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用后耐 火材料的再生利用

时间:2017-06-28  来源:本网  浏览次数:1793

  情况及其发展趋势。同时介 绍了宝钢的有关情况,特别是 报导了对用后耐火材料的再利用研究成果。

  再生产 品的性能可以接近或达到新产品的水平,有些甚 至能达到优质耐火材料的水平。

  目前,我国每 年消耗耐火材料约800万t,用后废 弃的耐火材料在300万t以上。这些用 后耐火材料若经过拣选、分类和 特殊的工艺处理,能够获 得价值很高的耐火原料。用这些 加工处理后的再生料,不但可 以生产优质的不定形耐火材料,而且还 能再生出优质的定形产品,有些可 以作为冶金辅料,如溅渣护炉料、造渣剂等,同时也可以在建筑、水泥和 农业方面得到应用。这不仅 节约了国家的矿物资源和能源,而且也 减少了环境污染,大大降 低耐火材料的成本。因此,对用后 耐火材料进行再利用研究是非常有意义的。

  1国外回 收利用状况和发展趋势国外的许多国家,尤其是发达国家,对废弃 耐火材料的再利用非常重视,并且发展也很快,因此耐 火材料的再利用率一般都比较高,如有的钢厂已达到了80%以上。有的公 司与大学以及研究机构合作对废弃耐火材料的再利用进行了深入研究。

  有的地 方建立了专门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的方向发展,有的企 业也在向耐火材料零排放的方向发展。

  在日本 钢铁工业用后的耐火材料主要用作造渣剂或渣调节剂,也可作 为型砂的替代物;出铁沟AI2O3―Si2―C(ASC)浇注料已有50%得到再利用,主要用 作出铁沟不定形耐火材料的骨料;用后镁 铬砖料做偏心底出钢口的填料,其开浇率大于□田守信 宝山钢铁股份公司技术中心上海201900 98%;A―MA浇注料 回收后用作修补料和喷补料,也可以 再加工制成耐火砖。新日铁 还开发出用废料生产连铸用长水口的生产方法;鹿岛钢 铁厂成功地研究出滑板的再利用工艺,他们使 用浇注料浇注复原的方法和圆环镶嵌法,使修复 后滑板的使用寿命与新滑板一样。

  日本知 多钢厂以废砖为主原料,开发出 钢包底周边捣打料、钢包浇 注料以及定形产品。如用85%再生料和15%的新料 生产出的电炉熔池部位用不烧镁砖,以90%的再生料和10%新料生 产出的电炉渣线用镁碳砖,以及全 部用再生料生产出的RH底烧成镁铬砖等。再生砖的性能见表1,其使用效果与原始砖(新砖)基本相同。日本知 多钢厂用后耐火材料的再利用率达到了表1日本知 多钢厂新砖和再生砖性能项目显气孔率/%体积密度耐压强度/MPa侵蚀速度U/(次)再生砖原始砖1)使用于 电炉渣线部位时。

  球废弃耐火材料生意,发明了 许多回收利用来自玻璃、钢铁、化工、垃圾焚 烧等工业的大多数废弃耐火材料的技术也开发了一种最佳回收利用拆炉法。法国玻 璃窑用耐火材料的回收利用率,1993年为公 司开发出一种回收利用钢铁工业各种炉子、中间包、铸锭模 和钢包内衬用耐火材料的方法,是将所 回收的耐火材料直接喷吹入炉以保护炉壁。

  美国的钢厂每年产生100万t废弃耐火材料,以前几乎全被掩埋,仅有少量被回收。1998年美田守信:男,1956年生,硕士,教授级高级工程师。

  国能源部、工业技 术部和钢铁生产者联合制定了3年计划,来延长 耐火材料的使用寿命和回收利用废弃耐火材料。政府的支持,生产企业、用户和 研究机构之间的合作,加强了 对用后耐火材料再利用的研究。回收耐 火材料的应用范围是脱硫剂、炉渣改质剂(造渣剂)、溅渣护炉添加剂、铝酸钙水泥的原料、耐火混凝土骨料、铺路料、陶瓷原料、玻璃工业用原料、屋顶建筑用粒状材料、磨料和土壤改质剂,或制造 成原材质耐火产品。美国对 用后白云石砖作为土壤调节剂和造渣剂进行了研究,取得了良好的结果。如今,美国的 废弃耐火材料量已经减少了很多。

  2国内耐 火材料的再利用状况和发展趋势近几年,随着环 保政策的贯彻实施,耐火材 料市场竞争的加剧,用后耐 火材料的再利用逐步受到重视。有些企 业已在不同程度上利用用后耐火材料。据了肖 解有的钢厂把用后镁碳砖再贴补到转炉和电炉衬上,以降低 耐火材料的消耗;有的用 用后镁碳砖加工成颗粒作为电炉填充料;特别是 有的耐火厂生产镁碳砖和铝碳砖时,加少量 用后的镁碳砖和连铸铝碳材料以降低成本。这种粗糙的利用,不但降 低了产品的性能和使用效果,没有发 挥那部分用后耐火材料应有的作用,并且仍 有更大部分的用后耐火材料被废弃。但是,玻璃窑用AZS砖多数被耐火厂回收,有的做 成各种散装耐火材料,有的作为滑板的原料,经济效 益和社会效益都比较显著。总之,国内对 用后耐火材料的再利用率是很低的,即使利用的部分,也是以 降低产品质量为代价的。因此,社会效益是很低的。

  3宝钢耐 火材料的再利用情况3.1现状宝 钢股份公司每年产生约6万t用后耐火材料,这些废 旧耐火材料的走向有3个方面:废弃。有些粘土砖、高铝砖 和铝镁碳砖等被作为垃圾废弃。

  由开发 总公司废品回收站和耐火材料生产厂回收。它们回 收后经手工从废料堆中挑出可以利用的废耐火材料,敲除表面粘附的残钢、残铁、残渣和渗透变质层,按照材质分类堆放。然后,将它们 加工成一定粒度的颗粒料或粉料,有的以 很低的价格卖出,有的以 很小的比例掺入耐火产品里。因为没有精加工,而是以原始态加入,因此造 成产品的性能下降。如有的 镁碳砖生产厂在生产镁碳砖时,加入5%~20%的废旧镁碳砖料,即使这样,也会显 著降低镁碳砖的性能。

  钢厂自 己直接回收再利用。如用后 滑板作为中间包冲击板使用,有些炉衬砖在拆除后,用作新 炉子的永久衬砖使用。但是,宝钢的 用后耐火材料再利用率是很低的。

  3.2科研情 况宝钢的科研人员对用后镁碳砖进行了初步试验研究。结果显示出,利用80%以上的 用后镁碳砖料生产出的再生镁碳砖,其性能 接近于镁碳砖黑色冶金行业标准的A级水平(结果见表2),显著优 于日本再生镁碳砖的水平。

  表2再生镁 碳砖的性能项目w(废砖)耐压强度/显气孔率/体积密 度高温抗折强度/MIPa注:1和2=为宝钢研制砖3为日本研制砖。

  以用后 镁碳砖为原料研制出的电炉出钢口填料,自开率达95%以上,与镁橄 榄石质填料相当;以用后 含碳耐火材料为原料,对精炼炉用引流砂、转炉大 面热修补料以及溅渣料进行过研究,也都取 得了良好的使用效果;以用后 含碳耐火材料为原料研制的镁碳质浇注料,结果见表3.由表3可知,宝钢研 制的浇注料的加水量较低,性能达 到或优于奥地利Veitsch―Radex和日本 的镁碳质浇注料。因为日 本的镁碳质浇注料应用于LF渣线的 寿命是优质刚玉一MA(M)浇注料的2倍,所以对 用后含碳耐火材料的利用,预计在 含碳浇注料方面表3研制的 镁碳质浇注料的性能项目加水量/%体积密度八邑。

  24h显气孔率/%耐压强度/MPa体积密度八邑。

  3h显气孔率/耐压强度/MPa注:4=为宝钢研制,5=为奥地利Veitsch―Radex研制,6 =为日本研制。

  具有很好的发展前景。

  宝钢早 就对用后镁铬砖进行过研究,它被以 一定的比例加入到RH炉用喷补料里,显示出 了良好的使用效果。最近对 再生镁铬砖进行了前期研究,用超过70%的废砖量研制出了w(MgO)=60%,沙(23)=18%的再生镁铬砖,其180°24匕处理后的体积密度、显气孔率、耐压强度分别为3.12g-cm―3、13%、64MPa;1750埋炭处 理后的体积密度、显气孔率、耐压强度分别为3. 14g°cm―3、17.7%、48MPa由此可见,再生镁 铬砖具有较好的性能,估计在水泥窑和RH炉的非 关键部位有应用前景。

  对铝镁 碳钢包砖和铁沟料等用后耐火材料进行了再生的前期研究。用超过90%的废砖 量研制出再生铝镁碳砖的性能为:w(Al23)=69%,w(MgO)=14%,w(C)=8.5%,体积密度为3.01g°cm3,显气孔率为8.7%,耐压强度44MPa.利用废 弃的铁沟料再生的ASC质耐火 材料的性能见表4其性能 已接近或达到新产品的水平,特别是再生ASC砖的性 能优于目前宝钢鱼雷车使用的ASC砖,但有待 于进行应用方面的研究。以表4利用废弃铁沟料再生ASC质耐火 材料的性能项目浇注料捣打料体积密度/(Dtm3)低温热显气孔率/%处理后耐压强度/MPa抗折强度/MPa 3h体积密度/(。3)埋炭处理显气孔率z %埋炭处理耐压强度/MPa用途出铁沟沟盖,鱼雷车出铁沟,铁水包鱼雷车,混铁炉,高炉用 后铁沟料做成的捣打料和浇注料,用到出 铁场的修补和小高炉上,预计会 产生良好的效果,值得进 行应用研究和推广。

  笔者曾 对以废硅砖为原料生产窑炉用架子硅砖进行过研究,废硅砖的使用90%,再生硅砖的性能如下:耐压强度62MPa,显气孔率16%,真比重2.30g-cm―3,荷重软化温度T.6=1620T4=1670°C.可见,该砖使用性能良好,用后架 子砖也取得了良好的使用效果。废硅砖 还可作为硅质绝热板、火泥和 轻质硅砖的原料。由于这 些原料已经完成了晶型转化,可以做 成不烧制品或低温烧成的产品。

  4结语目前,我国耐 火材料的再生利用率还不高,即使再利用,也基本 上是简单的掺入,没有与 先进的再生技术结合起来,因此没 有产生明显的经济效益和社会效益。

  试验研究结果表明:以高比 例的用后耐火材料可以制成优质的耐火砖、浇注料、捣打料、修补料、溅渣护炉料、出钢口填料、引流砂 和造渣剂等非常有价值的产品,并且,这些产 品的性能能够接近或达到原产品的水平,有些还 可以超过原产品的水平。

  世界各 国充分认识到了用后耐火材料是廉价的再生资源,能显著 提高企业的经济效益和社会效益,而且用后耐 火材料的再生利用也是对环保的贡献。因此,在不久的将来,以用后 耐火材料为原料生产的高附加值的优质再生产品会迅速发展,用后耐 火材料的再利用率会迅速提高,并有向 零排放发展的趋势。

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