[發明專利]一種采用廢棄高爐主溝料生產的主溝料及其加工工藝

有效

• 申請號: 201210069736.5
• 申請日: 2012-03-16
• 公開（公告）號: CN102603324A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 馬少杰;佘成其
• 申請（專利權）人: 長興云峰爐料有限公司
• 主分類號: C04B35/66
• 分類號: C04B35/66
• 代理公司: 杭州宇信知識產權代理事務所(普通合伙) 33231
• 代理人: 韓洪

【技術領域】

本發明涉及冶金領域，尤其是對廢棄高爐主溝料進行回收利用來生產主溝料的加工工藝。

【背景技術】

鋼鐵企業每年消耗380萬噸的耐火材料，同時產生約150萬噸的廢棄耐材，這些廢棄耐材不但數量巨大，而且極難處理，除了極少數可以返回生產線再利用外，大部分廢棄耐火材料的典型處理方式就是掩埋或降級使用，造成了極大的資源浪費和環境的嚴重污染，因此開展廢棄高爐主鐵溝料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深遠的意義，是目前研究的熱點課題。

目前，高爐向大型化、高效化、自動化方向發展，高爐爐體的長壽問題基本得到解決，在確保爐體耐火材料修砌質量的前提下，一代爐齡可達15～20年。高爐大型化后，鐵水及渣的沖刷力、磨損增加，主鐵溝的工作條件日益苛刻，壽命降低，因此對鐵溝料的研究逐漸深入，其材質和結合方式也在不斷的改進，如主材質從高鋁礬土骨料、棕剛玉、亞白剛玉發展到致密剛玉，結合方式包括水泥結合、溶膠凝膠結合、Sialon結合的Al₂O₃-SiC-C(ASC)澆注料。

隨著環保的重視和各大鋼鐵廠利潤趨薄，廢棄耐火材料再生利用以解決環保和成本問題將會是耐火材料行業一個非常重要的課題。

世界各國選用溝襯耐火材料、溝的結構方式、施工方法都各有不同，但現在最普遍的高爐出鐵溝的工作層主要采用氧化鋁、碳化硅、碳素組成的材料。根據高爐的規格和出鐵口數量，其主溝料又各有不同。

數百立方米容積的小型高爐，單鐵口出鐵，一般采用非貯鐵式主溝，每次出鐵量少，散熱快，清除殘余渣鐵較困難，多采用免烘烤搗打料，其優點：施工簡單、使用前不需烘烤，滿足了快速出鐵的需要。但是其使用壽命較短，通鐵量比較低，目前國內先進水平的搗打料一次性通鐵量在3萬～3.5萬噸，另外材料使用性能受操作人員施工狀態的影響比較大，爐前施工強度高。這類材料一般用樹脂結合，在成型使用過程中產生有害氣體較多，惡化了作業環境。中型、大型高爐一般有2～4個鐵口，采用貯鐵式或半貯鐵式主溝，工作襯材質多選擇Al₂O₃-SiC-C澆注料。多個鐵口、多個鐵溝，可以保證高爐連續出鐵，保證足夠的時間對備用鐵溝施工、維修、烘烤。鐵溝澆注料的主要優點為：致密性好、通鐵量高；可以不拆除殘襯，可多次利用，減少耐材的消耗。缺點為：需要長時間的烘烤和比較嚴謹的烘烤曲線。目前，國內先進水平的澆注料，一次性通鐵量在12萬噸以上。鐵溝預制件適用于所有型號的高爐。其一般情況下，通過模具按鐵溝的形狀將澆注料預制成型，經烘烤，在現場拼裝后可直接投入使用。其優點為：不需要經過現場烘烤、操作容易、可快速更換、維修方便、通鐵量高；缺點為：成本比較高、預制工藝復雜。預制件與澆注料性能基本相近，一次性出鐵量在10萬噸左右。

國外許多國家，尤其是發達國家，對用后耐火材料的再利用非常重視，用后耐火材料的再利用率在60％以上。有的公司與大學以及研究機構合作對用后耐火材料的再利用進行了深入研究；有的地方建立了專門回收和再加工用后耐火材料的公司；用后耐火材料正在向全部被利用、零排放的方向發展。

在日本，出鐵溝Al2O3-SiC-C(ASC)澆注料已有50％得到再利用，主要用作出鐵溝不定形耐火材料的骨料；用后鎂鉻磚料做偏心底出鋼口的填料，其開澆率大于98％；Al2O3-MgO·Al2O3澆注料回收后用作修補料和噴補料，也可以再加工制成耐火磚。鹿島鋼鐵廠成功研制出滑板的再利用工藝，他們使用澆注料澆注復原的方法和圓環鑲嵌法，使修復后滑板和新滑板的使用壽命相同。知多鋼廠以用后磚為原料，開發出鋼包底周邊搗打料，鋼包澆注料以及不定形產品。如用85％再生料和15％的新原料混合生產出電爐爐池部位用不燒鎂磚；以90％的再生料和10％的新料混合生產出電爐渣線用鎂碳磚；全部使用再生料生產的RH底燒成鎂鉻磚等。使用效果與原始磚(新磚)基本相同。日本知多鋼廠廢棄耐火材料的再利用率達到了50％～100％。新日鐵公司已成功地將用過的MgO-C耐火材料加入到MgO-C磚中，在鋁尖晶石澆注料中加入了達20％的回收鋁尖晶石骨料。吳制鐵所為了提高用后耐火材料的再循環利用比率，研究了在Al2O3-SiC磚中添加滑動水口耐火材料的方法，得出了很多有益的結論。

韓國浦項鋼鐵公司統一把用后耐火材料回收，經過揀選和破碎成40nm以下顆粒，揀出廢鋼和不同的耐火材料。廢鋼作為煉鋼原料，而耐火材料根據不同類別，分別作為耐火材料的原料、濺渣護爐料等冶金輔助料和鋪路料等。