以剛玉質下水口回收料為骨料的鋼包下水口用澆注料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種以剛玉質下水口回收料為骨料的鋼包下水口用澆注料，其特征在于：該澆注料的原料按重量百分比計包括：60～70%經過酸洗的剛玉質下水口回收料、10～15%的剛玉細粉、10～18%的剛玉微粉、5～8%的結合劑、0.1～1%的分散劑。該方法是從鋼廠回收剛玉質下水口，經揀選、除鐵、破粉碎、酸洗工藝處理后，包裝備用；按上述重量百分比稱取原料；將稱取的物質混合均勻，再加入水混合均勻；混合后可倒入指定的鋼包下水口模具中振動澆注干燥成型。本發(fā)明的剛玉細粉采用的是粒度為20～45μm和0～20μm的板狀燒結剛玉細粉的混合物，其混合比例經過優(yōu)化而得，不僅可以提高澆注料的流動性，而且有效填充澆注體的空隙，增強澆注體的致密性，進而使得強度得以顯著提高。
【專利說明】以剛玉質下水口回收料為骨料的鋼包下水口用澆注料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及廢舊耐火材料再生利用領域，具體地指一種以以剛玉質下水口回收料為骨料的鋼包下水口用澆注料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]鋼鐵行業(yè)每年要產生大量的廢舊耐火材料，在我國目前只有很少一部分廢舊耐火材料被回收二次利用或者降級使用，也主要用于一些低檔次的修補料。
[0003]國內中大型鋼廠的鋼包下水口普遍采用剛玉質澆注料通過振動方式制作成型，這些鋼包下水口使用后，除了其表面鋼殼和粘附的廢鋼被重新回收利用之外，耐火材料基本都被丟棄掩埋或者用于極低檔次的修補料中，這不僅污染環(huán)境，而且造成剛玉資源嚴重浪費。
[0004]目前，收集廢舊的鋼包下水口的部分澆注料，將其經過酸洗工藝處理后，并用于制作鋼包下水口的澆注料報道尚不多見。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術問題就是提供一種以剛玉質下水口回收料為骨料的鋼包下水口用澆注料，該澆注料充分利用廢舊的鋼包下水口，減少污染環(huán)境，降低剛玉資源的浪費。
[0006]本發(fā)明還提供了一種以剛玉質下水口回收料為骨料的鋼包下水口用澆注料的制備方法，利用該方法制備一種成本低廉、常溫強度高、熱震穩(wěn)定性好、耐鋼水沖刷性強、使用壽命長(可連滑3次以上)的鋼包下水口。
[0007]為解決上述技術問題，本發(fā)明提供的一種以剛玉質下水口回收料為骨料的鋼包下水口用澆注料，其特征在于:該澆注料的原料按重量百分比計包括:60~70%經過酸洗的剛玉質下水口回收料、10~15%的剛玉細粉、10~18%的剛玉微粉、5~8%的結合劑、0.1~1%的分散劑。
[0008]進一步地，所述經過酸洗的剛玉質下水口回收料中化學成分按重量百分比計Al2O3 ≥ 98.0%、Fe2O3 ≤ 0.8%、CaO ≤ 0.8%。
[0009]再進一步地,所述經過酸洗的剛玉質下水口回收料的粒度≤ 8mm。
[0010]再進一步地，所述經過酸洗的剛玉質下水口回收料按粒度的大小分為≤ 8mm且>5謹、^ 5謹且> 3謹、^ 3謹且> I謹和< I謹四個級配，其重量百分比分別為8~15%、25 ~35%、20 ~30% 和 25 ~35%。
[0011]再進一步地,所述剛玉細粉的粒度45 u m。
[0012]再進一步地，所述剛玉細粉的粒度的大小分為20~4511111和< 20mm兩個級配，其重量比為1.5~2: 1。
[0013]再進一步地，所述剛玉微粉的粒度≤5 U m。[0014]再進一步地，所述結合劑為純鋁酸鈣水泥、水合氧化鋁和鋁溶膠中的任意一種或幾種；其中，所述鋁酸鈣水泥中，Al2O3含量> 69%、Ca0含量< 30% ;所述水合氧化鋁中，Al2O3含量> 92%。
[0015]本發(fā)明還提供了一種以剛玉質下水口回收料為骨料的鋼包下水口用澆注料的制備方法，包括以下步驟:
[0016]1)從鋼廠回收剛玉質下水口，揀選分類，自然干燥后去除鋼殼并清除表面雜質；
[0017]2)將含有耐火材料的部分進行破粉碎，除去附著的大塊狀的鋼和渣；
[0018]3)按照所需粒度進行篩分，將篩分好的物料清洗干凈；
[0019]4)清洗完畢后，按每克物料用0.02~0.06克的摩爾濃度為18mol/L的濃硫酸酸洗，再用水清洗；
[0020]5)清洗完畢后，加入堿，調節(jié)pH值為6~7，烘烤干燥，冷卻至常溫，得到經過酸洗的剛玉質下水口回收料，然后包裝備用；
[0021]6)按上述重量百分比稱取經過酸洗的剛玉質下水口回收料、剛玉細粉、剛玉微粉、結合劑和分散劑，備用；
[0022]7 )將稱取的物質混合均勻，再加入水混合均勻；
[0023]8)混合后倒入指定的鋼包下水口模具中振動澆注干燥成型。
[0024]本發(fā)明的有益效果在于:
[0025]1、有效地減少資源浪費:
[0026]由于采用上述技術方案，其骨料全部采用酸洗用后剛玉質下水口料，屬于用后鋼包下水口經過去除鋼殼和粘附的廢鋼之后的耐火材料的重復利用，本發(fā)明顯著提高再生資源的利用，充分實現資源的二次利用及減少鋁質資源的浪費，同時大幅減少燒成剛玉時的能源消耗。
[0027]2、成本低廉:
[0028]本發(fā)明采用的酸洗用后剛玉質下水口料屬于煉鋼的廢棄物，只需進行揀選、除鐵、破粉碎、酸洗工藝處理，本發(fā)明的酸洗工藝有兩個顯著的優(yōu)點:
[0029]I)除去顆粒表面的粉體，還原真顆粒；
[0030]2 )除去顆粒表面的CaO和Fe2O3
[0031]整個工藝處理后得到剛玉質下水口料的成本只有板狀燒結剛玉價格的五分之一，故本發(fā)明可顯著降低企業(yè)的生產成本，有效提高產品性價比和市場競爭力。
[0032]3、性能優(yōu)異:
[0033]本發(fā)明采用的酸洗用后剛玉質下水口料是經過揀選、除鐵、破粉碎、酸洗工藝處理而得，其Fe2O3和CaO含量均低于0.8%，與普通燒結剛玉基本一樣，因此，所制備的鋼包下水口澆注料流動性能、強度、耐沖刷性均不會降低。但是，因酸洗用后剛玉質下水口料中微氣孔較多，可顯著提高所制備的鋼包下水口的熱震穩(wěn)定性。
[0034]另外，本發(fā)明的剛玉細粉采用的是粒度為20~45 iim和< 20mm的板狀燒結剛玉細粉的混合物，其混合比例經過優(yōu)化而得，不僅可以提高澆注料的流動性，而且有效填充澆注體的空隙，增強澆注體的致密性，進而使得強度得以顯著提高。
[0035]4、使用壽命高:
[0036]從鋼廠實際使用效果可知，本發(fā)明的鋼包下水口可連滑3次以上?！揪唧w實施方式】
[0037]為了更好地解釋本發(fā)明，以下結合具體實施例進一步闡明本發(fā)明的主要內容，但本發(fā)明的內容不僅僅局限于以下實施例。
[0038]以剛玉質下水口回收料為骨料的鋼包下水口用澆注料的制備方法，包括以下步驟:
[0039]I)從鋼廠回收剛玉質下水口，揀選分類，自然干燥后去除鋼殼并清除表面雜質；
[0040]2)將含有耐火材料的部分進行破粉碎，并帶有輥式磁場除鐵裝置，以達到除去下水口上附著的大塊狀的鋼和渣的目的；
[0041]3)按照所需粒度進行篩分，將篩分好的物料清洗60分鐘；
[0042]4)清洗完畢后，將篩分好的料裝入防酸腐蝕罐中(每罐上料不大于600kg)。上料后，用自來水清洗60分鐘；水洗后，在罐中加摩爾濃度為18mol/L的濃硫酸30kg，中途不換酸；酸洗2小時后，將濃硫酸倒出，再用自來水清洗2小時；
[0043]5)清洗完畢后,加入堿,調節(jié)pH值為6~7,烘烤干燥,在110°C干燥窯中烘烤8小時后冷卻至常溫，得到經過酸洗的剛玉質下水口回收料，然后包裝備用
[0044]實施例1
[0045]以剛玉質下水口回收料為骨料的鋼包下水口用澆注料的制備方法，包括以下步驟:
[0046]將稱取70%的經過酸洗的剛玉質下水口回收料、14%的剛玉細粉、10%的剛玉微粉、5%的結合劑和1%的分散劑，在強制攪拌機中混合4~6min后,再加水混合2~3min,混合均勻后即可倒入指定的鋼包下水口模具中振動澆注干燥成型。
[0047]本實施例中所述的酸洗用后剛玉質下水口料按粒度大小分為< 8mm且> 5mm、^ 5臟且> 3臟、< 3臟且> I臟和< I臟四個級配，其重量百分比分別為8~15%、25~35%、20 ~30% 和 25 ~35%。
[0048]剛玉細粉為粒度為20~45 ii m和< 20mm的板狀燒結剛玉細粉的混合物，其混合比例為2:1;
[0049]剛玉微粉為板狀燒結剛玉微粉CL370與CT800的混合物；
[0050]結合劑為純鋁酸鈣水泥；分散劑為ADS1/ADW1 (青島安邁鋁業(yè)公司產品)。
[0051]實施例2
[0052]以剛玉質下水口回收料為骨料的鋼包下水口用澆注料的制備方法，包括以下步驟:
[0053]將稱取60%的經過酸洗的剛玉質下水口回收料、15%的剛玉細粉、16.9%的剛玉微粉、8%的結合劑和0.1%的分散劑,在強制攪拌機中混合4~6min后,再加水混合2~3min,混合均勻后即可倒入指定的鋼包下水口模具中振動澆注干燥成型。
[0054]本實施例中所述的經過酸洗的剛玉質下水口回收料按粒度大小分為≤8mm且>5謹、^ 5謹且> 3謹、^ 3謹且> I謹和< I謹四個級配，其重量百分比分別為8~15%、25 ~35%、20 ~30% 和 25 ~35%。
[0055]剛玉細粉為粒度為20~45 ii m和< 20mm的板狀燒結剛玉細粉的混合物，其混合比例為1.5: I ；[0056]剛玉微粉為板狀燒結剛玉微粉CL370與CTC50的混合物；結合劑為純鋁酸鈣水泥與水合氧化鋁的混合物；分散劑為FS60 (德國BASF公司產品)。
[0057]實施例3
[0058]以剛玉質下水口回收料為骨料的鋼包下水口用澆注料的制備方法，包括以下步驟:
[0059]將稱取65%的經過酸洗的剛玉質下水口回收料、15%的剛玉細粉、14%的剛玉微粉、
5.9%的結合劑和0.1%的分散劑,在強制攪拌機中混合4~6min后,再加水混合2~3min,混合均勻后即可倒入指定的鋼包下水口模具中振動澆注干燥成型。
[0060]本實施例中所述的經過酸洗的剛玉質下水口回收料按粒度大小分為≤8mm且>5謹、^ 5謹且> 3謹、^ 3謹且> I謹和< I謹四個級配，其重量百分比分別為8~15%、25 ~35%、20 ~30% 和 25 ~35%。
[0061]剛玉細粉為粒度為20~45 ii m和< 20mm的板狀燒結剛玉細粉的混合物，其混合比例為1.8: I ；
[0062]剛玉微粉為板狀燒結剛玉微粉CTC50與CT800的混合物；結合劑為鋁溶膠；分散劑為FS65 (德國BASF公司產品)。
[0063]實施例4
[0064]以剛玉質下水口回收料為骨料的鋼包下水口用澆注料的制備方法，包括以下步驟:
[0065]將稱取67.5%的 經 過酸洗的剛玉質下水口回收料、10%的剛玉細粉、14%的剛玉微粉、8%的結合劑和0.5%的分散劑,在強制攪拌機中混合4~6min后,再加水混合2~3min,混合均勻后即可倒入指定的鋼包下水口模具中振動澆注干燥成型。
[0066]本實施例4中所述的經過酸洗的剛玉質下水口回收料按粒度大小分為< 8mm且>5謹、^ 5謹且> 3謹、^ 3謹且> I謹和< I謹四個級配，其重量百分比分別為8~15%、25 ~35%、20 ~30% 和 25 ~35%。
[0067]剛玉細粉為粒度為20~45 ii m和< 20mm的板狀燒結剛玉細粉的混合物，其混合比例為1.6: I ；
[0068]剛玉微粉為板狀燒結剛玉微粉CL370 ;結合劑為純鋁酸鈣水泥；分散劑為FS65(德國BASF公司產品)。
[0069]實施例5
[0070]以剛玉質下水口回收料為骨料的鋼包下水口用澆注料的制備方法，包括以下步驟:
[0071]將稱取66%的經過酸洗的剛玉質下水口回收料、14%的剛玉細粉、14%的剛玉微粉、
5.2%的結合劑和0.8%的分散劑,在強制攪拌機中混合4~6min后,再加水混合2~3min,混合均勻后即可倒入指定的鋼包下水口模具中振動澆注干燥成型。
[0072]本實施例中所述的經過酸洗的剛玉質下水口回收料按粒度大小分為≤8mm且>5謹、^ 5謹且> 3謹、^ 3謹且> I謹和< I謹四個級配，其重量百分比分別為8~15%、25 ~35%、20 ~30% 和 25 ~35%。
[0073]剛玉細粉為粒度為20~45 ii m和< 20mm的板狀燒結剛玉細粉的混合物，其混合比例為2: I ;剛玉微粉為板狀燒結剛玉微粉CL370與CTC50的混合物；結合劑為純鋁酸鈣水泥；分散劑為ADS1/ADW1 (青島安邁鋁業(yè)公司產品)。
[0074]實施例6
[0075]以剛玉質下水口回收料為骨料的鋼包下水口用澆注料的制備方法，包括以下步驟:
[0076]將稱取63%的經過酸洗的剛玉質下水口回收料、15%的剛玉細粉、14.8%的剛玉微粉、7%的結合劑和0.2%的分散劑，在強制攪拌機中混合4~6min后，再加水混合2~3min，混合均勻后即可倒入指定的鋼包下水口模具中振動澆注干燥成型。
[0077]本實施例6中所述的經過酸洗的剛玉質下水口回收料按粒度大小分為< 8mm且>5謹、^ 5謹且> 3謹、^ 3謹且> I謹和< I謹四個級配，其重量百分比分別為8~15%、25 ~35%、20 ~30% 和 25 ~35%。
[0078]剛玉細粉為粒度為20~45 ii m和< 20mm的板狀燒結剛玉細粉的混合物，其混合比例為1.6: 1 ；
[0079]剛玉微粉為板狀燒結剛玉微粉CL370 ;結合劑為鋁溶膠；分散劑為FS60(德國BASF公司產品)。
[0080]上述CT800、CL370和CTC50購于青島安邁鋁業(yè)公司產品，三者的粒度分別為
3.4 u m>2.6 u m、和 1.7 u m。
[0081]以上實施例中所制備的鋼包下水口用澆注料的性能檢測結果如下表1:
[0082]表1
[0083]
【權利要求】
1.一種以剛玉質下水口回收料為骨料的鋼包下水口用澆注料，其特征在于:該澆注料的原料按重量百分比計包括:60~70%經過酸洗的剛玉質下水口回收料、10~15%的剛玉細粉、10~18%的剛玉微粉、5~8%的結合劑、0.1~1%的分散劑。
2.根據權利要求1所述以剛玉質下水口回收料為骨料的鋼包下水口用澆注料，其特征在于:所述經過酸洗的剛玉質下水口回收料中化學成分按重量百分比計Al2O3≥98.0%、Fe2O3 ( 0.8%、CaO ( 0.8%。
3.根據權利要求1或2所述以剛玉質下水口回收料為骨料的鋼包下水口用澆注料，其特征在于:所述經過酸洗的剛玉質下水口回收料的粒度< 8_。
4.根據權利要求3所述以剛玉質下水口回收料為骨料的鋼包下水口用澆注料，其特征在于:所述經過酸洗的剛玉質下水口回收料按粒度的大小分為< 8mm且> 5mm、< 5mm且>3謹、≤3謹且> I謹和≤I謹四個級配，其重量百分比分別為8~15%、25~35%、20~30%和25~35%。
5.根據權利要求1或2所述以剛玉質下水口回收料為骨料的鋼包下水口用澆注料，其特征在于:所述剛玉細粉的粒度< 45 u m。
6.根據權利要求5所述以剛玉質下水口回收料為骨料的鋼包下水口用澆注料，其特征在于:所述剛玉細粉的粒度的大小分為20~45 ii 111和< 20mm兩個級配，其重量比為1.5~2: 10
7.根據權利要求1或2所述以剛玉質下水口回收料為骨料的鋼包下水口用澆注料，其特征在于:所述剛玉微粉的粒度< 5 Pm。
8.根據權利要求1或2所述以剛玉質下水口回收料為骨料的鋼包下水口用澆注料，其特征在于:所述結合劑為純鋁酸鈣水泥、水合氧化鋁和鋁溶膠中的任意一種或幾種；其中，所述鋁酸鈣水泥中，Al2O3含量> 69%、Ca0含量< 30% ;所述水合氧化鋁中，Al2O3含量> 92%。
9.一種權利要求1所述以剛玉質下水口回收料為骨料的鋼包下水口用澆注料的制備方法，其特征在于:包括以下步驟: 1)從鋼廠回收剛玉質下水口，揀選分類，自然干燥后去除鋼殼并清除表面雜質； 2)將含有耐火材料的部分進行破粉碎，除去附著的大塊狀的鋼和渣； 3)按照所需粒度進行篩分，將篩分好的物料清洗干凈； 4)清洗完畢后，按每克物料用0.02~0.06克的摩爾濃度為18mol/L的濃硫酸酸洗，再用水清洗； 5)清洗完畢后，加入堿，調節(jié)pH值為6~7，烘烤干燥，冷卻至常溫，得到經過酸洗的剛玉質下水口回收料，然后包裝備用； 6)按上述重量百分比稱取經過酸洗的剛玉質下水口回收料、剛玉細粉、剛玉微粉、結合劑和分散劑，備用； 7)將稱取的物質混合均勻，再加入水混合均勻； 8)混合后倒入指定的鋼包下水口模具中振動澆注干燥成型。
【文檔編號】C04B35/66GK103613398SQ201310665091
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年12月10日 優(yōu)先權日:2013年12月10日
【發(fā)明者】王志強, 雷中興, 易碧輝, 田先明, 鄭吉紅, 姚亞雙, 曹一, 盧杰, 李家虎 申請人:武漢鋼鐵(集團)公司