钢厂用后镁碳耐火材料的再生利用及前景分析

图 3 用后 MgO-C 砖破碎颗粒和提纯原料比较
Fig． 3 Comparison of crushed grains of used MgO-C brick and refined raw material
在提纯原料中，小颗粒（ 粒度 5 ～ 0． 5 mm） 的 的其它成分，但 Fe2 O3 和其它成分的总量都低于 回收率约 30% ，MgO 含量高达 93% （ 质量分数） ， 3% ，杂质较少。
【Abstract 】 The used MgO-C refractories was account near for 60% of the total waste refractories removed by the steel works． If they were recycled，the solid waste discharge would be reduced， the refractory cost decreased and the mineral resources conserved． The recycling technologies for the used MgO-C refractories were introduced such as being reused to make refractory brick，gunning mix and dry vibration material preparation． The key techniques for recycling of the used MgO-C refractories were explained and the prospects were analyzed．
位批量试用，使用寿命达到 82 炉，达到了宝钢炼
钢厂正常使用的镁碳砖水平，超过 了 国 家 行 业
标准。
图 4 现场应用后再生砖和传统砖的切割面
1． 2． 2 济钢用后镁碳耐火材料再生制砖技术
Fig． 4 Cut faces of test and conventional bricks after operation
表 2 用后 MgO-C 砖的化学成分（ 质量分数）
Table 2 Chemical composition of used MgO- C
bricks （ mass fraction）
%
项目 3 ～ 1 mm 1 ～ 0 mm
MgO 79． 75 71． 14
T． C． 11
18． 3
Al2 O3 3． 5 4． 45
第 37 卷 第 3 期
50
2015 年 5 月
上海金属 SHANGHAI METALS
Vol． 37，No． 3 May，2015
钢厂用后镁碳耐火材料的再生利用及前景分析
毛艳丽 景 馨 李 博
（ 鞍钢股份技术中心，辽宁鞍山 114009）
【摘要】 在钢厂拆卸下来的废旧耐火材料中，用后镁碳耐火材料占比近六成左右，若将其 再生利用，既能减少固废排放，又能降低耐火材料成本，节约矿物资源。介绍了用后镁碳耐火材 料的再生利用技术，包括再生制砖、制钢包喷补料和中间包干式振动料技术，并对其再生利用的 关键技术问题和前景进行了分析。
＞1
≤1
≤0． 088
5
12
6
35
5
3
石墨
9 7
抗氧化剂 （ 外加）
3 3
热固性树脂 （ 外加） 3． 2 3． 4
将再生砖与新砖一起用于 160 t 钢包工作衬， LF 精炼比为 73% ，精炼时间平均 42 min，用至 32 炉时小修换 3 层渣线，正常使用 66 炉后下线，发 现再生砖侵蚀最严重部位残砖厚 84 mm，新砖为 87 mm； 其他部位再生镁碳残砖厚 123 mm，新 砖 为 125 mm，说 明 再 生 砖 完 全 能 够 达 到 使 用 要求。 2 用后镁碳耐火材料再生制钢包喷补料技术
的再生砖已在现场长期服役，与新砖比，使用寿命
制再生 MgO-C 砖时，除再生料外，其它原料
没有任何降低，可以稳定应用。
为车间正常生产含碳制品使用的电熔镁砂、石墨
1． 2 国 内 开 发 的 用 后 镁 碳 耐 火 材 料 再 生 制 砖 和热固性树脂，经过试验调整，形成了 2 个比较成
技术
熟的配方，其中再生料的引入 量 分 别 为 68% 和
【关键词】 钢厂 用后镁碳耐火材料 再生利用 制砖 喷补料 干式振动料
RECYCLING OF USED MgO-C REFRACTORIES IN STEEL WORKS AND ITS PROSPECT ANALYSIS
Mao Yanli Jing Xin Li Bo ( Ansteel Technology Center，Anshan Liaoning 114009，China)
MgO 含量 86% ，与小颗粒相比较低，但极大地超 的提纯原料时，再生 MgO-C 砖的密度、抗剥落性、
过了回 收 砖 的 MgO 含 量。固 定 碳 （ F． C． ） 含 量 抗氧化性、耐 蚀 性 等 性 能 等 于 或 优 于 新 MgO-C
8% ，Al2 O3 含量 3% ，高于小颗粒，但都稍低于回 收砖的含量。由此可以看出，通过此提纯工艺可
宝 钢 将 用 后 镁 碳 砖 经 过 去 除 渣 层、拣 选、磁
选、破碎、粉碎、筛分等加工处理后得到再生颗粒 料［2］，采用高温化学反应的方法水化去除再生料
中的 Al4 C3 。用 80% 的再生料和 20% 的新原料制 成的再生镁碳砖性能超过了相应的国家镁碳砖 A
级水平，在宝钢分公司炼钢厂 300 t 钢包的渣线部
通过预处理将原料准备好后，接下来进行提 纯处理。提纯系统示意见图 1，工艺流程见图 2。
图 1 提纯系统示意图 Fig． 1 Schematic figure of refining system
图 2 提纯处理工艺流程 Fig． 2 Refining treatment process 首先用容量 600 kg 左右的专用容器称量预 处理后的原料，然后装入研磨机。在研磨机中由 于颗粒间以及颗粒与研磨机间同时受到压力和摩 擦力作用，物料被分离成 MgO 骨料和细粉。由于 研磨机内部总是真空状态，分离的细粉不断地从 研磨机抽出。此破碎系统自动操作，可通过计算 机处理控制吸力变化，并可自动确定终点。确定 研磨终点后，研磨机内的所有物料都被抽空，粉尘 通过回收旋风收集、除去，其余物料再进入圆筒筛 系统进一步筛分成小颗粒（ 粒度 5 ～ 0． 5 mm） 和 细粉（ 粒度 0． 5 ～ 0 mm） ，然后回收、储存到专用 料斗中。一个料批的处理时间约为 20 min。 1． 1． 3 提纯原料分析 图 3 所示为用后 MgO-C 砖通过传统破碎得 到的颗粒和采用上述提纯处理得到的提纯原料的 形貌比较。可以看出，通过传统破碎得到的颗粒 是粗骨料、石墨和细粉完全不可分状态，而提纯原 料作为 MgO 颗粒回收，相当接近于原始形态。
【Key Words】 Steel Works，Used MgO-C Refractory，Recycling，Brickmaking，Gunning Mix，Dry Vibration Material
镁碳类耐火材料由于抗渣铁侵蚀能力强、耐 热震性和高温抗折强度好等优点，在转炉、电炉、 精炼炉、钢包等处广泛应用。在钢厂使用后拆卸 下来的耐火材料中，镁碳类占近六成左右，若将其 再生利用，既能减少固废排放，又能降低耐火材料 成本，节约镁砂、石墨等矿物资源，具有多重的环 保意义、经济效益和社会意义。本文对国内外开 发的典型镁碳耐火材料再生利用技术进行介绍， 以期为用后耐火材料的高附加值回收利用提供 参考。 1 用后镁碳耐火材料的再生制砖技术
宝钢股份梅钢公司将钢包渣线处拆卸下来的 MgO-C 砖经处理后用于制钢包喷补料，现场应用 证明可以替代现用喷补料。
2． 1 用后镁碳砖再生处理工艺 梅钢采用的用后 MgO-C 砖再生处理工艺为：
用后镁碳砖→去除表面渣铁→破碎→除铁→筛分
→合格原料，用后 MgO-C 砖的化学成分见表 2。
由于生产砖时加入的石墨是细粉，因此破碎加工
从现场应用结果看，与普通破碎的用后镁碳 粒度控制在 0． 1 mm 之内。在得到的再生料中，＞
砖回收料比，提纯原料可在不降低产品等级的条 1 mm 颗粒的质量分数为 40% ～ 45% ，≤1 mm 的为
件下提高引入量。提纯料引入量为 50% ～ 70% 25% ～ 30% ，细粉为 30% ～ 35% 。
SiO2 1． 97 2． 44
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后 1 ～ 0 mm 颗粒中的 C 含量较高［4］。 2． 2 喷补料的实验室评价及现场应用结果
为了测定制备的喷补料性能，首先进行了实 验室测试。再生喷补料的主原料为用后 MgO-C 砖和普通烧 结 镁 砂，加 入 结 合 剂 和 辅 助 结 合 剂。 为了获得良好的附着性，控制骨料的含量，增加 小颗粒的比例，外加剂中配入一定的塑性剂。通 过实验室成型试样性能测定，发现随着再生料引 入量的增 加，需 水 量 增 加，密 度 下 降，烧 后 强 度 下降，气孔率增加。坩埚抗渣试验 （ 坩锅试样装 入匣钵，1 500 ℃ 、5 h 埋碳烧成） 发现不含用后镁 碳砖的喷补料出现明显的渣渗透，而加入用后镁 碳砖的喷补料因为碳与渣的不侵润性，没有出现 渣渗透。实验室评价时对再生喷补料进行了水化 处理，以防再生料中的 Al4 C3 发生水化反应造成 试样膨胀。
作者简介：毛艳丽，副研究员，电话：15842016998，Email：asmyl@ 163． com
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磨与用户合作，安装前就在镁碳砖的侧面或底部 打上标记，回收时以此标记指导分选。分选后除 去表面沾有的渣、铁和外来污染物。在室外存放 几个月后，用颚式破碎机粗破成 100 mm 的颗粒， 然后水浸约 24 h 水化处理，以加速砖中残余的 Al4 C3 发生水化反应，作为水化杂质除去。在约 300 ℃ 下将物料干燥，再用叶轮式破碎机二次破 碎至直径 10 mm 左右的颗粒，然后储存 到 原 料 料斗。 1． 1． 2 用后镁碳耐火材料的提纯处理技术