刚玉渣配制炼铁用耐火浇注料可行性研究

1、 刚玉渣配制炼铁用耐火浇注料可行性研究 摘要：刚玉渣是一种优质的耐火资源，本实验旨在开发出一种应用于炼铁领域的刚玉渣耐火浇注料，替代成本较高的商品浇注料，有效降低炼铁的耐材消耗成本，并取得显著的经济效益。关键词：刚玉渣，耐火材料，炼铁，资源利用引言目前，攀钢采用铝热法生产高钒铁，原料为金属铝和石灰，产生的炉渣属caoa12o3系，其a12o3含量高达60以上，被称为刚玉渣（又叫钒铁渣）。攀钢生产钒铁每年要副产15000吨以上的刚玉渣，其中50刚玉渣8000吨以上，80刚玉渣7000吨以上。由于刚玉渣中含有1.0%1.5%的v2o5，目前大部分出售给周边小厂提取其中的残钒，提钒后的残渣成为废弃物

2、，没有从根本上解决刚玉渣的综合利用问题。刚玉渣是一种优质的耐火资源，研究表明，刚玉渣中al2o3+mgo含量大于80%，是一种人造铝镁质耐火原料，耐火度大于1770。1刚玉渣的性质1.1 刚玉渣的化学成份铝热法冶炼钒铁的还原剂为金属铝，氧化钙为调渣剂，因此刚玉渣主要成份为氧化铝、氧化钙，炉衬材料氧化镁，以及夹杂的的钒氧化物等。铝热法刚玉渣化学成份见表1。表1 刚玉渣化学成份%名称caosio2al2o3fe2o3v2o5刚玉渣11.890.63665.276820251.07715200.50.5ca、ca2、-al2o32 刚玉渣的水化凝结性能实验从刚玉渣的化学成分和物相组成分析，刚玉渣成分

3、和物相与铝酸盐水泥接近，本身具有水化硬化特性，将刚玉渣破碎粉磨成0.045mm以下的细粉（水泥细度）后，验证刚玉渣的水化凝结性能，与铝酸盐水泥做对比分析刚玉渣细粉的凝结时间和水化凝结强度。2.1 原料及要求原料采用50刚玉渣和80刚玉渣，对比材料为ca-70铝酸盐水泥，耐火骨料采用高铝粗骨料和高铝细骨料，试验用原料及要求见表4所示。表4原料及要求名称规格产地50刚玉渣al2o3 65.7%、粒度0.045mm钒业公司80刚玉渣al2o376.5%、粒度0.045mm钒业公司铝酸盐水泥ca70实验室自备高铝骨料al2o3 71.3%、粒度0.55mm攀钢钒炼铁厂高铝细粉al2o3 71.3%、粒

4、度0.1mm攀钢钒炼铁厂2.2 测试方法将50刚玉渣、80刚玉渣、铝酸盐水泥按照标准gb1346-89测定凝结时间。然后按照表5的试验配比将原料混匀后加水搅拌，并制成40mm40mm160mm的试样，在温度20、湿度90%的水泥养护箱中养护3d，在11024h条件下烘干，按照标准yb/t5118-1993、yb/t5117-1993测试试样的体积密度、耐压强度（11024h、10003h、15003h），抗折强度（11024h、10003h、15003h），重烧线变化率（10003h、15003h）等性能。表5 试验配比方案配比%高铝骨料高铝细粉铝酸盐水泥50刚玉渣80刚玉渣a453025-b

5、4530-25-c4530-252.3 实验结果试验结果见表6。从表中可以看出，利用刚玉渣作为胶凝材料的试样初凝和终凝时间都短于铝酸盐水泥，但都符合铝酸盐胶凝材料和施工要求，属于早强型胶凝材料。三种方案的试样体积密度基本接近，铝酸盐水泥稍大。从耐压强度和抗折强度性能看，刚玉渣的常温强度高于铝酸盐水泥强度，50刚玉渣的中高温处理后的强度低于铝酸盐水泥强度，而80刚玉渣的中高温处理后的强度与铝酸盐水泥强度接近。从重烧线变化率看，以刚玉渣为结合剂的试样10003h和15003h处理后线变化率很接近，都低于以铝酸盐水泥为结合剂的试样2。表6 试验结果方案abc凝结时间h初凝1.01.00.5终凝4.03.52.5体积密度g/cm311024h2.402.302.32抗压强度mpa11024h17.217.923.510003h20.313.219.815003h25.318.124.5抗折强度mpa11024h5.25.85.910003h6.54.75.015003h7.55.98.5重烧线变化率%10003h-0.28-0.09-0.0515003h-0.57-0.31-0.423总结刚玉渣细粉具有一定的水化性能，以刚玉渣细粉替代铝酸盐水泥结合剂后，浇注料的性能基本与铝酸盐水泥接近，通过选择合适的配比和配比优化后，刚玉渣细粉完全可以替代铝酸盐水泥，作为耐火浇注料的结合剂使用。参