铁沟用再生浇注料和捣打料

《出铁沟用再生浇注料和捣打料》行业标准编制说明《出铁沟用再生浇注料和捣打料》行业标准起草小组2012年8月行业标准编制说明目前，我国钢铁和耐火材料的产量均居世界首位，钢铁工业吨钢（铁）耐火材料消耗虽由上世纪80年代的60kg/t降低到现在的20~25kg/t，但与世界先进水平存在巨大差距，如日本单耗小于5kg/t。

除了工艺技术装备等客观原因外，用后耐火材料再生利用比例低、缺乏相应再生利用技术标准来进行规范和引导也是造成耐火材料单耗难以进一步降低的一个影响因素。

大量废弃耐火材料的简单处理不仅污染环境，而且浪费资源；如果回收利用，又存在各种各样的质量问题与担忧。

如何利用废弃耐火材料、对产品加以规范化生产，同时又不影响产品的使用性能和寿命，是钢铁用户最关心的问题；而耐火材料行业在大力发展循环经济、鼓励资源节约利用的形势下，如何利用政策优势，增加再生资源的利用价值，制定相应的技术标准就至关重要。

1、工作简要过程、任务来源、主要参与单位和工作成员2011年11月工业和信息化部以工信厅科[2012]68号下达《出铁沟用再生浇注料和捣打料》标准计划，项目号为2012-0067T-YB。

在接到该标准修订任务后，成立了《铁沟用再生浇注料和捣打料》标准制订工作小组，制定了工作计划，立即进行资料的查阅，并收集使用单位的意见。

本标准的此次制订参照了YB/T4126-2005高炉出铁沟浇注料冶金行业标准以及国内武钢、首钢、宝钢、洛阳耐火材料研究院等钢铁企业与耐火材料企业近几年所使用或生产产品的实际技术指标，在此基础上编制了《铁沟用再生浇注料和捣打料》标准征求意见稿。

该标准是按照GB/T1.1-2000《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写规则》要求编写的。

2、标准化对象简要情况及制修订标准的原则1）标准化对象简要情况①.产品的主要品种、产量及生产厂家产品的主要品种分再生浇注料、再生捣打料以及再生沟泥三大类。

其中再生浇注料有用于主沟和渣沟之分，主沟再生浇注料有少量应用，但很少报道，主要原因在于主沟安全要求高，一般主沟是按吨铁承包经营，所以使用公司并不关心是否使用再生原料；只有小型高炉的承包单位为了减少成本压力，使用较好的再生原料来生产中、小型高炉的主沟浇注料产品；国内使用渣沟再生浇注料的情况宝钢、首钢、武钢都有报道，效果也较好。

国内B钢厂下属实业公司专门回收铁厂的废弃耐火材料，出铁沟系统耐火材料每年回收量在1500吨，主要用于生产再生浇注料、再生捣打料、再生沟泥；B钢厂耐火材料公司设有资源回收部门专门回收该厂废弃耐火材料，每年在1万吨左右。

A钢综合开发公司专门从事该厂废弃材料的回收利用，并投产了废弃耐火材料综合回收利用的工厂进行处理，年回收废弃耐火材料达10万吨以上，部分用于生产再生浇注料、再生捣打料。

再生捣打料主要用于铁沟、支沟和残铁沟的砌筑与维护；再生沟泥用于铁沟、渣沟的维护及部分渣铁罐车的维护。

国内各大钢厂也有关于耐火材料回收利用的相关报道。

以A、B两个钢厂的情况推算，全国仅高炉废弃铁沟用耐火材料应在5万吨以上，利用价值可观。

②.产品的主要用途和质量情况产品主要用途：再生浇注料、再生捣打料及再生沟泥主要供高炉出铁沟的砌筑和维护使用，少数铁厂也用来作为铁水包、鱼雷管、混铁炉的修补材料。

再生浇注料的质量情况：再生渣沟浇注料的成份要求中Al2O3≥53%，SiC + C≥17%， CaO≤1.5%；110℃×24h烘干后体积密度≥2.40g/cm3，1450℃×3h 烧后体积密度≥2.35g/cm3，110℃×24h烘干后耐压强度≥20MPa，1450℃×3h 烧后耐压强度≥35Mpa，1450℃×3h线变化率仍然保持在±0.5%；适用于所有高炉的渣沟或残铁沟。

再生铁沟浇注料的成份要求中Al2O3≥60%，SiC + C≥16%，CaO≤1.5%，110℃×24h烘干后体积密度≥2.70g/cm3，1450℃×3h烧后体积密度≥2.65g/c m3，1450℃×3h烧后线变化率仍然保持在±0.5%，110℃×24h烘干后耐压强度≥25MPa，1450℃×3h烧后耐压强度≥35MPa；适用于炉容1000m3以下的的小型高炉主沟或支铁沟。

再生捣打料的质量情况：再生捣打料的成份要求中Al2O3≥55%，SiC + C≥12%；110℃×24h烘干后体积密度≥2.40g/cm3，1450℃×3h烧后体积密度≥2.35g/cm3，1450℃×3h烧后线变化率仍然保持在±0.5%，110℃×24h烘干后耐压强度≥15MPa，1450℃×3h烧后耐压强度≥20MPa。

适用于高炉支铁沟或渣沟、残铁沟的维护。

再生沟泥的质量情况：再生沟泥的成份要求中Al2O3≥35%，SiC + C≥5%；110℃×24h烘干后体积密度≥1.85g/cm3，1450℃×3h烧后体积密度≥1.90g/cm3，110℃×24h烘干后耐压强度≥5MPa，1450℃×3h烧后耐压强度≥15MPa。

适用于高炉的铁沟、渣沟维护。

2）制修订标准的原则（1）制修订标准的依据或理由随着耐火材料技术的发展，多数钢铁行业对高炉出铁系统耐火材料实行吨铁总承包制度，要求一方面满足炼铁生产需要，另外一方面需要降低生产成本。

在此情况下，多数耐火材料生产企业一方面利用技术进步追求高炉出铁沟的长寿低消耗，另外也希望进行废弃耐火材料的回收与安全利用，以降低成本。

国外日本与法国企业早就进行了废弃耐火材料的研究与利用工作，但各国在废弃耐火材料的质量要求方面尚无统一的规定标准，我国的废弃耐火材料产量已接近上百万吨的规模，但大多数都是企业回收自产自销，少数进入市场流通。

随着废弃耐火材料利用技术的进步，为了积极响应建设两型社会的方针，本着节约资源，减少浪费，充分利用国家政策，规范和提高废弃耐火材料的利用水平，有必要制订出铁沟再生耐火材料的国家行业标准。

（2）制修订标准的原则①结合国情，充分考虑国内不同炉容高炉的耐火材料使用现状，最大限度利用好废弃耐火材料资源的原则。

②优先向国外先进技术靠拢和指导废弃耐火材料合理安全使用的发展方向的原则。

③适当分开档次，尽量扩大使用面的原则。

④根据产品使用部位不同进行分类，考虑不同用户需求的原则。

3、采用标准的情况本标准没有统一的国际标准可以采用，国内仅有出铁沟耐火材料（YB/T4126-2005）的行业标准；日本、韩国、德国等国的出铁沟耐火材料标准也各不相同；近年国内外大型出铁沟开始分渣线、铁线浇注料复合浇注主沟，寿命大幅度提高。

与之对应，我国采用分渣线、铁线浇注后，废弃耐火材料的组成和成份也有变化，且波动较大。

有关材料的性能组成情况见表1～2。

表1 国内外铁沟、渣沟浇注料的组成与性能表2 国内外铁沟、渣沟捣打料的组成与性能从国内外有报道的资料看，再生浇注料和再生捣打料的组成与性能指标根据其使用部位不同要求不一样。

铁沟再生浇注料的氧化铝含量相对较高，而渣沟的碳化硅含量相对较高些。

4、标准的主要内容确定的论据1）化学成分的确定再生浇注料、再生捣打料、再生沟泥中的Al2O3、SiC+C、CaO的化学分析事关材料的品质与性能，必须列入常规分析检验。

（1）再生浇注料、再生捣打料、再生沟泥中的Al2O3是材料的主要骨料与细粉选择的判断依据，必须作为标准的主要内容。

（2）SiC+C：在出铁沟耐火材料中，SiC+C的含量高低决定了材料的抗渣性能与抗侵蚀性能，其含量高，必将影响其耐用性能。

（3）CaO：CaO主要由废弃耐火材料中的渣和水泥结合剂带入，CaO高，再生耐火材料的高温性能变差，必须严格控制。

高炉出铁沟用再生耐火材料的成份限定必须考虑两个因素：一是与原有行业标准的继承与相容性；另一方面就是需要考虑采用再生原料后产品使用的安全性。

再生渣沟浇注料的成份要求中Al2O3≥53%，SiC + C≥17%，主要考虑到再生原料的杂质影响，因此将氧化铝的要求适度提高，以提高渣沟浇注料的档次，考虑到再生原料中含有CaO，且局部附着的渣成份中氧化钙含量也很高，因此对再生渣沟浇注料中CaO限定≤1.5%；根据分析：加入2%水泥的渣沟再生浇注料变形0.60%时的荷重软化温度为1640℃；加入3%水泥的渣沟再生浇注料变形0.60%时的荷重软化温度为1621℃；加入5%水泥的渣沟再生浇注料变形0.60%时的荷重软化温度为1492℃；加入7%水泥的渣沟浇注料变形0.60%时的荷重软化温度为1454℃。

水泥加入量大，带入CaO量增加，高温性能变差；铁水与液态高炉渣的温度可以达到1400℃左右，因此必须限定氧化钙的总含量，以控制材料的有害杂质含量。

再生铁沟浇注料的成份要求中Al2O3≥60%，SiC + C≥16%，主要考虑到铁沟浇注料的应用范围，再生铁沟浇注料一般推荐在1500M3以下的主沟或支铁沟使用，因此氧化铝、SiC + C的要求没有变化，考虑到再生原料中含有CaO，铁沟可能为储铁式主沟，因此再生铁沟浇注料中CaO限定≤1.5%，以控制材料的有害杂质含量，保持其具有良好的高温性能，能够满足承载高温铁水的要求。

根据分析：加入3%水泥的铁沟再生浇注料变形0.60%时的荷重软化温度为1670℃；加入5%水泥的铁沟再生浇注料变形0.60%时的荷重软化温度为1487℃；加入7%水泥的铁沟再生浇注料变形0.60%时的荷重软化温度为1454℃。

水泥加入量增加也相应导致CaO量增加，高温性能变差；因此控制CaO量含量也利于控制性能变化。

再生捣打料的成份要求中Al2O3≥55%，SiC + C≥12%，主要考虑到其用于铁沟、渣沟垫沟或捣打成型的应用范围，参考了洛阳耐火材料研究院以及国内相关厂家对氧化铝、SiC + C的要求指标。

洛阳耐火材料研究院生产的铁沟用捣打料成份要求中Al2O3≥58%，SiC + C≥12%；韩国、日本有些资料报道的铁沟用捣打料成份要求中Al2O3≥55%。

再生沟泥的成份要求中Al2O3≥35%，SiC + C≥5%，主要考虑到其用于一般的维护铺沟泥与局部修补使用，要求条件不高，对于再生原料可以大量回用的因素。

2）物理特性的确定再生浇注料、再生捣打料、再生沟泥用于高炉出铁沟的砌筑与维护，能够承受高温渣与铁水的冲刷、磨损与侵蚀，因此需要有合适的体积密度、常温与高温烧后耐压强度、高温烧后线变化率。

（1）体积密度：再生浇注料、再生捣打料、再生沟泥都是由骨料及细粉组成的，紧密堆积才能获得较高的体积密度，才可能满足再生材料耐磨损耐冲刷的需求；同时体积密度的高低与原材料的品位高低有关，原材料品位高、性能好，体积密度大，因此再生耐火材料的体积密度必须得到控制，而且要列入常规检验。