2018年06月29日 10:06耐火材料网zr
表2为再生镁碳砖与新镁碳砖性能对比。可以看出,加入80%(w)再生料的再生镁碳砖与原镁碳砖相比,碳含量一致,体积密度、耐压强度大,显气孔率小,高温抗折强度相差不大甚至要更高一些。采用合理的生产工艺,再生砖的性能与原镁碳砖性能一致甚至要更好一些。
表2再生镁碳砖与新镁碳砖的性能比较[5,21]
序号 |
对比项 |
w(再生料)/% |
w(C)/% |
体积密度(g·cm-3) |
显气孔率/% |
耐压强度/MPa |
高温抗折强度/MPa |
1 |
原镁碳砖 |
0 |
14 |
3.00 |
2.4 |
46 |
11.8 |
再生镁碳砖 |
80 |
14 |
3.02 |
2.1 |
50 |
12.8 |
|
2 |
原镁碳砖 |
0 |
13.5~15 |
2.95~3.02 |
<4 |
35~48 |
12 |
再生镁碳砖 |
80 |
14 |
3.04 |
3 |
45.6 |
8~15 |
要生产镁碳砖再生料颗粒加入量高的优质再生砖,需要对砖的拣选、破碎料的碾压、成型等工艺进行严格把关。在生产之前应进行相关试验,探索与自己机器相匹配的合适的生产工艺。
从文献来看,现阶段研究较多的是废镁碳砖水化、破碎后直接利用;结合实际镁碳再生砖利用情况看,再生砖加大废砖再生料加入量可能需要更进一步的基础研究。再生镁砂方案报道较少,这可能是受以前再生镁砂价格与镁砂原料价格的影响,相关研究没有价值导致的。企业注重效益,需将几种原料价格波动情况、原料利用率、使用效果综合考虑进去,使钢包再生砖的性价比最优化。
3 镁碳砖再生料的其它应用
废镁碳砖的再生利用因为没有非常实用的工艺而无法全量处理[22],很多学者研究了再生镁碳颗粒在不定型材料方面的利用。镁碳砖再生料可以应用于中间包、钢包等不定型耐火制品的生产。不定型产品气孔率较镁碳砖要高的多,一定量假颗粒的存在对再生产品的理化性能影响不大。现阶段镁砂价格普遍偏高,越高档的镁砂价格越贵,短时间内镁砂价格很难降下来。用于其它用途产品的生产降低了镁碳再生料利用价值。
有学者将镁碳砖再生料颗粒应用于生产钢包渣线用镁碳浇注料[23],将镁碳砖再生料颗粒添加到镁碳浇注料中可以解决镁碳浇注料加水过多、石墨造粒环节,此种方法实现了废镁碳砖的再生利用,但浇注料的使用效果肯定比砖的使用效果差,且目前使用的比较少,该利用方式不能实现废镁碳砖再生料的大规模、大批量的高效利用。
姚金甫等[18]加入20%(w)镁碳再生料制备钢包喷补料,结果表明再生喷补料喷补附着率好,耐用性好于常规喷补料。再生喷补料存在需水量增加、密度下降、显气孔率上升,抗渣性能较常用喷补料好,但石墨与其它组分的不润湿限制了再生料的加入量。这种方式没有降低废镁碳砖的利用价值,但是技术还不太成熟,用量也不是很大,废镁碳砖的加入比例不是很大。
巩秀民加入15%(w)的镁碳砖再生料制备了钢包包沿浇注料[24],该包沿料具有包沿料有很好的强度和防粘渣效果及优良的抗热震性能,但其附加值比较低,废料加入量比较少,用量也不是特别大,不是废镁碳砖高效利用的最佳选择。
3.2镁碳砖再生料在中间包用料中的应用
中间包用耐火材料以镁质耐火材料为主,包含有干式料、涂抹料、挡渣墙、水口座砖等,大部分材料对强度要求不是特别高。对于碳含量要求不太严格的钢厂中间包用耐火材料,镁碳砖再生料可以少量加入到部分产品中来降低生产成本。如今镁砂价格一路走高,若是制品有MgO含量限制时加入镁碳再生料就有些得不偿失。
袁添翼等[25]研究了用整形和镁碳砖再生料颗粒部分替代95中档镁砂制备中间包干式料,研究结果表明整形的再生料使用效果比未整形的好,加入量最多不能超过30%,可以满足使用要求。郑凯等[26]申请了一项中间包镁碳干式料的专利,3~1、1~0.3mm粒度镁碳砖再生料加入量(w)在65%~82%之间,制作的中间包工作层内衬抗冲刷性和抗侵蚀性优异。江群英[27]申请了一项涂抹料的专利,镁碳砖再生料加入量在80%左右,可替代传统的涂抹料,质量稳定,不受再生料假颗粒的影响。
中间包用镁质原料档次比镁碳砖用镁质原料档次低,替代使用虽然较引入其它不定型产品中增加了其附加值,但还没有充分体现高档镁砂的价值,再生料加入量比较少,且需要进行整形处理,使用还受到氧化镁、碳含量要求等限制,不适合大规模、高效利用镁碳砖再生资源。
3.3镁碳砖再生料在转炉上的应用
郑万等[28]研究了以60.2%(w)镁碳砖再生料制备转炉终渣改质剂。该方式充分利用了再生料中的主要组分而无须担心再生料理化指标对制品性能产生影响。镁碳砖再生料这种利用方式可以消耗掉部分石墨含量偏高的小粒度再生料,若是能与再生镁碳砖配合起来,能提高废镁碳砖的利用率。
吴汉元研究了以镁碳砖再生料来生产造渣辅料[29],用镁碳砖再生料替代白云石,极大的降低了废镁碳砖的回收利用价值,可以用档次低一点的镁砖废料来生产造渣辅料。
以上是废镁碳砖水化、干燥、破碎后直接利用,成本较低,受镁砂原材料价格的影响较小。这些利用方式均未充分利用高档镁砂的价值,且会对钢水增碳,适用场合及用量受到限制,产品中优质石墨会影响产品性能。可以在部分上述产品中加入少量小粒度再生料,与再生镁碳砖配合,提高废镁碳砖的利用率。
4 前景及展望
在当前镁砂价格居高不下的状态下,废镁碳砖回收利用可以大幅降低成本,无论是出于成本考虑还是环保考虑,废镁碳砖回收利用无疑都会大受欢迎,废镁碳回收利用也必将朝着生产再生砖方向倾倒。废镁碳砖的回收利用方式多种多样,回收时需要考虑制造附加成本、使用效果等因素的影响,想要充分、高效的利用废镁碳砖还有一段路要走。
目前最高效的废镁碳砖利用方式是将其水化、二次破碎、碾压后生产再生镁碳砖,这一利用方式也最节省成本,但是需要解决好假颗粒的问题。关于如何更好的去除假颗粒,这需要更多的学者去探索相关工艺流程,设计更好的机器来解决这一问题。现阶段应该继续进行一些基础研究,例如如何能更好的对废镁碳砖进行分类,厘清假颗粒对再生砖性能影响的机制。
废镁碳砖的回收利用将朝着以再生镁碳砖为主,其它利用方式辅助,朝着全面利用的方向发展。根据不同部位所用耐材的材质、档次、对耐材的要求来决定是否可以实现废镁碳砖的回收再利用,尽量将废镁碳砖应用于与其所用原料档次相匹配或者相差不大的部位,根据一些影响因素慢慢优化废镁碳砖的回收利用,优化利用效率。(摘编自《第十六届全国青年学术报告会论文集》)