本發(fā)明涉及耐火材料的回收利用領(lǐng)域，尤其涉及一種以鎂碳?xì)埓u為主要原料制作的轉(zhuǎn)爐爐帽磚及生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
：目前，國(guó)外許多發(fā)達(dá)國(guó)家耐火材料的再生利用率一般都比較高，對(duì)廢棄耐火材料的再生利用非常重視并且發(fā)展很快。歐洲廢棄耐火材料的回收再生利用率已達(dá)到了近60％。許多公司同院校聯(lián)合建立了專門的回收研究機(jī)構(gòu)，對(duì)廢棄耐火材料的再利用進(jìn)行了深入的研究；地方也建立了專門回收和再加工用后耐火材料的公司；用后耐火材料逐步朝著全部被利用的方向發(fā)展，也有的企業(yè)在向零排放的方向發(fā)展。日本鋼鐵工業(yè)用后的耐火材料主要用作造渣劑和型砂的替代物；新日鐵開發(fā)出用廢料生產(chǎn)連鑄水口的生產(chǎn)方法；鹿島鋼鐵廠研究了滑板的再利用工藝，使修復(fù)后的滑板使用壽命與新滑板一樣；大同制鋼公司廢舊耐火材料的利用率達(dá)到58％；意大利officinemeccanichediponzanovenetto公司開發(fā)出一種回收及利用用后耐火材料的方法，此方法主要用于回收各種爐子、中間包、鑄錠模和鋼包內(nèi)襯的耐火材料，并將所回收的耐火材料直接噴吹入爐以保護(hù)爐壁。我國(guó)廢棄耐火材料的再生利用還處于剛起步階段，每年產(chǎn)生400多萬(wàn)噸用后耐火材料，大多數(shù)用后耐火材料作為工業(yè)垃圾被廢棄和掩埋，僅有約20％得到了粗糙的利用。隨著環(huán)保政策的貫徹以及耐火材料市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇，近幾年來用后耐火材料的再利用逐步受到了重視。耐火廠和鋼廠都采取了不同的方式對(duì)用后耐材進(jìn)行了綜合利用，有的耐火廠生產(chǎn)鎂碳磚和鋁碳磚時(shí)，加少量的用后鎂碳磚和連鑄鋁碳材料，以降低生產(chǎn)成本；有的鋼廠以用后鎂碳磚加工成顆粒作為電爐填充料；有的鋼廠把用后鎂碳磚再貼補(bǔ)轉(zhuǎn)爐和電爐襯上，以降低耐火材料的消耗，鞍鋼在以用后粘土磚作轉(zhuǎn)爐造渣劑方面取得了較好的效果。近些年來由于轉(zhuǎn)爐用爐帽磚的國(guó)內(nèi)外殘酷市場(chǎng)現(xiàn)實(shí)更是逼迫我們開發(fā)出低成本的轉(zhuǎn)爐爐帽磚。合理利用鎂碳?xì)埓u，實(shí)現(xiàn)其最大價(jià)值。現(xiàn)有技術(shù)中，專利申請(qǐng)?zhí)枺?01511023064.4，公開了一種利用鎂碳?xì)埓u制取的鎂碳磚及其制備方法，以不同顆粒級(jí)配的電熔鎂砂、鎂碳?xì)埓u為主要原料，以酚醛樹脂為結(jié)合劑，通過添加復(fù)合添加劑，對(duì)鎂碳?xì)埓u進(jìn)行二次資源的充分利用，有效降低耐火材料的成本和煉鋼成本。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種以鎂碳?xì)埓u為主要原料制作的轉(zhuǎn)爐爐帽磚及生產(chǎn)方法，以不同顆粒級(jí)配的鎂碳?xì)埓u、電熔鎂砂和鱗片石墨為主要原料，以酚醛樹脂為結(jié)合劑，通過添加復(fù)合抗氧化劑，對(duì)鎂碳?xì)埓u進(jìn)行二次資源得到充分的利用，使其使用效果達(dá)到與用電熔鎂砂制作的轉(zhuǎn)爐爐帽磚的使用效果相同。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種以鎂碳?xì)埓u為主要原料制作的轉(zhuǎn)爐爐帽磚，由下列重量份數(shù)的原料配制而成：0.2mm＜粒度≤1mm的鎂碳?xì)埓u10-30份，1mm＜粒度≤3mm的鎂碳?xì)埓u20-40份，3mm＜粒度≤5mm的鎂碳?xì)埓u15-30份，0＜粒度≤1mm的電熔鎂砂1-10份，1mm＜粒度≤3mm的電熔鎂砂5-15份，3mm＜粒度≤5mm的電熔鎂砂1-10份，200目以下電熔鎂砂5-15份，鱗片石墨5-15份，鋁粉0.5-5份，碳化硅粉0.5-5份，結(jié)合劑1-15份。所述的結(jié)合劑為酚醛樹脂。所述的鱗片石墨的粒級(jí)為100目，所述的鋁粉粒級(jí)為325目，碳化硅粉粒級(jí)為200目。所述的鎂碳?xì)埓u性能指標(biāo)為：mgo≥78％，cao≤1.4％，sio2≤2.2％，fe2o3≤0.9％，體積密度≥3.0g/㎝3。一種以鎂碳?xì)埓u為主要原料制作的轉(zhuǎn)爐爐帽磚的制備方法，包括以下步驟：1)鎂碳?xì)埓u處理：a)水化處理：殘磚噴淋水化，一天兩次，水化時(shí)間不少于一周；b)人工揀選：通過人工揀選，鏟除用后鎂碳磚之間粘附的火泥，同時(shí)將粘附的泥土和爐渣鏟除；c)鄂破粗碎：通過顎式破碎機(jī)進(jìn)行破碎，并在破粉碎過程中通過磁選除鐵除去磚與磚之間，或磚的裂縫內(nèi)夾雜的鐵片；d)假顆粒處理：將破粉碎后的用后耐火材料以碾磨、機(jī)械破碎的方式進(jìn)行預(yù)處理，通過碾磨將顆粒還原成優(yōu)質(zhì)原料又可以使顆粒細(xì)化，提高產(chǎn)品的附加值；2)烘干：將粗破后的鎂碳?xì)埓u進(jìn)行烘干；3)破碎、篩分：將粗破干燥后的鎂碳?xì)埓u在顎式破碎機(jī)中進(jìn)行二次破碎，篩分為0.2mm＜粒度≤1mm、1mm＜粒度≤3mm、3mm＜粒度≤5mm的原料；將電熔鎂砂在顎式破碎機(jī)中破碎，篩分為0＜粒度≤1mm、1mm＜粒度≤3mm、3mm＜粒度≤5mm、200目以下的原料。4)按重量份數(shù)的稱取原料；5)將碳化硅粉、鋁粉、電熔鎂砂在干式振動(dòng)磨中混合均勻，制成共磨粉；6)加入三種粒度的鎂碳?xì)埓u攪拌2～5分鐘，一次性緩慢加入結(jié)合劑，濕混攪拌2～3分鐘，再加入鱗片石墨混合攪拌1～2分鐘，沒有大量的石墨飛揚(yáng)，最后加入共磨粉攪拌22～28分鐘后出料；7)壓磚機(jī)上成型；8)將成型后的磚，干燥熱處理24小時(shí)以上，其中進(jìn)窯口溫度不高于60℃，烘烤時(shí)間8小時(shí)以上，然后110℃烘烤時(shí)間8小時(shí)以上，最后200～250℃烘烤時(shí)間8小時(shí)以上；9)成品：磚從干燥窯中出來后，待其溫度降到室溫，得到成品轉(zhuǎn)爐爐帽磚，轉(zhuǎn)爐爐帽磚的理化指標(biāo)：mgo質(zhì)量百分比≥78％；sio2質(zhì)量百分比≤2％；fe2o3質(zhì)量百分比≤1.5％；al2o3質(zhì)量百分比≤3％；cao質(zhì)量百分比≤1.5％；c質(zhì)量百分比≥14％；灼減≤13；體積密度≥3.0g/cm3；顯氣孔率≤3.5％；線變化≤1％；抗折強(qiáng)度≥10mpa；耐壓強(qiáng)度≥40mpa。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：采用本發(fā)明的配方及制備方法制備的轉(zhuǎn)爐爐帽磚可與常規(guī)轉(zhuǎn)爐爐帽磚的指標(biāo)相同甚至更好。采用本發(fā)明方法制備轉(zhuǎn)爐爐帽磚可以節(jié)約礦產(chǎn)資源，節(jié)約能源，減少環(huán)境污染。用鎂碳?xì)埓u為主要原料，降低了生產(chǎn)成本，經(jīng)濟(jì)效益顯著，改善生態(tài)環(huán)境；可增加就業(yè)，提高工業(yè)原料的二次利用，降低耐火材料的廢品率。鎂碳?xì)埓u和電熔鎂砂通過合理的顆粒級(jí)配，達(dá)到降低氣孔率，增強(qiáng)了成品的抗鋼水沖刷能力，增強(qiáng)了成品的抗侵蝕性，其中所采用的鎂碳?xì)埓u用量占到成品的50％-70％，提高了廢品利用率。鎂碳?xì)埓u進(jìn)行水化處理，可解決成品層裂的問題。具體實(shí)施方式下面本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)地描述，但是應(yīng)該指出本發(fā)明的實(shí)施不限于以下的實(shí)施方式。一種以鎂碳?xì)埓u為主要原料制作的轉(zhuǎn)爐爐帽磚，由下列重量份數(shù)的原料配制而成：0.2mm＜粒度≤1mm的鎂碳?xì)埓u10-30份，1mm＜粒度≤3mm的鎂碳?xì)埓u20-40份，3mm＜粒度≤5mm的鎂碳?xì)埓u15-30份，0＜粒度≤1mm的電熔鎂砂1-10份，1mm＜粒度≤3mm的電熔鎂砂5-15份，3mm＜粒度≤5mm的電熔鎂砂1-10份，200目以下電熔鎂砂5-15份，鱗片石墨5-15份，鋁粉0.5-5份，碳化硅粉0.5-5份，結(jié)合劑1-15份。其中，結(jié)合劑為酚醛樹脂，固含量≥80％，殘?zhí)肌?6％，游離酚≤10％，水分≤3.0％，ph值6～7。結(jié)合劑也可采用環(huán)保型結(jié)合劑，如：結(jié)合劑采用硅酸鈉和酚醛樹脂的混合物，二者的混合比例為硅酸鈉:酚醛樹脂＝1:2。鱗片石墨的粒級(jí)為100目，含碳質(zhì)量百分比均為：c≥93.0％。鋁粉粒級(jí)為325目，純度≥99.0％。碳化硅粉粒級(jí)為200目，含sic≥97.0％。鎂碳?xì)埓u、電熔鎂砂、鱗片石墨、鋁粉、碳化硅粉、酚醛樹脂均為市售原料；鎂碳?xì)埓u性能指標(biāo)為：mgo≥78％，cao≤1.4％，sio2≤2.2％，fe2o3≤0.9％，體積密度≥3.0g/㎝3。其中，電熔鎂砂的理化性能：mgo≥97.5％，cao≤1.5％，sio2≤1.2％，fe2o3≤0.6％，體密≥3.45g/㎝3。以鎂碳?xì)埓u為主要原料制作的轉(zhuǎn)爐爐帽磚的制備方法，包括以下步驟：1)鎂碳?xì)埓u處理：a)水化處理：殘磚噴淋水化，一天兩次，水化時(shí)間不少于七天；b)人工揀選：通過人工揀選，鏟除用后鎂碳磚之間粘附的火泥，同時(shí)將粘附的泥土和爐渣鏟除；c)鄂破粗碎：通過顎式破碎機(jī)進(jìn)行破碎，并在破粉碎過程中通過磁選除鐵除去磚與磚之間，或磚的裂縫內(nèi)夾雜的鐵片；d)假顆粒處理：將破粉碎后的用后耐火材料以碾磨、機(jī)械破碎的方式進(jìn)行預(yù)處理，通過碾磨將顆粒還原成優(yōu)質(zhì)原料又可以使顆粒細(xì)化，提高產(chǎn)品的附加值；3)烘干：將粗破后的鎂碳?xì)埓u進(jìn)行烘干；4)破碎、篩分：將粗破干燥后的鎂碳?xì)埓u在顎式破碎機(jī)中進(jìn)行二次破碎，篩分為0.2mm＜粒度≤1mm、1mm＜粒度≤3mm、3mm＜粒度≤5mm的原料；將電熔鎂砂在顎式破碎機(jī)中破碎，篩分為0＜粒度≤1mm、1mm＜粒度≤3mm、3mm＜粒度≤5mm、200目以下的原料。5)按重量份數(shù)的稱取原料；6)將碳化硅粉、鋁粉、電熔鎂砂在干式振動(dòng)磨中混合均勻，制成共磨粉；7)加入三種粒度的鎂碳?xì)埓u攪拌2～5分鐘，一次性緩慢加入結(jié)合劑，濕混攪拌2～3分鐘，再加入鱗片石墨混合攪拌1～2分鐘，沒有大量的石墨飛揚(yáng)，最后加入共磨粉攪拌22～28分鐘后出料；8)壓磚機(jī)上成型，成型操作要遵守四角扒料，先輕后重的原則進(jìn)行操作；9)將成型后的磚，干燥熱處理24小時(shí)以上，其中進(jìn)窯口溫度不高于60℃，烘烤時(shí)間8小時(shí)以上，然后110℃烘烤時(shí)間8小時(shí)以上，最后200～250℃烘烤時(shí)間8小時(shí)以上；10)成品：磚從干燥窯中出來后，待其溫度降到室溫，得到成品轉(zhuǎn)爐爐帽，轉(zhuǎn)爐爐帽指標(biāo)見表1；表1轉(zhuǎn)爐爐帽磚的理化指標(biāo)用鎂碳?xì)埓u為主要原料，降低了生產(chǎn)成本，經(jīng)濟(jì)效益顯著，改善生態(tài)環(huán)境；可增加就業(yè)，提高工業(yè)原料的二次利用，降低耐火材料的廢品率。實(shí)施例：本發(fā)明實(shí)施例1-3以鎂碳?xì)埓u為主要原料制作轉(zhuǎn)爐爐帽磚的配方如表2所示：表2實(shí)施例1-3以鎂碳?xì)埓u為主要原料制作轉(zhuǎn)爐爐帽磚的配方(單位：％)本發(fā)明實(shí)施例4-8以鎂碳?xì)埓u為主要原料制作轉(zhuǎn)爐爐帽磚的配方如表3所示：表3實(shí)施例4-8以鎂碳?xì)埓u為主要原料制作轉(zhuǎn)爐爐帽磚的配方(單位：份)配料實(shí)施例4實(shí)施例5實(shí)施例6實(shí)施例7實(shí)施例83-5mm鎂碳?xì)埓u15302016251-3mm鎂碳?xì)埓u20403024350.2-1mm鎂碳?xì)埓u10302012253-5mm電熔鎂砂1105281-3mm電熔鎂砂515107120-1mm電熔鎂砂110638200目電熔鎂砂5159712鱗片石墨51581012鋁粉0.55334碳化硅粉0.55324酚醛樹脂1158612按照上述實(shí)施例以鎂碳?xì)埓u為主要原料制作轉(zhuǎn)爐爐帽磚的制備方法，包括以下步驟：1)分類：將殘磚按材質(zhì)進(jìn)行分類。2)雜質(zhì)處理：a)水化處理：殘磚噴淋水化(一天兩次，每12小時(shí)一次，水化時(shí)間不少于七天)。b)人工揀選：通過人工揀選鏟除用后鎂碳磚之間粘附的火泥,同時(shí)還要將過程中粘附的泥土和爐渣鏟除。c)鄂破粗碎：通過顎式破碎機(jī)進(jìn)行破碎，并在破粉碎過程中通過磁選除鐵除去磚與磚之間或磚的裂縫內(nèi)夾雜的鐵片。d)假顆粒處理：將破粉碎后的用后耐火材料以碾磨、機(jī)械破碎的方式進(jìn)行預(yù)處理，通過碾磨即可以將顆粒還原成優(yōu)質(zhì)原料又可以使顆粒細(xì)化，提高產(chǎn)品的附加值。3)烘干：將粗破后的鎂碳?xì)埓u進(jìn)行烘干。4)破碎、篩分：將粗破干燥后的鎂碳?xì)埓u在顎式破碎機(jī)中進(jìn)行二次破碎，篩分為3mm＜粒度≤5mm、1mm＜粒度≤3mm、0.2＜粒度≤1mm。將電熔鎂砂在顎式破碎機(jī)中破碎，篩分為3mm＜粒度≤5mm、1mm＜粒度≤3mm、0＜粒度≤1mm、200目以下的原料。5)配料：按上述配方稱取原料。6)混練：加入顆粒骨料2～5分鐘，一次性緩慢加入結(jié)合劑濕混2～3分鐘，再加入鱗片石墨混1～2分鐘，沒有大量的石墨飛揚(yáng)，最后加入所有共磨粉20～30分鐘后出料。7)成型：壓磚機(jī)上成型，成型操作要遵守四角扒料，先輕后重的原則進(jìn)行操作。8)干燥熱處理：將成型后的鎂碳磚，干燥熱處理24小時(shí)以上，其中進(jìn)窯口溫度不得高于60℃，烘烤時(shí)間8小時(shí)以上，110℃烘烤時(shí)間8小時(shí)以上，200～250℃烘烤時(shí)間8小時(shí)以上。9)成品：鎂碳磚從干燥窯中出來后，待其溫度降到室溫，質(zhì)檢員對(duì)該鎂碳磚進(jìn)行抽檢，抽檢執(zhí)行標(biāo)見表1；表1轉(zhuǎn)爐爐帽磚的理化指標(biāo)10)驗(yàn)收及包裝：a)驗(yàn)收：1.1料的取樣、驗(yàn)收按yb367-75《耐火制品取樣、驗(yàn)收、保管和運(yùn)輸規(guī)則》進(jìn)行。1.2隨機(jī)取樣做化學(xué)成分分析。b)包裝、運(yùn)輸、貯存及質(zhì)量證明書：2.1料的包裝、運(yùn)輸和貯存按yb367-75《耐火制品取樣、驗(yàn)收、保管和運(yùn)輸規(guī)則》進(jìn)行。2.2料出廠時(shí)必須附有技術(shù)監(jiān)督部門簽發(fā)的質(zhì)量證明書、標(biāo)明供方名稱或廠標(biāo)、需方名稱、發(fā)貨日期、合同號(hào)、標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)、產(chǎn)品名稱、牌號(hào)、批號(hào)及理化指標(biāo)，等結(jié)果報(bào)告。當(dāng)前第1頁(yè)12