[发明专利]高炉出铁沟捣打料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金耐火材料技术领域，涉及高炉出铁沟捣打料及其制备方法，更具体而言，涉及一种利用废滑板砖作为部分原料的高炉出铁沟捣打料及其制备方法。

背景技术

由于历史原因和各钢铁厂的实际情况，1000m³以下的中小型高炉在我国仍然占有较高的比例。中小型高炉的出铁具有出铁时间短和出铁间隔短的特点，只能采用Al₂O₃-SiC-C质捣打料作为铁沟内衬，使用量大，使用效果优于铁沟浇注料。铁沟捣打料中的Al₂O₃一般是由铝钒土或棕刚玉引入的，而棕刚玉是以铝矾土、焦碳(无烟煤)为主要原料，在电弧炉内经高温冶炼而成。碳化硅(SiC)是用石英砂、焦炭(或石油焦)、木屑为原料通过电阻炉高温冶炼制得。C源则是通过石墨或焦炭引入，所以归根结底，配制铁沟捣打料所需的主要原料以铝钒土和石墨、焦炭为主。

众所周知，各种矿产资源是不可再生的，比如我国现有铝土矿保有量为约7亿吨，按照目前的开采速度，我国的铝土矿资源不到50年就将开采殆尽，而石墨、焦炭也面临同样的问题，所以急需研究材料替代技术以缓解资源紧缺的现象。另一方面，鉴于目前我国高炉产业结构的现状，中小型高炉大量直接采用铝钒土、石墨和焦炭作为原料，无论从经济效益还是资源合理分配的角度来看，都存在调整优化的必要性。

滑板砖是一种连铸用功能性耐火材料，广泛使用于电炉、转炉、炉外精炼等钢包和连铸中间包的滑动水口系统中。其中，铝炭质滑板砖主要为高铝质原料，在基质部分中添加碳组分，同时以酚醛树脂为结合剂，通过在还原气氛下高温烧制而形成网状碳和陶瓷的双重结合，目前主要使用在大、中型钢包中。滑板砖在经多次使用而失效后，通常直接作为固体废弃物处理，不仅浪费资源，而且严重污染环境。考虑到滑板砖的主要成份包括Al₂O₃和C，本发明通过将废滑板砖进行清理、分选、破碎和筛分后二次应用于高炉出铁沟捣打料中，从而实现替代高铝矾土或部分棕刚玉以及石墨和焦炭的目的。这样不仅能够提高滑板砖的附加值，减少浪费和污染，而且可以更合理地利用矿产资源，并显著降低生产成本，因此具有实际的经济价值和深远的社会意义。

发明内容

因此，本发明的目的是针对目前高炉出铁沟捣打料的消耗量大、捣打料中高铝矾土或棕刚玉、石墨和焦炭等使用量大而导致成本过高的问题，以及在使用废滑板砖作为替代材料时由于其致密性不足而必须提高结合剂用量，从而导致捣打料性能下降和品质全面劣化、无法满足高炉出铁沟使用要求的问题，提供一种利用回收废滑板砖作为部分原料的高炉出铁沟捣打料及其制备方法，通过将废滑板砖经简单处理后进行合理级配，同时改变结合剂的性能及用量，可以替代高铝矾土或部分棕刚玉以及石墨和焦炭作为原料，从而在保证产品性能符合要求的前提下，有效地降低成本、节约资源。同时，本发明还为废滑板砖的高附加值利用提供了新的方式，因此有利于资源的综合利用和生态环境保护。

根据本发明的一方面，提供一种利用废滑板砖的高炉出铁沟捣打料，该捣打料的原料可以包括：废滑板砖颗粒、棕刚玉颗粒和/或细粉、碳化硅颗粒和/或细粉、粘土细粉、鳞片石墨、膨胀剂、防氧化剂和改性结合剂，其中，所述废滑板砖颗粒由多种粒度的颗粒构成，所述改性结合剂包含结合剂和浸润剂。

在本说明书中，粒度以“D”表示。

在本发明的高炉出铁沟捣打料中，所述废滑板砖颗粒的制备工艺简单、加工成本低廉，通过常规技术手段即可容易地实现。具体而言，该废滑板砖颗粒的制备方法可以为：将废滑板砖进行表面清理和分选，通过颚式破碎机破碎，然后筛分为不同的粒度，并按配比进行级配。

在根据上述方法制备的废滑板砖颗粒中，Al₂O₃的含量可以为60～75wt％，SiO₂的含量可以为10～20wt％，C的含量可以为2～6wt％，Fe₂O₃的含量可以不多于3wt％。

在本发明的高炉出铁沟捣打料中，所述废滑板砖颗粒起到骨架支撑结构的作用，并且可以由4mm<D≤8mm和0mm<D≤4mm两种粒度的颗粒，按照40～70:30～60的重量比构成。

优选地，所述废滑板砖颗粒可以由5mm<D≤8mm、3mm<D≤5mm和0mm<D≤3mm三种粒度的颗粒，按照30～70:20～40:10～30的重量比构成。