本發(fā)明涉及鋁電解廢舊內(nèi)襯磚的再利用技術(shù)，具體涉及一種脫氧合金劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
電解鋁工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，在當(dāng)今社會發(fā)展中起到了重要作用。目前我國鋁產(chǎn)量位居世界第一位，超過1500萬噸，而且仍然呈快速增長的勢頭。同時，鋁電解在給國民經(jīng)濟帶來大量有價值鋁錠的同時，也帶來了污染。污染源主要是大修后的固體廢料——廢舊內(nèi)襯，廢舊內(nèi)襯主要包括廢舊陰極和廢舊內(nèi)襯磚。
傳統(tǒng)的危險廢物填埋法處理給環(huán)境帶來很大隱患。目前我國有60余家電解鋁廠采用碳化硅-氮化硅絕緣內(nèi)襯材料，產(chǎn)能超過700萬噸鋁，而且還有近200萬噸的產(chǎn)能在建，未來我國新建的大型電解鋁槽也大多采用碳化硅-氮化硅絕緣內(nèi)襯技術(shù)。因此在未來的5年內(nèi)，我國將有大批的裝有碳化硅-氮化硅內(nèi)襯的電解槽進行大修，屆時將產(chǎn)生大量的碳化硅-氮化硅廢舊內(nèi)襯，因此研究廢舊碳化硅-氮化硅內(nèi)襯材料的無害化與資源化技術(shù)迫在眉睫。
各種煉鋼方法中通常是利用氧化法來除去鋼中大部分雜質(zhì)元素和有害物質(zhì)，這就使得氧化后期鋼中溶入過量的氧，過量的氧在鋼液中凝固時將逐漸從鋼液中析出，會形成夾雜物或氣泡，嚴(yán)重影響鋼的性能，因此，鋼液脫氧是煉鋼過程中必要的工藝環(huán)節(jié)，在出鋼過程中加入某些元素與氧發(fā)生反應(yīng)生成不溶于鋼水的氧化物，從而達到去除鋼水中溶解氧的目的。
如專利申請?zhí)?01410579325.X和申請?zhí)?01410674753.0等發(fā)明運用鎂、鋁、鐵等金屬制作煉鋼脫氧劑，以上專利主要根據(jù)金屬合金作為脫氧劑，專利申請?zhí)?01310710237.4發(fā)明使用鈣、硅、三氧化二鋁、錳等元素，研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的脫氧合金劑只能達到脫氧的效果，并不能同時改善渣系的流動性和渣系對鋼液中磷化物、硫化物等夾雜物的吸附。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于，提供一種脫氧合金劑及其制備方法,將鋁電解槽廢棄物重新利用，消除其對環(huán)境的污染，同時實現(xiàn)廢舊材料的無害化和資源化的目，并降低脫氧合金劑的生產(chǎn)成本。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：
一種脫氧合金劑，所述的脫氧合金劑由鋁電解廢舊內(nèi)襯磚制備而成。
進一步的，以100份重量單位計，所述的鋁電解廢舊碳化硅-氮化硅的主要成分包括：SiC為60～75份，Si3N4為10～25份，Na2SiO3為13份，NaF為2份，其他為雜質(zhì)。
一種脫氧合金劑的制備方法，包括以下步驟：
步驟一：將鋁電解廢舊內(nèi)襯磚的粒度破碎至5mm以下；
步驟二：將步驟一獲得的鋁電解廢舊內(nèi)襯磚在300℃以下進行干燥，使其含水量小于內(nèi)襯磚總重量的1％，得到脫氧合金劑。
本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在：
(1)本發(fā)明利用鋁電解廢舊內(nèi)襯磚制備脫氧合金劑，促使鋁電解廢舊內(nèi)襯磚與鋼渣中氧快速接觸，從而使脫氧反應(yīng)速度快，脫氧率高。
(2)本發(fā)明的廢舊內(nèi)襯磚中的硅、氮元素都是鋼的合金化元素，其中所含碳元素在脫氧過程可以提供很好的動力學(xué)條件。
(3)本發(fā)明的廢舊內(nèi)襯磚中含有一定量的氟化物，有利于改善冶煉渣系的流動性，有利于夾雜物的上浮去除。
(4)本發(fā)明的脫氧合金劑成分質(zhì)量穩(wěn)定，同時冶煉能耗低，生產(chǎn)成本較低，從而達到對鋁電解廢舊碳化硅磚固體廢棄物的回收利用，提升固體廢棄物的附加值。
以下結(jié)合具體實施方式對本發(fā)明進一步解釋說明。
具體實施方式
本發(fā)明所指的鋁電解廢舊內(nèi)襯磚為鋁電解廢舊碳化硅-氮化硅磚。
本發(fā)明的脫氧合金劑，由鋁電解廢舊內(nèi)襯磚制備而成；
其中，以100份重量單位計，所述的鋁電解廢舊碳化硅-氮化硅的主要成分包括：SiC為60～75份，Si3N4為10～25份，Na2SiO3為13份，NaF為2份，其他為雜質(zhì)。
本發(fā)明的脫氧合金劑的制備方法，包括以下步驟：
步驟一：對鋁電解廢舊內(nèi)襯磚進行破碎研磨和過篩，使其粒度達到5mm以下；
步驟二：將步驟一獲得的鋁電解廢舊內(nèi)襯磚在隧道窯、豎爐或鏈篦式回轉(zhuǎn)窯內(nèi)，在300℃以下進行干燥，干燥時間以內(nèi)襯磚的含水量小于內(nèi)襯轉(zhuǎn)總重量的1％來確定；
待內(nèi)襯磚冷卻至常溫后進行雙層膜打包封存，得到脫氧合金劑；
使用時，將本發(fā)明的脫氧合金劑以6～8g/kg(即1kg鋼水中加入脫氧合金劑6～8g)的量加入電爐中。
以下給出本發(fā)明的具體實施例，需要說明的是本發(fā)明并不局限于以下具體實施例，凡在本申請技術(shù)方案基礎(chǔ)上做的等同變換均落入本發(fā)明的保護范圍。
實施例1
本實施例給出一種脫氧合金劑，由鋁電解廢舊內(nèi)襯磚制備而成。
本實施例的脫氧合金劑的制備方法，按照以下步驟進行：
步驟一：對鋁電解廢舊內(nèi)襯磚進行破碎研磨和過篩，使其粒度達到5mm以下；
步驟二：將步驟一獲得的鋁電解廢舊內(nèi)襯磚在隧道窯、豎爐或鏈篦式回轉(zhuǎn)窯內(nèi)，在150℃下烘干30min；保證內(nèi)襯磚的含水量小于內(nèi)襯轉(zhuǎn)總重量的1％；將烘干的料球進行雙層薄膜打包封存。
使用時，在50kg的電爐中加入300g脫氧合金劑；
測定得到，在其他參數(shù)一定的情況下，堿度3.2的渣系中，加入的脫氧合金劑在鋼水中的融化時間縮短了1.2min，鋼液中的氧含量降低12％。
實施例2：
本實施例的脫氧合金劑及其制備方法與實施例1相同；
使用時，在50kg的電爐中加入320g脫氧合金劑；
測定得到，在其他參數(shù)一定的情況下，堿度3.2的渣系中，加入的脫氧合金劑在鋼水中的融化時間縮短了1.8min，鋼液中的氧含量降低24％。
實施例3：
本實施例的脫氧合金劑及其制備方法與實施例1相同；
使用時，在50kg的電爐中加入350g脫氧合金劑；
測定得到，在其他參數(shù)一定的情況下，堿度3.2的渣系中，加入的脫氧合金劑在鋼水中的融化時間縮短了3.15min，鋼液中的氧含量降低28.7％。
實施例4：
本實施例的脫氧合金劑及其制備方法與實施例1相同；
使用時，在50kg的電爐中加入380g脫氧合金劑；
測定得到，在其他參數(shù)一定的情況下，堿度3.2的渣系中，加入的脫氧合金劑在鋼水中的融化時間縮短了3.2min，鋼液中的氧含量降低22.8％。
實施例5：
本實施例的脫氧合金劑及其制備方法與實施例1相同；
使用時，在50kg的電爐中加入400g脫氧合金劑；
測定得到，在其他參數(shù)一定的情況下，堿度3.2的渣系中，加入的脫氧合金劑在鋼水中的融化時間縮短了3.5min，鋼液中的氧含量降低18％。
現(xiàn)有的脫氧劑很難像本發(fā)明所提出的碳化硅-氮化硅磚脫氧劑，本發(fā)明對鋼液脫氧同時會產(chǎn)生大量C-O氣體，能夠?qū)⑵渌趸飱A雜攜帶到渣系中，另外，碳化硅化合物與氧反應(yīng)為放熱反應(yīng)，有利于鋼液溫度的提升。
本發(fā)明一方面可以脫氧，另一方面在鋼液中夾雜物脫除提供有力的動力學(xué)條件，本發(fā)明所使用的鋁解廢舊內(nèi)襯磚內(nèi)部除了含有碳化硅以外，還含有其他原料，如氮化硅可以促使鋼液的合金化，有利于鋼液的性能提升，原料中含有的氟化鈉可以提升渣系的流動性，有利于渣系對鋼液中夾雜物的吸附，硅酸鈉屬于強堿弱酸性化合物，有利于渣系堿度提升，堿度的增加有利于渣系對鋼液中磷化物、硫化物等夾雜物的吸附。本發(fā)明所使用的鋁解廢舊內(nèi)襯磚，符合煉鋼脫氧作用和成本低，并且制作過程相比較其他發(fā)明簡易，有利于快速推廣。
綜上，本發(fā)明通過回收利用鋁解廢舊碳化硅-氮化硅磚來制備鋼包的脫氧合金劑，降低了脫氧合金劑在鋼水中的融化時間，并且使鋼液的含氧量降低；在50kg的電爐中加入350g脫氧合金劑時，鋼液中的氧含量降低最多，為28.7％。