[发明专利]一种钢包增碳剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种钢包增碳剂，由铝电解槽废旧阴极炭块和铝电解槽废旧阴极内衬制备而成，将铝电解槽废旧阴极炭块和废旧阴极内衬破碎至5mm以下，混合10～20min，在300℃以下进行干燥，使混合料的水量小于混合料总重量的1％，得到钢包增碳剂；本发明的铝电解的废旧阴极炭块内部含有一定量的氟化物有利于改善冶炼渣系的流动性，有利于夹杂物的去除；本发明的铝电解槽废旧内衬与渣中的金属氧化物化合成低熔点的硅酸盐，有利于钢包化渣；降低了钢包增碳剂的生产成本，有利于增加铝电解过程的固体废弃物的回收利用和提升固体废弃物的附加值。

技术领域

本发明涉及铝电解废阴极炭块的再利用技术，具体涉及一种钢包增碳剂及其制备方法。

背景技术

电解铝工业是国民经济的基础产业，在当今社会发展中起到了重要作用。目前我国铝产量位居世界第一位，超过1500万吨，而且仍然呈快速增长的势头。同时，铝电解在给国民经济带来大量有价值铝锭的同时，也带来了污染。最大的污染源就是电解槽废旧阴极。

到目前为止废旧电解槽内衬量累计排放量已达700多万吨，我国的电解铝厂主要采用大型预焙阳极电解槽，电解槽运行达到其使用寿命就必须进行大修，大修时电解槽的内衬就要更换，这些大修时产生的物料称为大修废渣或电解槽废内衬等。废旧阴极炭块堆放时其中的氟化物和氰化物渗入地下水中，污染水源。此外，还对周围动植物有很大危害，影响自然生态平衡，使农作物减产。而现有技术几乎都未考虑如何有效节能、减排和降低成本的技术，从而难以实现工业规模的开发利用。

钢包增碳是在出钢时钢水流入盛钢桶(即钢包)过程中或出完钢后在钢包内向钢中加入含碳材料的操作，钢包增碳剂是调节钢中的碳，使碳含量达到钢种要求。

发明申请号201410243232.X专利提出将焦粉筛分、干燥制备炼钢钢包的增碳剂；发明申请号201510952237.4专利根据微粉石墨和电极粉末混合料与黏结剂组成；发明申请号201510288085.2专利利用废石墨电极和复合材料黏结剂制备。以上提出的三种相关钢包增碳剂主要以焦粉、微粉石墨、电极粉末。钢包加入增碳剂一般在冶炼将要结束时，由于钢水碳含量偏低，钢包后期由于钢水温度降低，现有的增碳剂会使渣系黏度增加，流动性变差。

发明内容

针对上述现有技术存在的不足，本发明的目的在于，提供一种钢包增碳剂及其制备方法，将铝电解废弃物重新利用，能有效提高钢水碳含量和渣的流动性，并且降低增碳剂的生产成本。

为解决上述技术问题，本发明采用了以下技术方案：

一种钢包增碳剂，所述的钢包增碳剂包括以下原料：铝电解槽废旧阴极炭块和铝电解槽废旧内衬砖。

进一步的，以重量份数计，由以下原料组成：铝电解槽废旧阴极炭块为92.6～100份，铝电解槽废旧废旧内衬砖为0～7.4份，原料的重量份数之和为100份。

进一步的，以重量份数计，由以下原料组成：铝电解槽废旧阴极炭块为94.3份，铝电解槽废旧内衬砖为5.7份，原料的重量份数之和为100份。

进一步的，以100份重量单位计，所述的铝电解槽废旧阴极炭块的成分包括：C为60～75份，F为9～18份，SiO₂为4份，Al为4份，Na为5～10份，其他含量为杂质；

以100份重量单位计，所述的铝电解槽废旧内衬砖的成分包括：SiC为60.42份，Si₃N₄为14.22份，Na₂SiO₃为15.53份，NaF为2份，其他为杂质。

一种钢包增碳剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：将铝电解槽废旧阴极炭块和铝电解槽废旧内衬砖的粒度破碎至5mm以下；