水泥企業(yè)廢舊耐火磚回收利用的途徑

□□李列武

水泥企業(yè)廢舊耐火磚回收利用的途徑

Recycle and Reuse Approaches of Waste Refractory Bricks for Cement Plants

□□李列武

回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)檢修時(shí)產(chǎn)生的大量廢舊耐火磚，一般是作為工業(yè)垃圾處理。我們將之回收，經(jīng)細(xì)碎、篩選后，作為骨料和粉料，按比例配比、攪拌均化，使用耐火水泥（高鋁水泥）作為膠結(jié)材料，制作耐火澆注料。符合耐火澆注料的制作原理，成本低，同時(shí)在耐火材料使用方面使企業(yè)走上了循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展道路。

廢舊耐火磚；回收；耐火澆注料

1 前言

我公司現(xiàn)有兩條2000t/d和一條5000t/d新型干法水泥生產(chǎn)線，作為熱工設(shè)備的回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)，年使用耐火材料的數(shù)量很大，僅耐火澆注料年使用量就在350t左右，按各品種澆注料平均單價(jià)3500元計(jì)算，此項(xiàng)年投入需122.5萬元，生產(chǎn)成本壓力較大。

公司為降低制造成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，于2008年利用回轉(zhuǎn)窯檢修拆除的廢舊耐火磚研制耐火澆注料。從耐火澆注料的生產(chǎn)原理看，利用廢舊耐火磚制作耐火澆注料是完全可行的，耐火材料生產(chǎn)廠家也多有回收利用的案例，關(guān)鍵問題是確定合理的物料配比、顆粒級(jí)配等技術(shù)參數(shù)，以達(dá)到適用于不同部位的合理的理化參數(shù)。

2 物料配比、顆粒級(jí)配等技術(shù)參數(shù)的試驗(yàn)

為了確定合理的物料、顆粒級(jí)配參數(shù)，2008年2月15日至2月25日在公司質(zhì)檢中心混凝土研究室對自制耐火集料方案進(jìn)行了試驗(yàn)，試驗(yàn)過程和結(jié)果見表1。

表1 自制耐火集料試驗(yàn)結(jié)果

2.1 試驗(yàn)方案

2.1.1 基準(zhǔn)配比

用振動(dòng)棒振動(dòng)施工時(shí)，水料比0.10左右。

2.1.2 制定因素位級(jí)表

以影響集料主要指標(biāo)強(qiáng)度和耐磨性定位級(jí)。

因素A——粉料配比

第一位級(jí)15；第二位級(jí)10；第三位級(jí)20。

因素B——耐火水泥配比

第一位級(jí)12；第二位級(jí)15；第三位級(jí)8。

因素C——水灰比

第一位級(jí)0.45；第二位級(jí)0.5；第三位級(jí)0.4。

現(xiàn)將以上綜合成因素位級(jí)表（表2）。

表2 因素位級(jí)表

2.2 試樣制備

將35塊耐火磚敲碎至粒度＜25mm的樣品備用。

一級(jí)破碎：控制粒度5～15mm,破碎后樣品一式兩份，一份編號(hào)為1號(hào)骨料，另一半進(jìn)行二級(jí)破碎。

二級(jí)破碎：控制粒度3～5mm,破碎后樣品一式兩份，一份編號(hào)為2號(hào)骨料，另一半進(jìn)行三級(jí)破碎。

表3 樣品配比，%

表4 抗壓試驗(yàn)結(jié)果與分析，MPa

三級(jí)破碎：控制粒度≤3mm,破碎后樣品為粉料。

2.3 樣品配比（表3）

2.4試塊的制作與養(yǎng)護(hù)

分別按如上編號(hào)稱重配料，經(jīng)充分拌勻后裝于100mm×100mm×100mm的混凝土試模中，在混凝土振實(shí)臺(tái)振動(dòng)1min，再在養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)3d后做抗壓試驗(yàn)。

2.5 抗壓試驗(yàn)結(jié)果與分析

從表4試驗(yàn)結(jié)果來看，N4、N5、N6、N7四組的耐壓強(qiáng)度均超過粘土制和高鋁質(zhì)致密耐火澆注料標(biāo)準(zhǔn)YB/T 5083—1997中最高不小于40MPa的要求。由于受混凝土研究室現(xiàn)有試驗(yàn)條件的限制，結(jié)果只有相對可比性，其他主要指標(biāo)如耐火度、荷重軟化溫度、耐磨性等指標(biāo)經(jīng)委托檢測,均達(dá)到了高鋁質(zhì)耐火澆注料指標(biāo)要求。

從3d耐壓強(qiáng)度與配比的對應(yīng)關(guān)系來看，粉料與骨料的比例大小以及水泥摻入量是影響耐壓強(qiáng)度的主要因素。水料比主要參照澆注料實(shí)際使用時(shí)和在振實(shí)臺(tái)振動(dòng)時(shí)的情況相比較，結(jié)合破型后斷面的氣孔狀況，水料比0.10是比較適宜的。綜合考慮，N7配比是最優(yōu)選擇。

自制耐火集料的施工、養(yǎng)護(hù)和烘烤按《水泥回轉(zhuǎn)窯用耐火材料使用規(guī)程》執(zhí)行。

3 實(shí)際應(yīng)用效果及推廣情況

3.1 實(shí)際應(yīng)用效果

通過試驗(yàn)，我們掌握了一些用耐火磚自制耐火集料的數(shù)據(jù)。為了進(jìn)一步確定適宜的技術(shù)參數(shù)，我們先小批量制作了12t，于2008年4月在5000t/d生產(chǎn)線的窯頭罩側(cè)墻和2000t/d生產(chǎn)線篦冷機(jī)墻體小面積使用，使用周期均在6個(gè)月以上。通過現(xiàn)場使用、消耗變化情況觀察，該自制澆注料完全能夠在使用溫度不超過1000℃和氣流不直接沖刷的部位使用。

3.2 推廣情況

根據(jù)掌握的數(shù)據(jù)和試用的經(jīng)驗(yàn)，我們集中收集了廢舊耐火磚100余噸，自制了耐火澆注料60t，在公司各生產(chǎn)線推廣使用，取得了較好效果。

需要特別說明的是，鎂鉻磚在堿性氣氛中產(chǎn)生的Gr6+,易溶于水，對人體有害，不應(yīng)使用鎂鉻磚殘磚制作耐火澆注料。

4 經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益

4.1經(jīng)濟(jì)效益

直接成本計(jì)算：

收集、篩選耐火磚人工和運(yùn)輸費(fèi)：400元/t

破碎費(fèi)用:240元/t

耐火水泥:2000×15%=300元/t

鋼纖維:40000×0.5%=200元/t

合計(jì)1140元/t。

經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算：耐火溫度1200℃高鋁質(zhì)耐火澆注料平均價(jià)格：1450 元/t，每噸節(jié)約成本：1450-1140=310元。

4.2 社會(huì)效益

每個(gè)水泥企業(yè)在檢修時(shí)都會(huì)產(chǎn)生大量的廢棄耐火磚，一般都是倒進(jìn)垃圾場，我們利用企業(yè)自有技術(shù)力量，利用廢棄耐火磚研制耐火澆注料，使企業(yè)走上循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展道路，降低了企業(yè)生產(chǎn)成本，帶來一定的經(jīng)濟(jì)效益。

TQ172.622.29

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1001－6171（2011）01-0108-02

2010-06-30； 編輯：呂光