一种钢铁冶金用后耐火材料梯级利用方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及炼铁、炼钢过程不同阶段的用后耐火材料全面的返回利用方法。
【背景技术】
[0002] 循环经济是相对于传统的"资源一产品一废弃物"单向流动的线形经济而言的，是 建立在生态学规律之上的一种以"减量化、再利用、资源化"(3R)为原则，以资源（特别是物 质资源）的节约和循环利用为核心，以低消耗、低排放、高效率为基本特征，以避免、减少、 再利用、资源化、热回收、无害化处置作为处理废弃物的先后次序，构造上高度接近于"资 源一产品一再生资源"反馈式闭路循环，符合可持续发展理念的经济增长模式。
[0003] 目前我国钢铁冶金行业年消耗耐火材料约700万吨，使用后可回收的废旧耐火材 料达到300万吨以上（如果加大废旧耐火材料的回收力度还可能进一步提高）。这些用后 废旧耐火材料通常和其它固体废弃物一起作为固体废弃物被填埋。废旧耐火材料除工作面 和冶金炉渣等反应外，其余部分从成分和相组织上差别不大，实际上是一种资源。若能对用 后耐火材料进行全面的循环利用，不但可减少耐火材料资源消耗，还可减少用后耐火材料 的排放和对环境的污染，对发展循环经济具有重要意义。
【发明内容】
[0004] 针对现有技术的缺陷或不足，本发明的目的是提供一种钢铁冶金用后耐火材料梯 级利用方法。所提供的方法包括：
[0005] (1)将钢铁冶金用耐火材料按照材质分类，每类耐火材料按照主要组成的高低分 若干档，同类耐火材料纯度越高、杂质含量越低，档次越低；
[0006] (2)同类材质的每档用后耐火材料，通过一套破碎、筛分工序，按照颗粒结构及化 学组成制备成两级再生料，分别为一级再生料和二级再生料；
[0007] (3)同类材质的每档用后耐火材料，一级再生料作为同档或下一档耐火制品的原 料；二级再生料作为下一档或更低档耐火制品的原料。
[0008] 可选的，同类材质的每档用后耐火材料，一级再生料作为同档或下一档耐火制品 的原料，加入质量占总配料质量的5%~60%;二级再生料作为下一档或更低档耐火制品的 原料，加入质量占总配料质量的5%~40%。
[0009] 可选的，最低一档的用后耐火材料作为造渣材料、冶炼辅助材料或建材配料的应 用。
[0010] 本发明的有益效果是：一是通过对用后耐火材料的梯级利用，实现用后耐火材料 的循环利用和价值最大化；二是通过对用后耐火材料的循环利用，不但减少了耐火材料资 源消耗，而且减少了用后耐火材料随意堆存对环境的污染；三是本技术易于实施，可产生明 显的经济和社会效益。
【附图说明】
[0011] 图1为本发明用后耐火材料梯级利用方法示意图，图中实线带箭头的表示首选路 线，虚线带箭头的表示可选路线。
【具体实施方式】
[0012] 本发明的目的在于提供一种钢铁冶金用后耐火材料的梯级利用方法，该方法可实 现用后耐火材料的全面循环利用，不但可以减少铝矾土、菱镁矿以及石墨等资源的开采，而 且还能大大减少用后耐火材料固体废弃物的产生，实现钢铁企业的清洁生产，最大限度发 挥耐火材料的价值，具有显著的经济和社会效益。
[0013] 本发明的理论依据是耐火材料在使用过程中一般分为工作层及非工作层。工作层 即耐火材料与钢或渣接触的界面，在此层内钢或渣扩散或渗透进入耐火材料，与耐火材料 发生一系列高温物理化学反应；非工作层不与冶金反应介质直接接触，基本没有杂质进入， 原材料基本保持了原始的物相及成份组成。
[0014] 本发明的要点包括两个方面：一是建立了一套用后耐火材料分类分档方案，通过 用后耐火材料处理，实现用后耐火材料的分类、分档、分级。二是提出了用后耐火材料的梯 级利用构想，实现用后耐火材料利用价值最大化。
[0015] (1)分档方案：钢铁冶金用后耐火材料按照材质（如Mg〇-C质、锆质、氧化铝质、硅 质等）类别分若干大类，每类耐火材料按照耐材纯度、杂质含量、颗粒结构划分为若干档； 每档同类材质的用后耐火材料，通过一套的破碎、轮碾、筛分等工序，按照颗粒结构及化学 组成制备成两级再生料；
[0016] (2)梯级利用方案：对同类材质的用后耐火材料，按照梯级利用的构想，一级再生 料可以作为同档（也可作为下一档）耐火制品的原料，加入量5~60% ;二级再生料可以 作为下一档（或更低档）耐火制品的原料，加入量5~40% ;以此类推，可以实现用后耐火 材料的全面循环利用。
[0017] 不同材质类别的返回料均可以按照（2)中的梯级利用思路加以利用。最低一档的 耐火材料用后可加工成造渣材料、其它冶炼辅助材料或建材配料使用。
[0018] 本发明可适用于现代炼钢工艺，首先将钢铁冶金耐火材料按照材质分类，比如铝 质耐火材料、镁质耐火材料、硅质耐火材料等。以此大类为前提，再按照其中的成分和杂质 含量继续分为若干档，如对铝质耐火材料就可以简单地分为刚玉质、高铝质和粘土质三档。 根据企业耐火材料的系列，可分为高、中、低档，高一档的耐火材料从原料基本成分及性能 上应能满足下一档耐火材料的要求即可。高中低档耐火材料使用后，经加工分为一级品和 二级品，一级品可返回同档或下一档耐火材料配料使用，二级品则加入下一档或更低档的 耐火材料中使用。最低档的耐火材料使用后可以作为冶金辅助材料或建材配料使用。用后 耐火材料的梯级利用方案如图1所示。
[0019] 实施例1
[0020] 某转炉炼钢厂拥有1050m3高炉2座，180吨转炉2座，板坯连铸机2座，年产钢250 万吨，工艺流程为：高炉铁水一铁水预处理一转炉一LF炉一板坯连铸。其用后铝质耐火材 料产出量如表1所示。
[0021] 表1炼铁炼钢用后耐火材料年产生数量
[0022]
【主权项】
1. 一种钢铁冶金用后耐火材料梯级利用方法，其特征在于，方法包括： (1) 将钢铁冶金用耐火材料按照材质分类，每类耐火材料按照主要组成的高低分若干 档，同类耐火材料纯度越高、杂质含量越低，档次越低； (2) 同类材质的每档用后耐火材料，通过一套破碎、筛分工序，按照颗粒结构及化学组 成制备成两级再生料，分别为一级再生料和二级再生料； (3) 同类材质的每档用后耐火材料，一级再生料作为同档或下一档耐火制品的原料； 二级再生料作为下一档或更低档耐火制品的原料。
2. 如权利要求1所述的钢铁冶金用后耐火材料梯级利用方法，其特征在于，同类材质 的每档用后耐火材料，一级再生料作为同档或下一档耐火制品的原料，加入质量占总配料 质量的5%~60%;二级再生料作为下一档或更低档耐火制品的原料，加入质量占总配料质 量的5%~40%。
3. 如权利要求1或2所述的钢铁冶金用后耐火材料梯级利用方法，其特征在于，最低一 档的用后耐火材料作为造渣材料、冶炼辅助材料或建材配料的应用。
【专利摘要】本发明涉及一种钢铁冶金用后耐火材料梯级利用方法。所提供的方法包括：将钢铁冶金用耐火材料按照材质分类，每类耐火材料按照主要组成的高低分若干档，同类耐火材料纯度越高、杂质含量越低，档次越低；同类材质的每档用后耐火材料，通过一套破碎、筛分工序，按照颗粒结构及化学组成制备成两级再生料，分别为一级再生料和二级再生料；同类材质的每档用后耐火材料，一级再生料作为同档或下一档耐火制品的原料；二级再生料作为下一档或更低档耐火制品的原料。本发明通过对用后耐火材料的梯级利用，实现用后耐火材料的循环利用；通过对用后耐火材料的循环利用，不但减少了耐火材料资源消耗，而且减少了用后耐火材料随意堆存对环境的污染。
【IPC分类】B09B3-00, C04B35-66
【公开号】CN104692814
【申请号】CN201510059046
【发明人】赵俊学, 王建筑, 葛蓓蕾, 党艳梅, 刘诗薇, 崔雅茹
【申请人】西安建筑科技大学
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2015年2月5日