[发明专利]一种用于转底炉铺底料的镁碳质材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及以转底炉为还原设备，采用原料如铁精粉或含铁、锌等粉尘生产金属化球团(或直接还原铁)，以及有色行业采用钒钛磁铁矿、红土镍矿等生产金属化球团时，转底炉铺底料的制备方法，属于特殊材料制备领域。

背景技术

转底炉直接还原技术生产金属化球团是最近三十年间发展起来的处理钢铁厂含锌粉尘和处理特殊有色金属矿石的新工艺。此项工艺过程是将含碳球团均匀铺放在转底炉的炉底，球团在炉内完成还原后采用螺旋出料机将球团排出转底炉，因此铺底料材质的选择是影响转底炉稳定运行的一个重要单元。

通常转底炉炉底采用轻烧白云石作为铺底料，但生产过程中难以满足工艺要求，存在以下不足：

(1)白云石在高温下与金属化球团发生渣化反应，产生粘结现象，当进入转底炉的生球团发生破碎或未被筛子筛除的小颗粒进入转底炉时，较小的球团颗粒将会与白云石发生渣化反应并粘结在炉底，而此时大部分还原后的金属化球团通过螺旋出料机排出转底炉，这部分破碎的小块金属化球团粘结在炉底上不能被螺旋出料机排出转底炉，但转底炉是连续不断的生产，这就使得转底炉的炉底由于不断粘结小颗粒，而一层一层的抬高，最终造成出料机出料困难。此时转底炉需要停产检修，削低炉底满足螺旋出料机的运行要求；

(2)转底炉运行一段时间后需要进行检修，大型检修时检修时间较长，可能发生炉膛温度降到常温的情况，此时炉底铺底料采用白云石会发生吸潮现象，造成白云石粉化产生大量粉末。由于粉化后白云石粉末比重较轻，转底炉从新点火升温过程中大量白云石粉末被炉内热废气吹起，粉末随废气进入转底炉余热系统，从而造成余热锅炉或换热器等装置发生粘接堵塞现象。

发明内容

本发明的目的在于一种镁碳质铺底料及其制备方法，此方法能够满足转底炉不同工艺，如处理钢铁厂处理含锌粉尘或采用铁精粉生产金属化球团(或直接还原铁)，以及有色行业采用钒钛磁铁矿、红土镍矿等生产金属化球团。采用此种镁碳质材料作为转底炉铺底料，可以对铺底料成份微调，从而实现转底炉铺底料适应多种原料条件，并克服铺底料粘结原料和粉化现象。

本发明的另一目的在于提供所述镁碳质铺底料的用途。

本发明通过以下技术方案实现：

一种镁碳质铺底料，由铺底料原料和外配添加剂组成；其特征在于：外配添加剂的重量为铺底料原料总重量的1.5％～4％.，采用的铺底料原料按重量百分比数据如下，总计为100％：

废弃镁碳砖75％～85％；

镁砂4％～9％；

石墨化沥青6％～9％；

废糖浆2％～4％；

酚醛树脂结合剂2％～3％。

废弃镁碳砖粒度组成为：粒度区间分别为小于200目的细粉，200目～2mm，2～3mm，3～5mm分别为10％～13％，14％～17％，22％～30％，40％～54％；

镁砂粒度组成为：粒度区间分别为小于200目的细粉，200目～1mm，1～3mm分别为20％～25％，40％～50％，30％～35％。

所述废弃镁碳砖一般选用电炉或者转炉维修时更换下的废料，其成份含量为：82％～87％的MgO，5％～9％的C，2％～3％SiO₂，2％～3％的CaO，4％～5％的Al₂O₃，＜1％的Fe₂O₃。

所述废糖浆为工业制糖过程中，蔗糖结晶后，剩余的不能结晶，但仍含有较多糖的液体残留物，其成份含量为：含糖量大于～42％、锤度65％以上。

以上述铺底料原料为100％，外配添加剂1.5％～4％.在以已经配好原料100％物料为基础上，外配添加剂应单独选用以下三种配料方案的任何一种，用以调整材料的性能以适用于不同工艺条件的转底炉。

外配添加剂选自以下的一种或其组合：

(1)外配添加剂可选择1％的Al₂O₃超微粉和1.5％～3％的镁铝合金细粉(150目～300目)做为抗氧化剂，以增强铺底料在转底炉高温区抵抗球团表面铁氧化物的氧化和炉内弱氧化气氛，增加强度；

(2)外配添加剂可选择1.5％～2％的金属硅粉和1％～1.5％的碳化硅粉，增强高温使用性能；

(3)外配添加剂可选择1.5％～2.5％的氮化钛，降低转底炉内高温金属化球团与铺底料之间的粘连。

所述用原料镁砂粒度小于等于3mm；石墨化沥青的固定碳含量＞75％，软化点＞250℃；