专利名称：利用硅切割液废料生产中间包下水口的方法
技术领域：
本发明为耐火材料领域，具体涉及冶金耐火材料中间包下水口的制造方法。
背景技术：
随着全球钢铁产业的不断发展，原方坯普通下水口已满足不了市场需要，成品的中间包下水口是用于冶金企业连续浇铸用的一次性使用的耐火材料，是连铸过程中最关键的功能部件，它安装于中间包和结晶器之间，是钢水从中间包输送到结晶器的通道，既要保护钢水不发生二次氧化，防止氮溶入或渣混入钢水及防止钢水飞溅，又要保证钢液在结晶器内有一合理的流场和温度场分布。下水口的品质好坏直接影响到连铸工艺的正常进行、连铸时间的长短及铸坯质量。对下水口的要求就是抗热震性能要好，能经受现场使用时较苛刻的热冲击条件，保证使用时的绝对安全可靠性；具有良好的抗侵蚀性和抗剥落性，高的连浇次数，满足对越来越长的连铸时间的要求。专利号ZL 200510012874. X，发明涉及一种中间包快速更换下水口的制作工艺。该工艺步骤为a.混合调配制作本体料的原料；b.将铁壳放在压力机的模具中，注入上步混配好的原料，在至少130吨压力下加压定型；c.将上步定型品置入烘烤炉中，在至少300°C 温度下，烘烤10小时以上，即为成品。该工艺仍然采用了优质的原材料进行生产，成本较
尚ο专利号200910019792. 6公开了一种中间包定径快换下水口整体成型工艺，采用本发明整体成型工艺制作的下水口其使用寿命为8-12小时，比采用现有方法制作的下水口的使用寿命提高了一倍多，但原材料成本仍然较高。而部分采用工业废料生产下水口，特别是替代昂贵的碳化硅以及氧化锆等原料， 其成本将会大幅度下降。近年来，随着太阳能产业进入了高速发展期，制备太阳能电池时，需要将多晶硅切割成硅片，在切割过程中，部分晶体硅被切磨为高纯硅粉进入到了切割料浆中，如果能将废切割液中的高纯硅、聚乙二醇和碳化硅进行综合回收利用，将会减少环境污染，提高资源的利用率。废切割液的主要成分(重量比)有10 30%的金属硅、30 60%的碳化硅、20 40%的聚乙二醇和水，该废料浆经过水洗烘干后，聚乙二醇随水洗可大部分分离出去，其主要成分主要是碳化硅和金属硅，可以用作下水口的原材料，不仅降低了下水口的生产成本， 而且充分利用了工业废料，有利于保护环境。用废切割液废料生产的下水口，除片状石墨是强还原剂外，金属硅不仅作为还原剂，而且在高温下逐渐氧化，生成二氧化硅，与刚玉反应形成莫来石相，提高了材料的致密性和强度，并且这一过程缓慢发生，使该工艺生产的下水口寿命平均提高2倍以上。
发明内容
首先将金属硅废切割液进行水洗处理，具体将1吨废切割液溶解到沉淀池中，加入5吨水，搅拌，静置，然后抽取上部的溶液，给溶液可烘干提取聚乙二醇。将下部沉淀物用水冲洗2次，然后离心，烘干，得到含金属硅和碳化硅的混合物A，同时含有少量的聚乙二醇及铁。将含金属硅和碳化硅的混合物A与刚玉粉、高铝粘土、片状石墨等原料混合，采用等静压设备成型，成型后的坯体放入连续的隧道窑中，逐渐升温，最高温度350°C左右下干燥，然后经过无损探伤检测，包装，即为成品。该成品在高温使用过程中，不仅片状石墨是强还原剂，金属硅也可以作为还原剂， 而且金属硅在高温下逐渐氧化，生成二氧化硅，与刚玉反应形成莫来石相，提高了材料的致密性和强度，并且这一过程缓慢发生，使该工艺生产的下水口寿命平均提高2倍以上。实施例1
首先将金属硅废切割液进行水洗处理，具体将1吨废切割液溶解到沉淀池中，加入5吨水，搅拌，静置，然后抽取上部的溶液，给溶液可烘干提取聚乙二醇。将下部沉淀物用水冲洗 2次，然后离心，烘干，得到含金属硅和碳化硅的混合物A，同时含有少量的聚乙二醇及铁。将含金属硅和碳化硅的混合物A与刚玉粉、高铝粘土、片状石墨等原料混合，其重量比为30 :40:5:25，加水造粒，采用等静压设备成型，成型后的坯体放入连续的隧道窑中， 逐渐升温，最高温度350°C左右下干燥，然后经过无损探伤检测，包装，即为成品。实施例2
金属硅废切割液分离聚乙二醇的步骤同实施例1.
将含金属硅和碳化硅的混合物A与刚玉粉、高铝粘土、片状石墨等原料混合，其重量比为35 :40:5:20，加水造粒，采用等静压设备成型，成型后的坯体放入连续的隧道窑中，逐渐升温，最高温度350°C左右下干燥，然后经过无损探伤检测，包装，即为成品。实施例3
金属硅废切割液分离聚乙二醇的步骤同实施例1.
将含金属硅和碳化硅的混合物A与刚玉粉、高铝粘土、片状石墨等原料混合，其重量比为25 :43:5:27，加水造粒，采用等静压设备成型，成型后的坯体放入连续的隧道窑中，逐渐升温，最高温度350°C左右下干燥，然后经过无损探伤检测，包装，即为成品。
权利要求
1.一种利用硅切割液废料生产中间包下水口的方法，其特征在于将金属硅切割液废料进行水洗处理提取聚乙二醇和利用提取聚乙二醇后的混合物作为原料之一生产中间包下水口以及其它含碳耐火材料。
2.根据权利要求1所述的提取聚乙二醇后的混合物在中间包下水口生产中的用量为 10 60%wt。
3.根据权利要求1所述的其它含碳耐火材料，不仅包括中间包下水口，还包括长水口、 塞棒等其它含碳耐火材料。
全文摘要
本发明为一种利用硅切割液废料生产中间包下水口的方法。其特征在于首先将金属硅切割液废料进行水洗处理提取聚乙二醇；然后将提取聚乙二醇的含金属硅和碳化硅的混合物与刚玉粉、高铝粘土、片状石墨等原料混合，其重量比为10～60∶20～40∶0～10∶10～30，加水造粒，采用等静压设备成型，成型后的坯体放入连续的隧道窑中，逐渐升温，最高温度350℃左右下干燥，然后经过无损探伤检测，包装，即为成品中间包下水口。该中间包下水口利用了废弃的硅切割液，其中的金属硅不仅作为还原剂，而且在高温下逐渐氧化，生成二氧化硅，与刚玉反应形成莫来石相，提高了材料的致密性和强度，并且这一过程缓慢发生，使该工艺生产的下水口寿命平均提高2倍以上。
文档编号C04B35/66GK102344293SQ20111017875
公开日2012年2月8日 申请日期2011年6月29日 优先权日2011年6月29日
发明者刘丽洁, 石汝军, 郑晓华 申请人:淄博高新区联创科技服务中心