一种以废镁碳砖为主要原料的涂抹料及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种以废镁碳砖为主要原料的涂抹料及其制备方法，包括以下组分且各组分质量百分比为：废镁碳砖：78～82wt％；镁砂微粉：13.7～16.7wt％；硅微粉：2.3～2.7wt％；三聚磷酸钠：0.1～0.2wt％；木质素磺酸钙：0.5～0.7wt％；报纸纤维：0.7～1wt％；a-Al2O3：0.6～0.8wt％。本发明采用废镁碳砖为主要原料来生产涂抹料，其性能可替代传统的涂抹料，产品原料成本大大降低，且具有良好的耐侵蚀性、抗冲刷性和抗氧化性，节约了能源消耗、降低了烘烤成本。本发明产品质量稳定、不裂纹、不剥落、耐侵蚀、耐冲刷、易翻包。
【专利说明】一种以废镁碳砖为主要原料的涂抹料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及冶金领域，尤其是一种涂抹料的组分及其制备方法的改进。
【背景技术】
[0002]涂抹料种类很多，性能差别很大，一般采用高铝矾土熟料、镁砂、橄榄石砂、合成镁钙砂、钝化白云石砂、钝化石灰石砂、煅烧橄榄石砂等为主要原料。目前市面上的涂抹料存在以下缺点:产品往往不关注性能与具体使用条件之间的匹配是否经济合理，存在“大材小用”式的“能力”浪费，在材料配置选材上留有过大的保险系数，造成一定的功能富余和材料浪费，而这类产品的原材料成本很高，常用的镁砂、矾土熟料价格均在1500~1700元/吨以上。并且，镁砂或镁橄榄石等需要经过3小时以上的高温烘烤处理，要消耗大量能源，不利于节能环保，且影响了生产效率。
【发明内容】
[0003]本发明的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种以废镁碳砖为主要原料的涂抹料及其制备方法，能够节省资源及能源，降低成本。
[0004]为实现上述目的，本发明提出了一种以废镁碳砖为主要原料的涂抹料，各组分质量百分比为:废镁碳砖:78~82?丨％;镁砂微粉:13.7~16.7wt%;硅微粉:2.3~2.7wt%;三聚磷酸钠:0.1~0.2wt % ;木质素磺酸钙:0.5~0.7wt % ;报纸纤维:0.7~Iwt % ；a_Al203:0.6 ~0.8wt% ?
[0005]作为优选，各组分质量百分比为:废镁碳砖:80wt% ;镁砂微粉:15.2wt% ;硅微粉:
2.5wt % ;三聚磷酸钠:0.15wt % ;木质素磺酸钙:0.6wt % ;报纸纤维:0.85wt % ;a_Al203:0.7wt%，该配方为最佳配方，综合考虑了成本及产品性能。
[0006]作为优选，所述废镁碳砖包括I~3mm粒径的颗粒、0.3~Imm粒径的颗粒和0.088mm粒径的微粉共三种规格,且I~3mm粒径的颗粒、0.3~Imm粒径的颗粒和0.088mm粒径的微粉在整个涂抹料中的质量百分比分别为:25?1:%、40￥1:%和15wt%,进一步提升了产品性能。
[0007]作为优选，各组分质量百分比为:废镁碳砖:82wt% ;镁砂微粉:13.7wt% ;硅微粉:2.4wt% ;三聚磷酸钠:0.1wt% ;木质素磺酸钙:0.5wt% ;报纸纤维:0.7wt% ;a_Al203:0.6wt %，该配方在成本控制上更低。
[0008]作为优选，各组分质量百分比为:废镁碳砖:78wt% ;镁砂微粉:16.6wt% ;娃微粉:2.7wt % ;三聚磷酸钠:0.2wt % ;木质素磺酸钙:0.7wt % ;报纸纤维:lwt % ;a_Al203:0.8wt%,该配方性能方面更优。
[0009]作为优选，所述镁砂微粉采用92%镁砂，所述92%镁砂采用球磨机细磨成0.088mm粒径成为镁砂微粉，提升了产品性能，且92%镁砂在市面上比较常见，成本低。
[0010]作为优选，所述娃微粉米用92%Si02微粉，比较通用，成本较低。
[0011]作为优选，所述报纸纤维是将回收的废报纸投入粉碎机中粉碎而成，成本低。[0012]为实现上述目的，本发明还提出了一种以废镁碳砖为主要原料的涂抹料的制备方法，依次包括以下步骤:
[0013]a)将废镁碳砖用颚式破碎机破碎成大颗粒；
[0014]b)用棍式破碎机将步骤a中的大颗粒粉碎成粒径为0.3~3_的小颗粒；
[0015]c)从步骤b中选取部分小颗粒用球磨机细磨成粒径为0.088mm的微粉；
[0016]d)将步骤b中的小颗粒按粒径不同进行筛分，取I~3mm粒径的小颗粒:25wt% ；0.3~Imm粒径的小颗粒:40wt*% ；
[0017]e)称取步骤c中的0.088mm粒径的微粉:15wt*% ；
[0018]f)将92%镁砂用球磨机细磨成粒径为0.088mm的镁砂微粉； [0019]g)称取配料，配料按质量百分比为:92%Si02微粉:2.5wt % ;三聚磷酸钠:0.15wt% ;木质素横酸钙:0.6wt% ;a_Al203:0.7wt% ；
[0020]h)将92%Si02微粉、三聚磷酸钠、木质素磺酸钙和a-Al203倒入强制搅拌机搅拌28~32分钟进行预混合，预混合后输送至混合系统；
[0021]i)将回收的废报纸投入粉碎机中粉碎成报纸纤维；
[0022]j)将步骤d中的小颗粒、步骤e中的微粉和步骤f中的镁砂微粉一起利用输送带传送至混料系统罐中，混料6~8分钟后输送至混合系统，其中混料时镁砂微粉的质量百分比为:15.2wt% ；
[0023]k)混合系统中置有步骤h和步骤j中输送的物料后，再添加步骤i中的0.85wt%的报纸纤维，在混合系统中搅拌3~9分钟后进行分装得到涂抹料成品。
[0024]作为优选，所述步骤h中搅拌时间为30分钟；步骤j中混料时间为7分钟；步骤k中搅拌时间为6分钟，综合考虑到生产效率及搅拌效果。
[0025]本发明的有益效果:本发明采用二次资源废镁碳砖为主要原料来生产添抹料，其性能完全可替代传统的涂抹料，产品无论是施工还是涂抹性能均比市场上产品更优良。废镁碳砖涂抹料能承受24小时以上的高温钢水(1550~1650°C )的侵蚀、冲刷，有良好的耐侵蚀性、抗冲刷性和抗氧化性。由于废镁碳砖已经经历过高温，烘烤时可缩短烘烤时间2小时以上，节约能源消耗、降低烘烤成本50%以上。常规的涂抹料采用的镁砂、矾土熟料价格均在1700元/吨以上，而回收利用的废镁碳砖成本不到400.00元，不到常规原料的25%。本发明产品质量稳定、不裂纹、不剥落、耐侵蚀、耐冲刷、易翻包。
[0026]本发明的特征及优点将通过实施例进行详细说明。
【具体实施方式】
[0027]实施例一:
[0028]以废镁碳砖为主要原料的涂抹料，各组分质量百分比为:78~82wt% ;镁砂微粉:
13.7~16.7wt% ;硅微粉:2.3~2.7wt% ;三聚磷酸钠:0.1~0.2wt% ;木质素磺酸钙:0.5 ~0.7wt% ;报纸纤维:0.7 ~Iwt;a_Al203:0.6 ~0.8Wt%。
[0029]在综合考虑了成本和性能两个方面后，可选取一个最佳配方，其各组分质量百分比分别如下:废镁碳砖:80wt% ;镁砂微粉:15.2wt% ;硅微粉:2.5wt% ;三聚磷酸钠:0.15wt% ;木质素磺酸钙:0.6wt% ;报纸纤维:0.85wt% ；a-Al203:0.7wt*%,该配方为最佳配方，综合考虑了成本及产品性能。所述废镁碳砖包括I~3_ (包括I和3_)粒径的颗粒、0.3~Imm (包括0.3mm,不包括Imm)粒径的颗粒和0.088mm粒径的微粉共三种规格，且I~3mm粒径的颗粒、0.3~Imm粒径的颗粒和0.088mm粒径的微粉在整个涂抹料中的质量百分比分别为:25被％、40被％和15wt%。镁砂微粉采用92%镁砂，所述92%镁砂采用球磨机细磨成0.088mm粒径成为镁砂微粉，92%镁砂是指氧化镁的含量大于等于总重量的92%。硅微粉采用92%Si02微粉，是指二氧化硅含量大于等于总重量的92%，硅微粉能提高体积密度，降低显气孔率，明显增加强度，硅微粉具有很强的活性，在水中形成胶体粒子，加入适量的分散剂，可增强其流动性，从而改善浇注料的性能。该硅微粉的细度可采用0.088mm粒径的。报纸纤维是将回收的废报纸投入粉碎机中粉碎成的纸纤维，其原料来源广泛，成本低廉。a_A1203粉是工业氧化铝经过高温煅烧生成的具有a相的氧化铝粉，可经充分研磨后制成不同细度的微粉。木质素磺酸钙的分子式为:C20H24Ca010S2，易溶于水，稳定性良好。木质素磺酸钙简称为木钙，是一种多组分高分子聚合物阴离子表面活性剂，外观为棕黄色粉末物质，略有芳香气味具有很强的分散性、粘结性、螯合性。
[0030]以废镁碳砖为主要原料的涂抹料的制备方法，依次包括以下步骤:
[0031]a)将废镁碳砖用颚式破碎机破碎成大颗粒； [0032]b)用棍式破碎机将步骤a中的大颗粒粉碎成粒径为0.3~3mm的小颗粒；
[0033]c)从步骤b中选取部分小颗粒用球磨机细磨成粒径为0.088mm的微粉；
[0034]d)将步骤b中的小颗粒按粒径不同进行筛分，称取I~3mm粒径的小颗粒:25wt% ；0.3~Imm粒径的小颗粒:40wt*% ；
[0035]e)称取步骤c中的0.088mm粒径的微粉:15wt*% ；
[0036]f)将92%镁砂用球磨机细磨成粒径为0.088mm的镁砂微粉；
[0037]g)称取配料，配料按质量百分比为:92%Si02微粉:2.5wt % ;三聚磷酸钠:
0.15wt% ;木质素横酸钙:0.6wt% ;a_Al203:0.7wt% ；
[0038]h)将92%Si02微粉、三聚磷酸钠、木质素磺酸钙和a-Al203倒入强制搅拌机搅拌28~32分钟进行预混合，预混合后输送至混合系统；一般预混合30分钟；
[0039]i)将回收的废报纸投入粉碎机中粉碎成纸纤维；
[0040]j)将步骤d中的小颗粒、步骤e中的微粉和步骤f中的镁砂微粉一起利用输送带传送至混料系统罐中，混料6~8分钟后输送至混合系统，镁砂微粉的质量百分比为:
15.2wt% ;一般混料7分钟左右；
[0041]k)混合系统中置有步骤h和步骤j中输送的物料后，再添加0.85wt%的报纸纤维，在混合系统中搅拌3~9分钟(一般混合6分钟左右)后进行分装得到涂抹料成品。
[0042]该配方及方法生产出的涂抹料在110°C*24h条件下，各参数值为:抗折≥0.5MPa，抗压≥1.8MPa，体积密度≥1.80g/cm3 ;在1450°C *3h条件下，各参数值为:抗折≥1.2MPa，抗压≥3.2MPa，体积密度≥1.80g/cm3,线变化率0~0.62%。
[0043]实施例二:
[0044]与实施例一不同的是，涂抹料中各组分质量百分比为:废镁碳砖:82Wt% ;镁砂微粉:13.7wt% ;娃微粉:2.4wt% ;三聚磷酸钠:0.1wt% ;木质素磺酸钙:0.5wt% ;报纸纤维:
0.7wt% ；a-Al203:0.6wt%，该实施例中废镁碳砖的质量百分比较高，而其他组分如镁砂微粉和硅微粉的质量百分比有所降低，这样的好处在于因为废镁碳砖的成本较低，只需要回收一些已经废弃了的镁碳砖即可，所以这样的配方配制出来的涂抹料在成本控制上更低。[0045]实施例三:
[0046]与实施一不同的是，涂抹料中的各组分质量百分比为:废镁碳砖:78wt% ;镁砂微粉:16.6wt% ;娃微粉:2.7wt% ;三聚磷酸钠:0.2wt% ;木质素磺酸钙:0.7wt% ;报纸纤维:Iwt% ；a-Al203:0.8wt*%,这样配方的优点在于镁砂微粉与娃微粉在相对实施例一中所占的质量百分较多，镁砂微粉是抗折、耐压、高强度、气硬、胶凝材料，能够改善涂抹料的性能，而硅微粉具有很强的活性，在水中形成胶体粒子，加入适量的分散剂，可增强其流动性，从而改善浇注料的性能，所以增加了这些组分的比重，会提升涂抹料实际使用中的性能。
[0047]上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明简单变换后的方案均属于本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种以废镁碳砖为主要原料的涂抹料，其特征在于:各组分质量百分比为:78~82wt%JM砂微粉:13.7~16.7wt%;硅微粉:2.3~2.7wt%;三聚磷酸钠:0.1~0.2wt%;木质素横酸钙:0.5 ~0.7wt% ;报纸纤维:0.7 ~Iwt;a_Al203:0.6 ~0.8wt*%。
2.如权利要求1所述的一种以废镁碳砖为主要原料的涂抹料，其特征在于:各组分质量百分比为:废镁碳砖:80wt% ;镁砂微粉:15.2wt% ;硅微粉:2.5wt% ;三聚磷酸钠:0.15wt% ;木质素横酸 钙:0.6wt% ;报纸纤维:0.85wt% ;a_Al203:0.7wt% ?
3.如权利要求2所述的一种以废镁碳砖为主要原料的涂抹料，其特征在于:所述废镁碳砖包括I~3mm粒径的颗粒、0.3~Imm粒径的颗粒和0.088mm粒径的微粉共三种规格，且I~3mm粒径的颗粒、0.3~Imm粒径的颗粒和0.088mm粒径的微粉在整个涂抹料中的质量百分比分别为:25￥七％、40￥七％和15wt%。
4.如权利要求1所述的一种以废镁碳砖为主要原料的涂抹料，其特征在于:各组分质量百分比为:废镁碳砖:82wt% ;镁砂微粉:13.7wt% ;硅微粉:2.4wt% ;三聚磷酸钠:0.1wt % ;木质素磺酸钙:0.5wt% ;报纸纤维:0.7wt% ；a-Al203:0.6wt% ?
5.如权利要求1所述的一种以废镁碳砖为主要原料的涂抹料，其特征在于:各组分质量百分比为:废镁碳砖:78wt% ;镁砂微粉:16.6wt% ;硅微粉:2.7wt% ;三聚磷酸钠:0.2wt% ;木质素磺酸钙:0.7wt% ;报纸纤维:lwt% ；a-Al203:0.8wt% ?
6.如权利要求1~5中任一项所述的一种以废镁碳砖为主要原料的涂抹料，其特征在于:所述镁砂微粉采用92%镁砂，所述92%镁砂采用球磨机细磨成0.088mm粒径成为镁砂微粉。
7.如权利要求1~5中任一项所述的一种以废镁碳砖为主要原料的涂抹料，其特征在于:所述娃微粉米用92%Si02微粉。
8.如权利要求1~5中任一项所述的一种以废镁碳砖为主要原料的涂抹料，其特征在于:所述报纸纤维是将回收的废报纸投入粉碎机中粉碎而成。
9.一种以废镁碳砖为主要原料的涂抹料的制备方法，其特征在于:依次包括以下步骤: a)将废镁碳砖用颚式破碎机破碎成大颗粒； b)用棍式破碎机将步骤a中的大颗粒粉碎成粒径为0.3~3mm的小颗粒； c)从步骤b中选取部分小颗粒用球磨机细磨成粒径为0.088mm的微粉； d)将步骤b中的小颗粒按粒径不同进行筛分，取I~3mm粒径的小颗粒:25Wt%;0.3~Imm粒径的小颗粒:40wt*% ； e)称取0.088mm粒径的微粉:15wt*% ； f)将92%镁砂用球磨机细磨成粒径为0.088mm的镁砂微粉； g)称取配料，配料按质量百分比为:92%Si02微粉:2.5wt% ;三聚磷酸钠:0.15wt% ;木质素磺酸钙:0.6wt% ；a-Al203:0.7wt% ； h)将92%Si02微粉、三聚磷酸钠、木质素磺酸钙和a-Al203倒入强制搅拌机搅拌28~32分钟进行预混合，预混合后输送至混合系统； i)将回收的废报纸投入粉碎机中粉碎成报纸纤维； j)将步骤d中的小颗粒、步骤e中的微粉和步骤f?中的镁砂微粉一起利用输送带传送至混料系统罐中，混料6~8分钟后输送至混合系统，混料中镁砂微粉的质量百分比为:，15.2wt% ； k)混合系统中置有步骤h和步骤j中输送的物料后，再添加0.85wt%的报纸纤维，在混合系统中搅拌3~9分钟后进行分装得到涂抹料成品。
10.如权利要求9所述的一种以废镁碳砖为主要原料的涂抹料的制备方法，其特征在于:所述步骤h中搅拌时间为30分钟；步骤j中混料时间为7分钟；步骤k中搅拌时间为6分 钟 。
【文档编号】C04B35/66GK103641504SQ201310663937
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年12月9日 优先权日:2013年12月9日
【发明者】江群英 申请人:长兴攀江冶金材料有限公司