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用后耐火材料如何再利用

文章出处:lyly 浏览次数:发表时间:2020-06-23

 

  由于资源的稀缺与不可再生性,耐火材料原材料主要源自这些不可再生的资源,如何能使稀缺资源得到充分、有效地利用,或可减少我国耐火材料矿物的开采,降低耐材的生产费用和能源消耗;有利于节约资源、节能和响应环保,具有重要的经济与社会效益。未来我国对耐火材料的重新利用与应用研究将是资源节约与利用的重要的一个环节。
 



 

  用后耐火材料在部分国家工业上的应用
 

  一些发达国家对耐火材料的回收利用起步较早,部分地区甚至制定法令法规,严格限制用后耐火材料的排放量,极大地促进了对用后耐火材料再利用的研究,用后耐火材料再利用率已达到60%以上,且占比还在不断的提高。


 

  以废耐火砖作为主原料所研发的钢包底周边捣打料、钢包浇注料以及耐火材料定型产品已经被日本某些钢厂所采用。比如,用85%再生料和15%的新料生产出的电炉熔池部位用不烧镁砖,以90%的再生料和10%新料生产出的电炉渣线用镁碳砖,以及全部用再生料生产出的RH底烧成镁铬砖等。

  材料显示:黑崎公司利用废旧的刚玉石墨制品做为原料开发了浸入式水口砖;鹿岛钢铁公司开发了滑板砖的二次利用工艺,采用表面打磨、浇注料浇注复原法、圆环镶嵌法,使修复后的滑板达到了新滑板相同的使用效果,而出铁沟的废旧耐火材料也被重复使用,主要用作硅铝质浇注料的骨料;大同特钢公司知多厂针对大量用后耐火砖废弃占地增大的问题,进行了废砖循环使用技术的开发,通过将废砖用作原料的方法和将废砖分类、粉碎加工后,调整成分和粒度再做耐火材料,选择含MgO-C、A12O3-MgO-C钢包废砖替代轻烧白云石作为LF(钢包精炼炉)造渣料,通过工业性试验,在成渣性、脱硫速度方面的精炼能力优良,且操作过程中钢液不沸腾,达到了预期的试验效果。新日铁针对目前作为废弃处理的用后耐火材料,正准备采取破碎筛分成粉料,在用熔化粉粒炉将其再生为氧化渣,实现用后耐火材料的100%循环使用。

  1998年之前,美国的废弃耐材几乎全部被掩埋,1998年,美国能源部、工业技术部和钢铁生产者联合制定了3年计划,以延长耐火材料的使用寿命和回收利用废弃耐火材料,企业与高校合作,加强了对用后耐火材料的研究,可应用的范围是脱硫剂、炉渣改质剂(造渣剂)、溅渣护炉添加剂、铝酸钙水泥的原料、耐火混凝土骨料、铺路料、陶瓷原料、玻璃工业原料、屋顶建筑用粒状材料、磨料、土壤改质剂等。耐火材料厂与用户的合作,使废弃耐火材料量减至最少。美国还对用后白云石砖作为土壤调节剂和造渣剂进行了研究,取得了良好的效果。

  印度最早开展废弃耐火材料的研究工作可追溯到1978年,首先是在钢管公司开展的——利用印度钢管公司(现为太钢钢管分公司)加热炉产生的废弃高铝砖(60%~62%氧化铝)生产可浇注材料(56%氧化铝)、灰泥(50%氧化铝)和耐火可塑料。其中所开发的可浇注材料常用于生产烧嘴砖、阻尼器、瓦片等,并能满足行业内部要求。

 

  用后耐火材料在国内的发展情况
 


 

  近年来,国内各大钢厂和大部分耐火材料厂,都十分重视耐火材料的回收及再利用,不断开展各方面研究及应用。但是整体利用比例还有待提高。

  宝钢用后耐火材料再利用工作进行得较好,高炉主沟浇注料已全部回收,用作渣沟浇注料的原料,对用后镁碳砖进行再生处理后制备的再生镁碳砖具有抗氧化、抗渣性能强、使用寿命长等优势。

  武钢将用后铝镁碳残砖经分类、清除杂质后,人工将黏渣层和过渡层铲除并进行磁选和水化处理,用颚式破碎机将物料破碎至25毫米以下,最后用锤式破碎机加工成所需要的粒度,制备再生铝镁碳砖。

  鞍钢采用钢包内衬用后铝镁浇注料作为原料,制备混铁炉水套内衬与中间包永久层浇注料,不仅满足了使用性能的要求,而且使中间包永久层使用寿命提高40炉次。

  济钢用铝碳质耐火材料(废弃滑板砖、座砖、水口、塞棒)用于铁沟捣打料来代替其中部分高铝料。以用后镁铬砖为原料并按一定比例加入到RH炉喷补料里,使用效果良好。同时,制备的再生镁铬砖性能较好,在水泥窑和RH炉的非关键部位有较好的应用前景。

  重钢新区钢产量达650万吨/年,用后耐火材料回收量约6万吨,主要用于生产再生镁碳砖(以转炉和钢包渣线用后镁碳砖为原料,经过拣选、除去表面杂质、水化等处理后进行镁碳砖再生)、再生镁铬砖(将用后镁铬砖按一定比例加入到RH的喷补料里)、钢包内衬废镁铝尖晶石浇注料重新利用(将回收的钢包内衬废镁铝尖晶石浇注料,以一定比例加水玻璃结合镁铝尖晶石浇注料中,取代原浇注料中的部分新料,不影响原浇注料的使用性能)、铝碳化硅质铁沟料等(利用废弃铁沟料生产的铝碳化硅碳质再生料,用于铝碳化硅碳转的生产)。

  虽然以上部分工业企业在耐火材料的回收及再利用方面进行了研究和应用,但总体来看,我国对用后耐火材料再利用的研究起步较晚,再利用率依然偏低。据相关数据,我国用后耐火材料的再利用率约20%。即使利用的部分,也是以降低产品质量为代价的。

  用后耐材的处理工艺由于耐火材料品种复杂,使用的原材料多样,造成用后耐火材料种类多样。对用后耐火材料的处理,应从耐火材料的侵蚀情况、使用部位、耐火材料的种类等方面考虑采用不同的处理工艺。

  目前,国内的钢厂往往把用后耐火材料进行统一堆放处理,这就造成不同品种、不同等级的耐火材料混杂在一起,分类拣选较困难,不利于耐火材料的再生利用。因此,为了更好地利用废弃耐材,在处理耐材时应注意分类处理、分类堆放,却保在回收时可分类使用。

  此外,用后耐火材料再利用还应在以下几方面加以注意:形成陶瓷相结合的用后耐火材料的处理比较难,要采取相应特殊工艺进行处理。有些钢厂用后耐火材料混级堆放,由于成分复杂,只能降级使用。用后耐火材料组成、矿相、结构肯定发生变化,对再生耐火材料质量有较大影响,必须给予充分注意,要采取相应措施,保证再生产品的质量稳定性。要考虑对用后耐火材料处理的成本问题,采用的方法、工艺要有实际应用价值。要考虑再生耐火材料对钢水质量的影响,加强对有害成分的控制。
 

  用后耐火材料再利用的展望,将会有以下几方面趋势:
 

  1、采用各种技术对用后耐火材料进行科学处理,有效分离出各级颗粒及细粉,作为再生制品原料加以使用。

  2、根据用后耐火材料种类不同,采取相应技术和设备,最大限度消除假颗粒,提高再生耐火材料质量;为保证再生产品质量,根据再生原料特点,采用阶梯式模式,按级使用;既要再生各种耐火材料,也要考虑其他领域应用。

  3、同时,作为重要的二次资源,国家可针对用后耐火材料制定相关政策,限制用后耐火材料长期堆放,鼓励钢厂、耐火材料企业对用后耐火材料开展各方面研究。

 

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