一種利用含碳殘存鋼包襯磚制作的新型鎂鋁碳磚及其生產方法與應用與流程

本發明屬于耐火材料技術領域，尤其涉及一種鎂鋁碳磚，還涉及一種鎂鋁碳磚的生產方法，以及該鎂鋁碳磚在鋼包上的應用。

背景技術：

在冶金行業中，鋼水需用鋼包存放運送，有的鋼包還作為爐外精煉容器使用，因此，鋼包內部要承受1600℃以上高溫鋼水及鋼渣的浸蝕與沖刷作用，使用條件惡劣，直接接觸鋼水和鋼渣部位的工作層，需使用優質耐火材料。目前，使用的鋼包由鋼外殼、支撐腳和吊運耳軸及吊鉤件組成，在鋼外殼內依次設置有保溫層、永久層及工作層，其中工作層包括含碳渣線襯磚和含碳熔池襯磚，渣線部位采用鎂碳磚砌筑，熔池部位采用鋁鎂碳磚砌筑，鋼包在使用過程中，受到鋼水和鋼渣的浸蝕作用，隨著鋼包使用次數的增加，渣線熔池工作層內襯不斷減薄，減薄超過一定安全范圍內，鋼包停止使用，工作層內襯必須修復或重新砌筑。

由于鋼渣對渣線部位浸蝕嚴重，通常，中途需更換一次或多次渣線襯磚，稱為小修，最后一次拆除渣線襯磚時，連同熔池襯磚一起拆除，鋼包工作層襯磚重新砌筑，稱為大修，大小修拆除下來的含碳殘存鋼包襯磚約占工作層含碳殘存鋼包襯磚砌筑總量的30-50％，這部分殘存鋼包襯磚通常被當作工業垃圾處理掉，一方面不但污染環境，而且造成寶貴的耐火材料資源嚴重浪費；另一方面，熔池部位采用鋁鎂碳磚，耐火性能顯不足，使用壽命無法達到預期的更換期限，已不能滿足煉鋼工藝要求。

技術實現要素：

為了克服現有技術的缺陷，本發明的目的是提供一種利用含碳殘存鋼包襯磚制作的新型鎂鋁碳磚，將含碳殘存鋼包襯磚收集加工使用，節約耐火材料，提高了熔池部位的耐火性能，延長了鋼包的使用壽命。

為了實現上述的發明目的，本發明采用以下技術方案：

一種利用含碳殘存鋼包襯磚制作的新型鎂鋁碳磚，其配方按重量配比具體如下：含碳殘存鋼包襯磚：40-60份；鎂砂：20-40份；氧化鋁：5-15份；碳素：1-6份；添加劑：2-10份；外加結合劑：3-5份。

在上述利用含碳殘存鋼包襯磚制作的新型鎂鋁碳磚中，可選地，所述添加劑為金屬鎂粉、氧化鎂超細粉、碳化硅超細粉、金屬鋁粉、金屬硅粉、碳化硼粉、硼砂中的一種或一種以上，添加劑有利于提高成型強度，有利于提高半成 品烘干后成品強度，有利于提高產品使用過程中抗鋼水和鋼渣的侵蝕，有利于產品生產過程中本品種殘存耐火材料在本系統內循環利用，更有利于鋼包用后本品種殘存耐火材料不水化變質，保持本品種殘存耐火材料的強度性能穩定性，在本系統中實現本品種殘存耐火材料無限循環再生利用，使本品種殘存耐火材料實現零排放，是一種混合粉狀物質。

在上述用于上述利用含碳殘存鋼包襯磚制作的新型鎂鋁碳磚中，可選地，所述結合劑為熱塑性酚醛樹脂、熱固性樹脂、硅樹脂或鎂質類微粉。

在上述用于上述利用含碳殘存鋼包襯磚制作的新型鎂鋁碳磚中，可選地，所述原料配方中顆粒粒度組成為：8mm-1mm粗顆粒35-70％、1-0mm中顆粒10-30％、180目以下細粉20-35％。

本發明還提拱了一種利用含碳殘存鋼包襯磚制作的新型鎂鋁碳磚的生產方法，包括以下具體步驟：

步驟S1、含碳殘存鋼包襯磚收集加工

1)、將拆除的含碳殘存鋼包襯磚集中堆放，人工檢選或對含碳殘存鋼包襯磚采用專用設備檢選，然后去除含碳殘存鋼包襯磚工作層上的鋼渣，再進行收集合格的含碳殘存鋼包襯磚堆放在干凈無混雜的干燥場所；

2)、對收集整理合格的含碳殘存鋼包襯磚進行破碎處理，按照規定粒級篩分，按粒級定量包裝或直接進入自動配料系統的配料倉中，待用；

步驟S2、原料配制

1)、按照以下原料的配比進行配制：含碳殘存鋼包襯磚：40-60份；鎂砂：20-40份；氧化鋁：5-15份；碳素：1-6份；添加劑：2-10份；外加結合劑：3-5份；

2)、原料粒度組成：8mm-1mm粗顆粒35-70％、1-0mm中顆粒10-30％、180目以下細粉20-35％；

步驟S3、原料預混

將步驟S2中的180目之下細粉先預混好，存放在干燥之處或配料倉內；

步驟S4、混練泥料

1)、根據原料配方向混練機中先加入粗、中顆粒，再加入占總結合劑量的30-60％的結合劑混練，然后加入預混細粉和剩余結合劑，繼續混練至成型性能良好的泥料，總混練時間為10-35min，出料；

2)、泥料放入噸裝袋中，存放時間不超過一天；

步驟S5、壓制成型

1)、采用1000噸壓機成型，并根據所成型的磚型安裝好模具，泥料在限定 的時間內成型完畢；

2)、將外形合格的半成品磚放置在干燥車上，自然干燥24-48h；

步驟S6、烘烤

采用在干燥窯中熱處理窯中輕燒，溫度控制在140-200℃，熱處理6-20h；

步驟S7、檢驗包裝入庫

烘烤后的產品檢驗合格后，按品種和磚型包裝入庫，明確標識，待用。

在上述步驟S2中，可選地，所述添加劑為金屬鎂粉、氧化鎂超細粉、碳化硅超細粉、金屬鋁粉、金屬硅粉、碳化硼粉、硼砂中的一種或一種以上。

在上述步驟S2中，可選地，所述結合劑為熱塑性酚醛樹脂、熱固性樹脂、硅樹脂或鎂質類微粉。

在上述步驟S6中，可選地，所述烘烤制度為：由室溫按照20℃/h升溫至100℃，保溫4h，再按照10℃/h升溫至150℃，保溫8h，再按照15℃/h升溫至200℃，保溫8h。

本發明還提拱了一種利用含碳殘存鋼包襯磚制作的新型鎂鋁碳磚在鋼包上的應用。

與現有技術相比，本發明能實現的有益效果至少包括以下幾個方面：

(1)本發明的鎂鋁碳磚采用含碳殘存鋼包襯磚再生利用，實現含碳殘存鋼包襯磚無限循環利用，提高了企業與社會效益，節約了寶貴的耐火材料資源；與現用鋁鎂碳磚，成本大幅減少；

(2)本發明的鎂鋁碳磚使用性能明顯提高，具有較高的抗浸蝕、抗剝落性能，使用壽命至少增加5次；

(3)本發明的新型鎂鋁碳磚從生產、使用到含碳殘存鋼包襯磚收集加工，再利用的無限循環過程，加強管理，可實現生產和使用過程中的含碳殘存鋼包襯磚零排放。

附圖說明

以下將結合附圖和實施例來對本發明的技術方案作進一步的詳細描述，但是應當知道，這些附圖僅是為解釋目的而設計的，因此不作為本發明范圍的限定。

圖1是本發明利用含碳殘存鋼包襯磚制作的新型鎂鋁碳磚的生產方法流程圖。

具體實施方式

首先，需要說明的是，以下將以示例方式來具體說明本發明利用含碳殘存鋼包襯磚制作的新型鎂鋁碳磚的生產方法的特點和優點等，然而所有的描述僅 是用來進行說明的，而不應將其理解為對本發明形成任何限制。此外，在本文所提及各實施例中予以描述或隱含的任意單個技術特征，或者被顯示或隱含在各附圖中的任意單個技術特征，仍然可在這些技術特征(或其等同物)之間繼續進行任意組合或刪減，從而獲得可能沒有在本文中直接提及的本發明的更多其他實施例。

請結合參考圖1，下面就通過這個給出的實施例來對本發明利用含碳殘存鋼包襯磚制作的新型鎂鋁碳磚及其生產方法與應用進行示例性說明。

實施例1

在這個實施例中，本發明的一種利用含碳殘存鋼包襯磚制作的新型鎂鋁碳磚，其配方按重量配比具體如下：含碳殘存鋼包襯磚：40份；鎂砂：40份；氧化鋁：10份；碳素：5份；金屬鎂粉：5份；熱塑性酚醛樹脂：3份，其中原料配方中顆粒粒度組成為：8mm-1mm粗顆粒70％、1-0mm中顆粒10％、180目以下細粉20％。

如圖1所示了一種利用含碳殘存鋼包襯磚制作的新型鎂鋁碳磚的生產方法流程圖，該方法包括以下具體步驟：

步驟S1、含碳殘存鋼包襯磚收集加工

1)、將拆除的含碳殘存鋼包襯磚集中堆放，人工檢選或對含碳殘存鋼包襯磚采用專用設備檢選，然后去除含碳殘存鋼包襯磚工作層上的鋼渣，再進行收集合格的含碳殘存鋼包襯磚堆放在干凈無混雜的干燥場所；

2)、對收集整理合格的含碳殘存鋼包襯磚進行破碎處理，按照規定粒級篩分，按粒級定量包裝或直接進入自動配料系統的配料倉中，待用；

步驟S2、原料配制

1)、按照以下原料的配比進行配制：含碳殘存鋼包襯磚：40份；鎂砂：40份；氧化鋁：10份；碳素：5份；金屬鎂粉：5份；熱塑性酚醛樹脂：3份；

2)、原料粒度組成：8mm-1mm粗顆粒70％、1-0mm中顆粒10％、180目以下細粉20％；

步驟S3、原料預混

將步驟S2中的180目之下細粉先預混好，存放在干燥之處或配料倉內；

步驟S4、混練泥料

1)、根據原料配方向混練機中先加入粗、中顆粒，再加入占總熱塑性酚醛樹脂量的50％的熱塑性酚醛樹脂混練，然后加入預混細粉和剩余熱塑性酚醛樹脂，繼續混練至成型性能良好的泥料，總混練時間為35min，出料；

2)、泥料放入噸裝袋中，存放時間不超過一天；

步驟S5、壓制成型

1)、采用1000噸壓機成型，并根據所成型的磚型安裝好模具，泥料在限定的時間內成型完畢；

2)、將外形合格的半成品磚放置在干燥車上，自然干燥24h；

步驟S6、烘烤

采用干燥窯熱處理，溫度控制在150℃，燒制8h；烘烤制度為：由室溫按照20℃/h升溫至100℃，保溫4h，再按照10℃/h升溫至150℃，保溫8h，再按照15℃/h升溫至200℃，保溫8h；

步驟S7、檢驗包裝入庫

烘烤后的產品檢驗合格后，按品種和磚型包裝入庫，明確標識，待用。

實施例2

在這個實施例中，本發明的一種利用含碳殘存鋼包襯磚制作的新型鎂鋁碳磚，其配方按重量配比具體如下：含碳殘存鋼包襯磚：50份；鎂砂：35份；氧化鋁：10份；碳素：2份；硼砂：3份；熱固性樹脂：4份，其中原料配方中顆粒粒度組成為：8mm-1mm粗顆粒55％、1-0mm中顆粒25％、180目以下細粉20％。

本實施例的一種利用含碳殘存鋼包襯磚制作的新型鎂鋁碳磚的生產方法，其基本步驟與實施例1相同，其不同之處在于：

步驟S2、原料配制

1)、按照以下原料的配比進行配制：含碳殘存鋼包襯磚：50份；鎂砂：35份；氧化鋁：10份；碳素：2份；硼砂：3份；熱固性樹脂：4份；

2)、原料粒度組成：8mm-1mm粗顆粒55％、1-0mm中顆粒25％、180目以下細粉20％；

步驟S6、烘烤

采用干燥窯熱處理，溫度控制在200℃，熱處理8h。

實施例3

在這個實施例中，本發明的一種利用含碳殘存鋼包襯磚制作的新型鎂鋁碳磚，其配方按重量配比具體如下：含碳殘存鋼包襯磚：60份；鎂砂：20份；氧化鋁：6份；碳素：6份；碳化硼粉：8份；硅樹脂：5份，其中原料配方中顆粒粒度組成為：8mm-1mm粗顆粒60％、1-0mm中顆粒15％、180目以下細粉25％。

本實施例的一種利用含碳殘存鋼包襯磚制作的新型鎂鋁碳磚的生產方法，其基本步驟與實施例1相同，其不同之處在于：

步驟S2、原料配制

1)、按照以下原料的配比進行配制：含碳殘存鋼包襯磚：60份；鎂砂：20份；氧化鋁：6份；碳素：6份；碳化硼粉：8份；硅樹脂：5份；

2)、原料粒度組成：8mm-1mm粗顆粒60％、1-0mm中顆粒15％、180目以下細粉25％；

步驟S6、烘烤

采用干燥窯熱處理，溫度控制在180℃，熱處理12h。

實施例4

在這個實施例中，本發明的一種利用含碳殘存鋼包襯磚制作的新型鎂鋁碳磚，其配方按重量配比具體如下：含碳殘存鋼包襯磚：45份；鎂砂：40份；氧化鋁：5份；碳素：3份；鋁硅類：7份；熱塑性酚醛樹脂：3.5份，其中原料配方中顆粒粒度組成為：8mm-1mm粗顆粒50％、1-0mm中顆粒30％、180目以下細粉20％。

本實施例的一種利用含碳殘存鋼包襯磚制作的新型鎂鋁碳磚的生產方法，其基本步驟與實施例6相同，其不同之處在于：

步驟S2、原料配制

1)、按照以下原料的配比進行配制：含碳殘存鋼包襯磚：45份；鎂砂：40份；氧化鋁：份；碳素：份；鋁碳化硅類：7份；熱塑性酚醛樹脂：3.5份；

2)、原料粒度組成：8mm-1mm粗顆粒50％、1-0mm中顆粒30％、180目以下細粉20％；

步驟S6、烘烤

采用干燥窯熱處理，溫度控制在160℃，熱處理18h。

實施例5

在這個實施例中，本發明的一種利用含碳殘存鋼包襯磚制作的新型鎂鋁碳磚，其配方按重量配比具體如下：含碳殘存鋼包襯磚：55份；鎂砂：20份；氧化鋁：15份；碳素：2份；硅類：3份；鎂質類微粉：5份，其中原料配方中顆粒粒度組成為：8mm-1mm粗顆粒45％、1-0mm中顆粒23％、180目以下細粉32％。

本實施例的一種利用含碳殘存鋼包襯磚制作的新型鎂鋁碳磚的生產方法， 其基本步驟與實施例1相同，其不同之處在于：

步驟S2、原料配制

1)、按照以下原料的配比進行配制：含碳殘存鋼包襯磚：55份；鎂砂：20份；氧化鋁：15份；碳素：2份；硅類：3份；鎂質類微粉：5份；

2)、原料粒度組成：8mm-1mm粗顆粒45％、1-0mm中顆粒23％、180目以下細粉32％；

步驟S6、烘烤

采用干燥窯熱處理，溫度控制在170℃，熱處理15h。

實施例6

在這個實施例中，本發明的一種利用含碳殘存鋼包襯磚制作的新型鎂鋁碳磚，其配方按重量配比具體如下：含碳殘存鋼包襯磚：58份；鎂砂：30份；氧化鋁：5份；碳素：2份；碳化物類：5份；熱塑性酚醛樹脂：3.5份，其中原料配方中顆粒粒度組成為：8mm-1mm粗顆粒60％、1-0mm中顆粒20％、180目以下細粉20％。

本實施例的一種利用含碳殘存鋼包襯磚制作的新型鎂鋁碳磚的生產方法，其基本步驟與實施例1相同，其不同之處在于：

步驟S2、原料配制

1)、按照以下原料的配比進行配制：含碳殘存鋼包襯磚：60份；鎂砂：18份；氧化鋁：8份；碳素：4份；鎂質碳化物類：10份；熱塑性酚醛樹脂：3.5份；

2)、原料粒度組成：8mm-1mm粗顆粒60％、1-0mm中顆粒20％、180目以下細粉20％；

步驟S6、烘烤

采用干燥窯熱處理，溫度控制在190℃，熱處理15h。

將本發明上述實施例1至6得到的新型鎂鋁碳磚應用到某特鋼公司鋼包渣線磚之下的熔池部位，原砌筑有六層鋁鎂碳磚，生產出的新型鎂鋁碳磚，在爐外精煉鋼包熔池部位，與生產中的鋁鎂碳磚作兩次對比使用。

第一次，原熔池部位六層鋁鎂碳磚的上兩層，用新型鎂鋁碳磚取代，其中，同一層極少量的調整磚仍用鋁鎂碳磚砌筑，鋼包小修前發現，調整磚鋁鎂碳磚出現明顯的凹陷；熔池上部鎂鋁碳磚與熔池下部的鋁鎂碳磚相比，凸顯約20mm；

第二次，與第一次相反，上兩層用鋁鎂碳磚，下四層用新型鎂鋁碳磚砌筑，最下層混砌有少量鋁鎂碳磚，新型鎂鋁碳磚與鋁鎂碳磚砌筑使用后，小修前對 比結果極為明顯，鋁鎂碳磚出現明顯的凹陷，新型鎂鋁碳磚表現出較好優勢和使用余地。

本發明的鎂鋁碳磚使用性能明顯提高，具有較高的抗浸蝕、抗剝落性能，使用壽命至少增加5次。