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(xué)性能和耐火度的夠響。結(jié)果表明鋼注一廢鋁磚隔板材料中，水泥15%,廢鋁磚20%,風(fēng)碎渣65%時制備的隔板材料28天強(qiáng)度29. 63 MPa,耐火度1 300 °C ,而現(xiàn)場使用的隔板材料強(qiáng)度10 MPa,耐火度1 300 °C ,滿足現(xiàn)場使用要求的前提下強(qiáng)度較優(yōu)。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(qiáng)度23.75 MPa,耐火度1 350 性能滿足現(xiàn)場使用要求且強(qiáng)度較高，成本較低。
關(guān)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(zhì)量，鋼包內(nèi)會殘留部分鋼水與鋼渣混合物，即鑄余渣，溫度髙達(dá)1 400-1 600 °C,鋼水與渣處于相對分層狀態(tài)。目前，大多數(shù)鋼鐵企業(yè)都采用渣罐盛裝鑄余渣，然后運(yùn)輸至渣處理車間進(jìn)行后續(xù)的錘擊破碎或氧氣切割[1]。為避免大渣舵的產(chǎn)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(fā)并實施了鑄余渣隔板處理工藝：鑄余渣翻渣前，在渣罐中預(yù)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?yán)娩搹S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(xué)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(fēng)碎渣均來自鋼渣處理生產(chǎn)線，廢鋁磚來自用后耐火材料。原料的具體參數(shù)見表1,原料的粒度組成見表2。
1.2試驗方法
根據(jù)現(xiàn)場使用的隔板材料的抗壓強(qiáng)度10 MPa, 耐火度1 300 r，按照混凝土的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)GB/T50010-2010«混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)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(xué)性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)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(jié)果及分析
2.1隔板材料的強(qiáng)度分析
2.1.1鋼渣一廢鋁磚隔板材料的強(qiáng)度分析
試驗設(shè)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(jù)砂漿的稠度適當(dāng)調(diào)整.隔板材料的配合比及性能見表3。
從表3結(jié)果來看，隨著水泥添加量的增加，試樣在7天和28天抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度都逐漸增大，分別就每組試樣來看，隨風(fēng)碎渣添加量的增加，強(qiáng)度逐漸增大，這與廢鋁磚和風(fēng)碎渣的粒級分布有關(guān)，風(fēng)碎渣的粗細(xì)顆粒粒級分布較均勻，當(dāng)風(fēng)碎渣含量較高時，試樣中的骨料之間的孔隙率更低，強(qiáng)度也更高，同時，風(fēng)碎渣較廢鋁磚的硬度高，抗壓性好。
從試驗結(jié)果來看，水泥添加量越大，隔板的強(qiáng)度越大；廢鋁磚越少，風(fēng)碎渣越多，隔板的強(qiáng)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(jìn)行試驗，從成本上進(jìn)行優(yōu)化。
2.1.2全鋼渣隔板材料的強(qiáng)度分析
根據(jù)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(fēng)碎渣78%）,8#試樣（水泥15%,廢鋁磚20%和風(fēng)碎渣65%）,利用熱悶渣替代廢鋁磚進(jìn)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(qiáng)度逐漸增大，這與熱悶渣和風(fēng)碎渣的抗壓碎性差異有一定的關(guān)系，熱悶渣的壓碎值為19%, 而風(fēng)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(guī)則顆粒狀，粗細(xì)顆粒級配上更加均勻，在振動壓實后骨料間結(jié)合更緊密，孔隙率更小，強(qiáng)度也更大。
2.2隔板材料耐火度結(jié)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(jié)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(fēng)碎渣化學(xué)組成有關(guān)，風(fēng)碎渣成分復(fù)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(fēng)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(fēng)碎渣和熱悶渣的含量沒有明顯的關(guān)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(xiàn)場使用的要求。
3 結(jié)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(xué)性能和耐火度的影響，并與現(xiàn)場使用的隔板材料(強(qiáng)度10 MPa,耐火度1 300 °C)進(jìn)行對比，得出以下結(jié)論：
1) 風(fēng)碎渣與廢鋁磚作為渣罐隔板材料骨料，風(fēng)碎渣含量越大，強(qiáng)度越高，耐火度越低，水泥15%, 廢鋁磚20%,風(fēng)碎渣65%時隔板材料的28天抗壓強(qiáng)度達(dá)到29. 63 MPa,耐火度1 300 °C，滿足現(xiàn)場使用要求且強(qiáng)度較優(yōu)。
2) 風(fēng)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(qiáng)度越高，水泥12%,熱悶渣88%時的隔板材料28天抗壓強(qiáng)度達(dá)到23. 75 MPa,耐火度為1 350 °C，滿足現(xiàn)場使用要求的前提下強(qiáng)度較高，成本較低。
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