剛玉渣配制煉鐵用耐火澆注料可行性研究

1、 剛玉渣配制煉鐵用耐火澆注料可行性研究 摘要：剛玉渣是一種優(yōu)質(zhì)的耐火資源，本實(shí)驗(yàn)旨在開發(fā)出一種應(yīng)用于煉鐵領(lǐng)域的剛玉渣耐火澆注料，替代成本較高的商品澆注料，有效降低煉鐵的耐材消耗成本，并取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益。關(guān)鍵詞：剛玉渣，耐火材料，煉鐵，資源利用引言目前，攀鋼采用鋁熱法生產(chǎn)高釩鐵，原料為金屬鋁和石灰，產(chǎn)生的爐渣屬caoa12o3系，其a12o3含量高達(dá)60以上，被稱為剛玉渣（又叫釩鐵渣）。攀鋼生產(chǎn)釩鐵每年要副產(chǎn)15000噸以上的剛玉渣，其中50剛玉渣8000噸以上，80剛玉渣7000噸以上。由于剛玉渣中含有1.0%1.5%的v2o5，目前大部分出售給周邊小廠提取其中的殘釩，提釩后的殘渣成為廢棄物

2、，沒有從根本上解決剛玉渣的綜合利用問題。剛玉渣是一種優(yōu)質(zhì)的耐火資源，研究表明，剛玉渣中al2o3+mgo含量大于80%，是一種人造鋁鎂質(zhì)耐火原料，耐火度大于1770。1剛玉渣的性質(zhì)1.1 剛玉渣的化學(xué)成份鋁熱法冶煉釩鐵的還原劑為金屬鋁，氧化鈣為調(diào)渣劑，因此剛玉渣主要成份為氧化鋁、氧化鈣，爐襯材料氧化鎂，以及夾雜的的釩氧化物等。鋁熱法剛玉渣化學(xué)成份見表1。表1 剛玉渣化學(xué)成份%名稱caosio2al2o3fe2o3v2o5剛玉渣11.890.63665.276820251.07715200.50.5ca、ca2、-al2o32 剛玉渣的水化凝結(jié)性能實(shí)驗(yàn)從剛玉渣的化學(xué)成分和物相組成分析，剛玉渣成分

3、和物相與鋁酸鹽水泥接近，本身具有水化硬化特性，將剛玉渣破碎粉磨成0.045mm以下的細(xì)粉（水泥細(xì)度）后，驗(yàn)證剛玉渣的水化凝結(jié)性能，與鋁酸鹽水泥做對比分析剛玉渣細(xì)粉的凝結(jié)時間和水化凝結(jié)強(qiáng)度。2.1 原料及要求原料采用50剛玉渣和80剛玉渣，對比材料為ca-70鋁酸鹽水泥，耐火骨料采用高鋁粗骨料和高鋁細(xì)骨料，試驗(yàn)用原料及要求見表4所示。表4原料及要求名稱規(guī)格產(chǎn)地50剛玉渣al2o3 65.7%、粒度0.045mm釩業(yè)公司80剛玉渣al2o376.5%、粒度0.045mm釩業(yè)公司鋁酸鹽水泥ca70實(shí)驗(yàn)室自備高鋁骨料al2o3 71.3%、粒度0.55mm攀鋼釩煉鐵廠高鋁細(xì)粉al2o3 71.3%、粒

4、度0.1mm攀鋼釩煉鐵廠2.2 測試方法將50剛玉渣、80剛玉渣、鋁酸鹽水泥按照標(biāo)準(zhǔn)gb1346-89測定凝結(jié)時間。然后按照表5的試驗(yàn)配比將原料混勻后加水?dāng)嚢瑁⒅瞥?0mm40mm160mm的試樣，在溫度20、濕度90%的水泥養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)3d，在11024h條件下烘干，按照標(biāo)準(zhǔn)yb/t5118-1993、yb/t5117-1993測試試樣的體積密度、耐壓強(qiáng)度（11024h、10003h、15003h），抗折強(qiáng)度（11024h、10003h、15003h），重?zé)€變化率（10003h、15003h）等性能。表5 試驗(yàn)配比方案配比%高鋁骨料高鋁細(xì)粉鋁酸鹽水泥50剛玉渣80剛玉渣a453025-b

5、4530-25-c4530-252.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果試驗(yàn)結(jié)果見表6。從表中可以看出，利用剛玉渣作為膠凝材料的試樣初凝和終凝時間都短于鋁酸鹽水泥，但都符合鋁酸鹽膠凝材料和施工要求，屬于早強(qiáng)型膠凝材料。三種方案的試樣體積密度基本接近，鋁酸鹽水泥稍大。從耐壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度性能看，剛玉渣的常溫強(qiáng)度高于鋁酸鹽水泥強(qiáng)度，50剛玉渣的中高溫處理后的強(qiáng)度低于鋁酸鹽水泥強(qiáng)度，而80剛玉渣的中高溫處理后的強(qiáng)度與鋁酸鹽水泥強(qiáng)度接近。從重?zé)€變化率看，以剛玉渣為結(jié)合劑的試樣10003h和15003h處理后線變化率很接近，都低于以鋁酸鹽水泥為結(jié)合劑的試樣2。表6 試驗(yàn)結(jié)果方案abc凝結(jié)時間h初凝1.01.00.5終凝4.03.52.5體積密度g/cm311024h2.402.302.32抗壓強(qiáng)度mpa11024h17.217.923.510003h20.313.219.815003h25.318.124.5抗折強(qiáng)度mpa11024h5.25.85.910003h6.54.75.015003h7.55.98.5重?zé)€變化率%10003h-0.28-0.09-0.0515003h-0.57-0.31-0.423總結(jié)剛玉渣細(xì)粉具有一定的水化性能，以剛玉渣細(xì)粉替代鋁酸鹽水泥結(jié)合劑后，澆注料的性能基本與鋁酸鹽水泥接近，通過選擇合適的配比和配比優(yōu)化后，剛玉渣細(xì)粉完全可以替代鋁酸鹽水泥，作為耐火澆注料的結(jié)合劑使用。參