一種鋼鐵冶金用后耐火材料梯級利用方法技術

本發明專利技術涉及一種鋼鐵冶金用后耐火材料梯級利用方法。所提供的方法包括：將鋼鐵冶金用耐火材料按照材質分類，每類耐火材料按照主要組成的高低分若干檔，同類耐火材料純度越高、雜質含量越低，檔次越低；同類材質的每檔用后耐火材料，通過一套破碎、篩分工序，按照顆粒結構及化學組成制備成兩級再生料，分別為一級再生料和二級再生料；同類材質的每檔用后耐火材料，一級再生料作為同檔或下一檔耐火制品的原料；二級再生料作為下一檔或更低檔耐火制品的原料。本發明專利技術通過對用后耐火材料的梯級利用，實現用后耐火材料的循環利用；通過對用后耐火材料的循環利用，不但減少了耐火材料資源消耗，而且減少了用后耐火材料隨意堆存對環境的污染。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及煉鐵、煉鋼過程不同階段的用后耐火材料全面的返回利用方法。
技術介紹
循環經濟是相對于傳統的"資源一產品一廢棄物"單向流動的線形經濟而言的，是 建立在生態學規律之上的一種以"減量化、再利用、資源化"(3R)為原則，以資源（特別是物 質資源）的節約和循環利用為核心，以低消耗、低排放、高效率為基本特征，以避免、減少、 再利用、資源化、熱回收、無害化處置作為處理廢棄物的先后次序，構造上高度接近于"資 源一產品一再生資源"反饋式閉路循環，符合可持續發展理念的經濟增長模式。 目前我國鋼鐵冶金行業年消耗耐火材料約700萬噸，使用后可回收的廢舊耐火材 料達到300萬噸以上（如果加大廢舊耐火材料的回收力度還可能進一步提高）。這些用后 廢舊耐火材料通常和其它固體廢棄物一起作為固體廢棄物被填埋。廢舊耐火材料除工作面 和冶金爐渣等反應外，其余部分從成分和相組織上差別不大，實際上是一種資源。若能對用 后耐火材料進行全面的循環利用，不但可減少耐火材料資源消耗，還可減少用后耐火材料 的排放和對環境的污染，對發展循環經濟具有重要意義。
技術實現思路
針對現有技術的缺陷或不足，本專利技術的目的是提供一種鋼鐵冶金用后耐火材料梯 級利用方法。所提供的方法包括： (1)將鋼鐵冶金用耐火材料按照材質分類，每類耐火材料按照主要組成的高低分 若干檔，同類耐火材料純度越高、雜質含量越低，檔次越低； (2)同類材質的每檔用后耐火材料，通過一套破碎、篩分工序，按照顆粒結構及化 學組成制備成兩級再生料，分別為一級再生料和二級再生料； (3)同類材質的每檔用后耐火材料，一級再生料作為同檔或下一檔耐火制品的原 料；二級再生料作為下一檔或更低檔耐火制品的原料。 可選的，同類材質的每檔用后耐火材料，一級再生料作為同檔或下一檔耐火制品 的原料，加入質量占總配料質量的5%~60%;二級再生料作為下一檔或更低檔耐火制品的 原料，加入質量占總配料質量的5%~40%。 可選的，最低一檔的用后耐火材料作為造渣材料、冶煉輔助材料或建材配料的應 用。 本專利技術的有益效果是：一是通過對用后耐火材料的梯級利用，實現用后耐火材料 的循環利用和價值最大化；二是通過對用后耐火材料的循環利用，不但減少了耐火材料資 源消耗，而且減少了用后耐火材料隨意堆存對環境的污染；三是本技術易于實施，可產生明 顯的經濟和社會效益。【附圖說明】 圖1為本專利技術用后耐火材料梯級利用方法示意圖，圖中實線帶箭頭的表示首選路 線，虛線帶箭頭的表示可選路線。【具體實施方式】 本專利技術的目的在于提供一種鋼鐵冶金用后耐火材料的梯級利用方法，該方法可實 現用后耐火材料的全面循環利用，不但可以減少鋁礬土、菱鎂礦以及石墨等資源的開采，而 且還能大大減少用后耐火材料固體廢棄物的產生，實現鋼鐵企業的清潔生產，最大限度發 揮耐火材料的價值，具有顯著的經濟和社會效益。 本專利技術的理論依據是耐火材料在使用過程中一般分為工作層及非工作層。工作層 即耐火材料與鋼或渣接觸的界面，在此層內鋼或渣擴散或滲透進入耐火材料，與耐火材料 發生一系列高溫物理化學反應；非工作層不與冶金反應介質直接接觸，基本沒有雜質進入， 原材料基本保持了原始的物相及成份組成。 本專利技術的要點包括兩個方面：一是建立了一套用后耐火材料分類分檔方案，通過 用后耐火材料處理，實現用后耐火材料的分類、分檔、分級。二是提出了用后耐火材料的梯 級利用構想，實現用后耐火材料利用價值最大化。 (1)分檔方案：鋼鐵冶金用后耐火材料按照材質（如Mg〇-C質、鋯質、氧化鋁質、硅 質等）類別分若干大類，每類耐火材料按照耐材純度、雜質含量、顆粒結構劃分為若干檔； 每檔同類材質的用后耐火材料，通過一套的破碎、輪碾、篩分等工序，按照顆粒結構及化學 組成制備成兩級再生料； (2)梯級利用方案：對同類材質的用后耐火材料，按照梯級利用的構想，一級再生 料可以作為同檔（也可作為下一檔）耐火制品的原料，加入量5~60% ;二級再生料可以 作為下一檔（或更低檔）耐火制品的原料，加入量5~40% ;以此類推，可以實現用后耐火 材料的全面循環利用。 不同材質類別的返回料均可以按照（2)中的梯級利用思路加以利用。最低一檔的 耐火材料用后可加工成造渣材料、其它冶煉輔助材料或建材配料使用。 本專利技術可適用于現代煉鋼工藝，首先將鋼鐵冶金耐火材料按照材質分類，比如鋁 質耐火材料、鎂質耐火材料、硅質耐火材料等。以此大類為前提，再按照其中的成分和雜質 含量繼續分為若干檔，如對鋁質耐火材料就可以簡單地分為剛玉質、高鋁質和粘土質三檔。 根據企業耐火材料的系列，可分為高、中、低檔，高一檔的耐火材料從原料基本成分及性能 上應能滿足下一檔耐火材料的要求即可。高中低檔耐火材料使用后，經加工分為一級品和 二級品，一級品可返回同檔或下一檔耐火材料配料使用，二級品則加入下一檔或更低檔的 耐火材料中使用。最低檔的耐火材料使用后可以作為冶金輔助材料或建材配料使用。用后 耐火材料的梯級利用方案如圖1所示。 實施例1 某轉爐煉鋼廠擁有1050m3高爐2座，180噸轉爐2座，板坯連鑄機2座，年產鋼250 萬噸，工藝流程為：高爐鐵水一鐵水預處理一轉爐一LF爐一板坯連鑄。其用后鋁質耐火材 料產出量如表1所示。 表1煉鐵煉鋼用后耐火材料年產生數量【主權項】1. ，其特征在于，方法包括： (1) 將鋼鐵冶金用耐火材料按照材質分類，每類耐火材料按照主要組成的高低分若干 檔，同類耐火材料純度越高、雜質含量越低，檔次越低； (2) 同類材質的每檔用后耐火材料，通過一套破碎、篩分工序，按照顆粒結構及化學組 成制備成兩級再生料，分別為一級再生料和二級再生料； (3) 同類材質的每檔用后耐火材料，一級再生料作為同檔或下一檔耐火制品的原料； 二級再生料作為下一檔或更低檔耐火制品的原料。2. 如權利要求1所述的鋼鐵冶金用后耐火材料梯級利用方法，其特征在于，同類材質 的每檔用后耐火材料，一級再生料作為同檔或下一檔耐火制品的原料，加入質量占總配料 質量的5%~60%;二級再生料作為下一檔或更低檔耐火制品的原料，加入質量占總配料質 量的5%~40%。3. 如權利要求1或2所述的鋼鐵冶金用后耐火材料梯級利用方法，其特征在于，最低一 檔的用后耐火材料作為造渣材料、冶煉輔助材料或建材配料的應用。【專利摘要】本專利技術涉及。所提供的方法包括：將鋼鐵冶金用耐火材料按照材質分類，每類耐火材料按照主要組成的高低分若干檔，同類耐火材料純度越高、雜質含量越低，檔次越低；同類材質的每檔用后耐火材料，通過一套破碎、篩分工序，按照顆粒結構及化學組成制備成兩級再生料，分別為一級再生料和二級再生料；同類材質的每檔用后耐火材料，一級再生料作為同檔或下一檔耐火制品的原料；二級再生料作為下一檔或更低檔耐火制品的原料。本專利技術通過對用后耐火材料的梯級利用，實現用后耐火材料的循環利用；通過對用后耐火材料的循環利用，不但減少了耐火材料資源消耗，而且減少了用后耐火材料隨意堆存對環境的污染。【IPC分類】B09B3-00, C04B35-66【公開號】CN104692814【申請號】CN201510059046【專利技術人】趙俊學, 王建筑, 葛蓓蕾, 黨艷梅, 劉詩薇, 崔雅茹 【申請人】西安建筑科技大學【公本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種鋼鐵冶金用后耐火材料梯級利用方法，其特征在于，方法包括：(1)將鋼鐵冶金用耐火材料按照材質分類，每類耐火材料按照主要組成的高低分若干檔，同類耐火材料純度越高、雜質含量越低，檔次越低；(2)同類材質的每檔用后耐火材料，通過一套破碎、篩分工序，按照顆粒結構及化學組成制備成兩級再生料，分別為一級再生料和二級再生料；(3)同類材質的每檔用后耐火材料，一級再生料作為同檔或下一檔耐火制品的原料；二級再生料作為下一檔或更低檔耐火制品的原料。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：趙俊學，王建筑，葛蓓蕾，黨艷梅，劉詩薇，崔雅茹，
申請(專利權)人：西安建筑科技大學，
類型：發明
國別省市：陜西;61