桂滿城 饒磊 劉自民 張耀輝 馬孟臣
(馬鞍山鋼鐵股份有限公司)
摘要：利用鋼渣、廢鋁磚、水泥等原料制備鋅余渣分割用隔板材料，研究不同水泥、鋼渣及廢鋁磚添加量對隔板材料力學性能和耐火度的夠響。結果表明鋼注一廢鋁磚隔板材料中，水泥15%,廢鋁磚20%,風碎渣65%時制備的隔板材料28天強度29. 63 MPa,耐火度1 300 °C ,而現場使用的隔板材料強度10 MPa,耐火度1 300 °C ,滿足現場使用要求的前提下強度較優。全鋼渣作為原料制作隔板材料，水泥12%,熱悶渣88%時制備的隔板材料28天強度23.75 MPa,耐火度1 350 性能滿足現場使用要求且強度較高，成本較低。
關鍵詞：鑄余渣；渣罐；隔板；鋼渣；性能
0前言
鋼水澆鑄完成前，為不影響鑄坯質量，鋼包內會殘留部分鋼水與鋼渣混合物，即鑄余渣，溫度髙達1 400-1 600 °C,鋼水與渣處于相對分層狀態。目前，大多數鋼鐵企業都采用渣罐盛裝鑄余渣，然后運輸至渣處理車間進行后續的錘擊破碎或氧氣切割[1]。為避免大渣舵的產生以及錘擊破碎或氧氣切割的工作效率低下及污染問題，部分鋼廠開發并實施了鑄余渣隔板處理工藝：鑄余渣翻渣前，在渣罐中預置混凝土隔板，利用隔板與殘鋼在高溫條件下的相容性（互相不排斥）及不同材料的差異性（可分離性），鑄余渣翻渣后由于隔板的隔斷作用會被自動分割成若干小塊渣鋼，符合返爐煉鋼的尺寸要求。
因此，本文嘗試利用鋼廠的鋼渣及廢舊耐火材料等固廢，做為原料制備鑄余渣渣罐隔板材料，并探索不同水泥、鋼渣及廢舊耐火材料添加量對隔板材料力學性能和耐火度的影響。
1原料及試驗方法
1. 1 原料
試驗用原料熱悶渣、風碎渣均來自鋼渣處理生產線，廢鋁磚來自用后耐火材料。原料的具體參數見表1,原料的粒度組成見表2。
1.2試驗方法
根據現場使用的隔板材料的抗壓強度10 MPa, 耐火度1 300 r，按照混凝土的設計標準GB/T50010-2010«混凝土結構設計規范》選取等級較低的C15,材料的制作和檢測過程參照GB/T50081 -2002《普通混凝土力學性能試驗方法標準》進行，耐火度按照GB /T 7322-2007«耐火材料耐火度試驗方法》檢測。
2試驗結果及分析
2.1隔板材料的強度分析
2.1.1鋼渣一廢鋁磚隔板材料的強度分析
試驗設計共有9個試樣，分成3組，每組分別添加9%、12%和15%的礦渣水泥，試驗過程中，用水量根據砂漿的稠度適當調整.隔板材料的配合比及性能見表3。
從表3結果來看，隨著水泥添加量的增加，試樣在7天和28天抗折強度和抗壓強度都逐漸增大，分別就每組試樣來看，隨風碎渣添加量的增加，強度逐漸增大，這與廢鋁磚和風碎渣的粒級分布有關，風碎渣的粗細顆粒粒級分布較均勻，當風碎渣含量較高時，試樣中的骨料之間的孔隙率更低，強度也更高，同時，風碎渣較廢鋁磚的硬度高，抗壓性好。
從試驗結果來看，水泥添加量越大，隔板的強度越大；廢鋁磚越少，風碎渣越多，隔板的強度越高。從成本方面考慮，水泥和廢鋁磚是隔板的主要成本，而廢鋁磚成本較鋼渣高，因此考慮選用熱悶鋼渣替代廢鋁磚，全部用鋼渣做隔板的骨料進行試驗，從成本上進行優化。
2.1.2全鋼渣隔板材料的強度分析
根據鋼渣一廢鋁磚隔板試驗中性能較好的4#試樣（水泥12%,廢鋁磚10%和風碎渣78%）,8#試樣（水泥15%,廢鋁磚20%和風碎渣65%）,利用熱悶渣替代廢鋁磚進行試驗，全鋼渣隔板材料的原料配比及性能見表4。
從表4可知，水泥摻量為12%的10#?13#試樣及水泥摻量為15%的14#?17#試樣分別來看隨著熱悶渣添加量的逐漸增大，試樣在7天和28天的抗壓強度逐漸增大，這與熱悶渣和風碎渣的抗壓碎性差異有一定的關系，熱悶渣的壓碎值為19%, 而風碎渣的壓碎值為25%,熱悶渣抗壓碎性更好, 同時，熱悶渣呈不規則顆粒狀，粗細顆粒級配上更加均勻，在振動壓實后骨料間結合更緊密，孔隙率更小，強度也更大。
2.2隔板材料耐火度結果及分析
2.2. 1鋼渣一廢鋁磚隔板材料的耐火度分析
鋼渣一廢鋁磚隔板材料的耐火度對比圖如圖1 所示。
從圖1各試樣的耐火度結果來看，試樣的耐火度都在1 300 °C附近，3組試樣中添加30%廢鋁磚的試樣耐火度都比添加10%和20%的試樣高，這與作為骨料的廢鋁磚和風碎渣化學組成有關，風碎渣成分復雜，且含有較多的鐵等低熔點相，而廢鋁磚以氧化鋁為主，低熔點相少，因此廢鋁磚添加量越大,風碎渣添加量越少，隔板材料的耐火度越高。
2.2.2全鋼渣隔板材料的耐火度分析
全鋼渣隔板材料的耐火度對比圖如圖2所示。從圖2全鋼渣隔板材料的耐火度來看，耐火度與風碎渣和熱悶渣的含量沒有明顯的關系，但大部分試樣的耐火度大于1 300 °C,可以看出，鋼渣作為隔板材料的骨料，耐火度能夠滿足現場使用的要求。
3 結語
利用鋼渣、廢鋁磚和水泥等原料制備鑄余渣自動分割用隔板材料，研究了不同水泥、鋼渣及廢鋁磚添加量對隔板材料力學性能和耐火度的影響，并與現場使用的隔板材料(強度10 MPa,耐火度1 300 °C)進行對比，得出以下結論：
1) 風碎渣與廢鋁磚作為渣罐隔板材料骨料，風碎渣含量越大，強度越高，耐火度越低，水泥15%, 廢鋁磚20%,風碎渣65%時隔板材料的28天抗壓強度達到29. 63 MPa,耐火度1 300 °C，滿足現場使用要求且強度較優。
2) 風碎渣和熱悶渣作為渣罐隔板材料骨料，熱悶渣含量越大，7天和28天抗壓強度越高，水泥12%,熱悶渣88%時的隔板材料28天抗壓強度達到23. 75 MPa,耐火度為1 350 °C，滿足現場使用要求的前提下強度較高，成本較低。
參考文獻
[1] 李永謙，劉茵，張友平.熱態鑄余渣返生產可行性分析.寶鋼技術，2016(5):30-34.
[2] 王君.探討關于鑄余渣的綜合利用和其利用技術.工程技術，2016,1(6):247.
[3] 程東波，張健，金強.寶鋼鑄余渣在線處理利用與格柵新技術工程研究.寶鋼技術，2010(3)：23— 25.
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[5] 李希軍，田月平.鑄余渣的綜合處理和利用技術.工程技術，2010. 8:453.