廣東鎂碳磚是一種優(yōu)質(zhì)的耐火材料,其主要原料有廣東電熔鎂砂或燒結(jié)鎂砂、有機(jī)結(jié)合劑以及鱗片狀石墨。廣東鎂碳磚具有耐熱震性強(qiáng)、抗渣侵性能好以及耐火度高等優(yōu)點(diǎn),在轉(zhuǎn)爐、精煉爐和電爐上得到廣泛的應(yīng)用,并且使?fàn)t子的使用壽命得到提高。同時(shí)由于其在制作過(guò)程中無(wú)需高溫,可使能源節(jié)省,并且制作工藝簡(jiǎn)單,因而在推廣及應(yīng)用。
1、鎂碳磚在鋼包渣線的應(yīng)用
隨著鎂質(zhì)耐材的逐漸發(fā)展,其早期就已慢慢在鋼包中的應(yīng)用于渣線。在轉(zhuǎn)爐上成功使用鎂碳磚后,精煉鋼包渣線部位也開(kāi)始使用鎂碳磚,并有良好的使用效果。目前,日本和我國(guó)一般使用用樹(shù)脂結(jié)合的鎂碳磚,其含碳量在12%~20%之間;而歐洲則使用瀝青結(jié)合的鎂碳磚較多,其碳含量大概為10%。日本住友金屬集團(tuán)的旗下鋼鐵廠用C含量在15%左右,MgO含量在83%左右的鎂碳磚代替鎂鉻磚在VAD渣線部位使用,其使用壽命提高了一半左右。日本的仙臺(tái)的鋼鐵廠用鎂碳磚代替鎂鉻磚在精煉鋼包中使用,其使用壽命也提高了一半左右。用時(shí),大阪的窯業(yè)耐火材料公司研究了抗氧化劑的種類和碳含量對(duì)鎂碳磚抗渣性、高溫抗折強(qiáng)度和抗氧化性的影響,其研究表明,由燒結(jié)鎂砂、廣東電熔鎂砂、15%的磷片石墨和少量鎂鋁合金制得的鎂碳磚使用性能較好。
從1989年7月開(kāi)始,寶鋼股份總公司在300噸鋼包渣線中使用一個(gè)品種的鎂碳磚,其使用壽命達(dá)到100次以上;公司在150噸電爐鋼包渣線采用低碳鎂碳磚,用于冶煉一個(gè)品種的鋼種,其使用壽命得到大幅度的提高。而上鋼五廠在40噸轉(zhuǎn)爐鋼包渣線部位使用某廠生產(chǎn)的鎂碳磚后,與電熔再結(jié)合鎂鉻磚相比,其局部蝕損不嚴(yán)重且均勻。
2、國(guó)內(nèi)外耐材回收狀況
耐火材料有高抗渣侵蝕性、高溫穩(wěn)定性以及熱震穩(wěn)定性等特點(diǎn)。而鎂質(zhì)耐火材料是由燒結(jié)鎂砂為其主要原料制成的,燒結(jié)鎂砂由于燒結(jié)時(shí)間長(zhǎng)并且燒結(jié)溫度高,使得其內(nèi)部氧化鎂的結(jié)構(gòu)緊密、晶粒較大、活性低并且晶格不完整。如欲回收廢舊廢舊鎂碳磚,則需對(duì)其一些基礎(chǔ)性能有所了解,例如:物相、成分等。
徐慶斌、smith等研究了廢棄耐火材料如何回收利用,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,由于渣中氧化鐵的滲入,使得靠近爐渣部分的石墨與其反應(yīng)并逐漸消耗。而靠近爐壁的部分的鎂碳磚由于耐火材料與爐壁間的空隙有空氣,其內(nèi)部碳被氧化而造成該部分的碳大量損失。而原質(zhì)層部分由于在鎂碳磚的中間部位,不易受渣以及空氣的影響,使得該部分的化學(xué)成分較為接近原磚成分。綜上所述,回收耐材不同層面中碳反應(yīng)程度不同,推測(cè)其易導(dǎo)致三層面的內(nèi)部結(jié)構(gòu)也有所不同,因此對(duì)回收耐材進(jìn)行基礎(chǔ)研究是很有必要的。
圖1試樣在轉(zhuǎn)爐中的位置及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)分
而隨著耐火材料使用量地增加,廠區(qū)堆積的廢舊鎂碳磚也逐漸增多,為了更好的解決廢舊鎂碳磚堆積的問(wèn)題,國(guó)內(nèi)外很多目前很重視對(duì)廢棄耐火材料的回收利用,此方法可以減少耐材原料的使用、降低生產(chǎn)成本、美化環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)。不同的企業(yè)對(duì)耐材的回收步驟不同,如圖2所示為廢棄耐火材料處理的一般流程圖,圖3所示為Valoref公司的廢棄耐火材料回收并且加工處理的流程圖。顯然可以看出圖2是針對(duì)某種特定耐材回收的流程,而圖3步驟則是對(duì)廢棄耐材進(jìn)行大規(guī)模地回收處理。
然而,目前的含碳耐火制品的種類多且使用范圍廣,因此對(duì)目前大多數(shù)廠家的回收流程可借鑒Valoref公司的處理方法,而可采用圖1.2的步驟進(jìn)行實(shí)施,但需根據(jù)具體實(shí)際情況來(lái)采取相應(yīng)的實(shí)施方案。實(shí)際情況中,處理流程需根據(jù)原料條件、成品料粒度以及純度對(duì)不同工序進(jìn)行取舍。如果在處理中遇到廢料中有有害廢料的,則需將其富集在一起,同時(shí)減少進(jìn)行處理材料量,這可以大大降低處理的費(fèi)用。