，性能穩(wěn)定；以鎂橄欖石取代傳統(tǒng)的鎂砂材料作為原料中細(xì)粉，所制備的轉(zhuǎn)爐熱態(tài)修補(bǔ)料不僅充分利用了我國儲(chǔ)量豐富、現(xiàn)在用量少的鎂橄欖石礦，解決鎂砂資源短缺的問題；而且將現(xiàn)在沒有有效大量利用的鎂橄欖石礦物加以利用，有利于保護(hù)環(huán)境。采用鎂橄欖石制備的轉(zhuǎn)爐熱態(tài)修補(bǔ)料代替?zhèn)鹘y(tǒng)的修補(bǔ)料，不僅提高了材料的抗水化性能，同時(shí)提高了材料的燒結(jié)和抗侵蝕能力等性能。適用于鋼鐵冶煉設(shè)備轉(zhuǎn)爐爐襯，提高轉(zhuǎn)爐爐襯材料的壽命。因此，本發(fā)明具有原料豐富、生產(chǎn)成本低和易于工業(yè)化生產(chǎn)的特點(diǎn)，所制備的轉(zhuǎn)爐用熱態(tài)修補(bǔ)料抗水化好和有利于提高轉(zhuǎn)爐爐襯材料的使用壽命。
具體實(shí)施方式
。下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述，并非對(duì)保護(hù)范圍的限制 為避免重復(fù)，先將本具體實(shí)施方式
所涉及原料的技術(shù)參數(shù)統(tǒng)一描述如下廢棄鎂碳
磚顆粒是將廢棄的轉(zhuǎn)爐爐襯用鎂碳磚經(jīng)破碎加工成顆粒狀，顆粒粒度< 50mm，MgO含量彡70wt% ；石墨的碳含量彡85wt%，顆粒粒度彡0. Imm ；鎂橄欖石細(xì)粉的MgO含量彡40wt%，顆粒粒度< 0. Imm ；單質(zhì)硅粉的Si含量> 90wt%，顆粒粒度< 0. Imm ；液體浙青改性酚醛樹脂的殘?zhí)剂酷?0wt%，25°C的粘度為6 40mpa. s。以下各實(shí)施例所制備的以廢棄鎂碳磚為原料的轉(zhuǎn)爐用熱態(tài)修補(bǔ)料均呈泥漿狀，裝袋送至鋼鐵企業(yè)使用，使用方法相同將該熱態(tài)修熱態(tài)補(bǔ)料倒入轉(zhuǎn)爐內(nèi)，搖動(dòng)轉(zhuǎn)爐，使其流動(dòng)到煉鋼轉(zhuǎn)爐裝料、出鋼、大面和爐底需要進(jìn)行熱態(tài)修補(bǔ)的部位，依靠轉(zhuǎn)爐內(nèi)的熱量進(jìn)行燒結(jié)。實(shí)施例中不再贅述。實(shí)施例1
一種以廢棄鎂碳磚為原料的轉(zhuǎn)爐用熱態(tài)修補(bǔ)料及其制備方法。先以45飛0wt%的廢棄鎂碳磚顆粒、10 15襯％的石墨和35、0wt%的鎂橄欖石細(xì)粉為原料，再外加所述原料 5^10wt%的單質(zhì)硅粉和所述原料15 20wt%的液體浙青改性酚醛樹脂，攪拌5 15分鐘，制得以廢棄鎂碳磚為原料的轉(zhuǎn)爐用熱態(tài)修補(bǔ)料。實(shí)施例2
一種以廢棄鎂碳磚為原料的轉(zhuǎn)爐用熱態(tài)修補(bǔ)料及其制備方法。先以5(T60wt%的廢棄鎂碳磚顆粒、10 15襯％的石墨和25 35wt%的鎂橄欖石細(xì)粉為原料，再外加所述原料5^10wt%的單質(zhì)硅粉和所述原料2(T25wt%的液體浙青改性酚醛樹脂，攪拌15 20分鐘，制得以廢棄鎂碳磚為原料的轉(zhuǎn)爐用熱態(tài)修補(bǔ)料。實(shí)施例3
一種以廢棄鎂碳磚為原料的轉(zhuǎn)爐用熱態(tài)修補(bǔ)料及其制備方法。先以65 70wt%的廢棄鎂碳磚顆粒、5 10wt%的石墨和15 25wt%的鎂橄欖石細(xì)粉為原料，再外加所述原料5 10wt% 的單質(zhì)硅粉和所述原料2(T25wt%的液體浙青改性酚醛樹脂，攪拌25 30分鐘，制得以廢棄鎂碳磚為原料的轉(zhuǎn)爐用熱態(tài)修補(bǔ)料。實(shí)施例4
一種以廢棄鎂碳磚為原料的轉(zhuǎn)爐用熱態(tài)修補(bǔ)料及其制備方法。先以55飛5wt%的廢棄鎂碳磚顆粒、l(Tl5wt%的石墨和2(T30wt%的鎂橄欖石細(xì)粉為原料，再外加所述原料廣5wt% 的單質(zhì)硅粉和所述原料15 20wt%的液體浙青改性酚醛樹脂，攪拌2(Γ30分鐘，制得以廢棄鎂碳磚為原料的轉(zhuǎn)爐用熱態(tài)修補(bǔ)料。實(shí)施例5
一種以廢棄鎂碳磚為原料的轉(zhuǎn)爐用熱態(tài)修補(bǔ)料及其制備方法。先以5(T60wt%的廢棄鎂碳磚顆粒、l(Tl5wt%的石墨和25 35wt%的鎂橄欖石細(xì)粉為原料，再外加所述原料3 8wt% 的單質(zhì)硅粉和所述原料2(T25wt%的液體浙青改性酚醛樹脂，攪拌25 30分鐘，制得以廢棄鎂碳磚為原料的轉(zhuǎn)爐用熱態(tài)修補(bǔ)料。本具體實(shí)施方式
所采用的廢棄鎂碳磚顆粒、石墨和鎂橄欖石細(xì)粉來源廣泛，所制備的材料中，由于無傳統(tǒng)轉(zhuǎn)爐熱態(tài)修補(bǔ)料中鎂砂細(xì)粉或者其他易水化的物質(zhì)，在運(yùn)輸和儲(chǔ)存過程中不水化，具有其他傳統(tǒng)轉(zhuǎn)爐修補(bǔ)料不具有的抗水化能力。制備的轉(zhuǎn)爐熱態(tài)修補(bǔ)料中結(jié)合劑采用液體浙青改性酚醛樹脂，其碳化后強(qiáng)度高；材料中細(xì)粉主要氧化物是鎂橄欖石粉，其高溫下材料燒結(jié)性好，易和待修補(bǔ)部位結(jié)合牢固，提高修補(bǔ)料的壽命；該轉(zhuǎn)爐用熱態(tài)修補(bǔ)料中含有碳素材料，其抗侵蝕性能好；所制備的轉(zhuǎn)爐用熱態(tài)修補(bǔ)料中由于加入了適量的鎂橄欖石細(xì)粉，在修補(bǔ)時(shí)的高溫流動(dòng)性好，易修補(bǔ)各個(gè)部位。另外，本具體實(shí)施方式
以廢棄鎂碳磚為骨料，不僅充分利用廢棄耐火材料的可利用部分，且該廢棄鎂碳磚中鎂砂和碳素材料已經(jīng)充分混合，性能穩(wěn)定；以鎂橄欖石取得傳統(tǒng)的鎂砂材料作為原料中細(xì)粉，所制備的轉(zhuǎn)爐熱態(tài)修補(bǔ)料不僅充分利用了我國儲(chǔ)量豐富、現(xiàn)在用量少的鎂橄欖石礦，解決鎂砂資源短缺的問題；而且將現(xiàn)在沒有有效大量利用的鎂橄欖石礦物加以利用，有利于保護(hù)環(huán)境。采用鎂橄欖石制備的轉(zhuǎn)爐熱態(tài)修補(bǔ)料代替?zhèn)鹘y(tǒng)的修補(bǔ)料，不僅提高了材料的抗水化性能，同時(shí)提高了材料的燒結(jié)和抗侵蝕能力等性能。適用于鋼鐵冶煉設(shè)備轉(zhuǎn)爐爐襯，提高轉(zhuǎn)爐爐襯材料的壽命。因此，本具體實(shí)施方式
具有原料豐富、生產(chǎn)成本低和易于工業(yè)化生產(chǎn)的特點(diǎn)，所制備的轉(zhuǎn)爐用熱態(tài)修補(bǔ)料抗水化性能好和有利于提高轉(zhuǎn)爐爐襯材料的使用壽命。
權(quán)利要求
1.一種以廢棄鎂碳磚為原料的轉(zhuǎn)爐用熱態(tài)修補(bǔ)料的制備方法，其特征在于先以 45 70wt%的廢棄鎂碳磚顆粒、5 15wt%的石墨和15 40wt%的鎂橄欖石細(xì)粉為原料，再外加所述原料廣10wt%的單質(zhì)硅粉和所述原料15 25wt%的液體浙青改性酚醛樹脂，攪拌5 30 分鐘，制得以廢棄鎂碳磚為原料的轉(zhuǎn)爐用熱態(tài)修補(bǔ)料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以廢棄鎂碳磚為原料的轉(zhuǎn)爐用熱態(tài)修補(bǔ)料的制備方法，其特征在于所述廢棄鎂碳磚顆粒是將廢棄的轉(zhuǎn)爐爐襯用鎂碳磚經(jīng)破碎加工成顆粒狀，顆粒粒度≤50mm, MgO 含量≥70wt%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以廢棄鎂碳磚為原料的轉(zhuǎn)爐用熱態(tài)修補(bǔ)料的制備方法，其特征在于所述石墨的碳含量≥85wt%，顆粒粒度≤0. 1mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以廢棄鎂碳磚為原料的轉(zhuǎn)爐用熱態(tài)修補(bǔ)料的制備方法，其特征在于所述鎂橄欖石細(xì)粉的MgO含量≥40wt%，顆粒粒度≤0. 1mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以廢棄鎂碳磚為原料的轉(zhuǎn)爐用熱態(tài)修補(bǔ)料的制備方法，其特征在于所述單質(zhì)硅粉的Si含量≥90wt%，顆粒粒度≤0. 1mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以廢棄鎂碳磚為原料的轉(zhuǎn)爐用熱態(tài)修補(bǔ)料的制備方法，其特征在于所述液體浙青改性酚醛樹脂的殘?zhí)剂俊?0wt%，25°C的粘度為6 40mpa. s。
7.根據(jù)權(quán)利要求廣6項(xiàng)中任一項(xiàng)所述的以廢棄鎂碳磚為原料的轉(zhuǎn)爐用熱態(tài)修補(bǔ)料的制備方法所制備的轉(zhuǎn)爐用熱態(tài)修補(bǔ)料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種以廢棄鎂碳磚為原料的轉(zhuǎn)爐用熱態(tài)修補(bǔ)料及其制備方法。其技術(shù)方案是先以45~70wt%的廢棄鎂碳磚顆粒、5~15wt%的石墨和15~40wt%的鎂橄欖石細(xì)粉為原料，再外加所述原料1~10wt%的單質(zhì)硅粉和所述原料15~25wt%的液體瀝青改性酚醛樹脂，攪拌5~30分鐘，制得以廢棄鎂碳磚為原料的轉(zhuǎn)爐用熱態(tài)修補(bǔ)料。該熱態(tài)修補(bǔ)料呈泥漿狀，使用時(shí)將該修補(bǔ)材料倒入轉(zhuǎn)爐內(nèi)，搖動(dòng)轉(zhuǎn)爐，使其流動(dòng)到煉鋼轉(zhuǎn)爐裝料、出鋼、大面和爐底需要進(jìn)行熱態(tài)修補(bǔ)的部位，依靠轉(zhuǎn)爐內(nèi)的熱量進(jìn)行燒結(jié)。本發(fā)明具有原料豐富、生產(chǎn)成本低、抗水化和有利于提高轉(zhuǎn)爐爐襯材料使用壽命的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)B09B3/00GK102531653SQ20121001719
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2012年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月19日
發(fā)明者丁軍, 成忠東, 朱萬政, 段紅娟, 祝洪喜, 鄧承繼 申請(qǐng)人:北京煒潤達(dá)冶金材料有限公司, 武漢科技大學(xué)