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將工業廢棄物進行二次綜合利用,開發高附加值產品的研究,是目前國內外普遍關注的前沿課題。本研究結合高爐渣和白云石尾礦的物理化學性質,進行了利用此兩種工業廢棄物配制堿性中間包覆蓋劑的研究。本研究以Ca O-Si O2-Mg O-Al2O3相圖和熱力學等知識為基礎,進行大量實驗室研究,對中間包覆蓋劑的各成分配比進行優化。確定的配比方案為:Mg O=15%、Ca O=38.18%、Si O2=31.82%,Al2O3和其他為15%(包括不低于5%的Ca F2),R=1.67。在此基礎上進行了覆蓋劑的實際配料,原料選用了某鋼鐵企業的高爐渣和經煅燒去除CO2的某礦山白云石尾礦為基料,輔料選用膨脹珍珠巖和螢石。配制得到的堿性中間包覆蓋劑兩種工業廢棄物的總占比高達89.61%。按照實際配料方案生產覆蓋劑,并對其保溫性能進行工業試驗。與另一種成熟的堿性中間包覆蓋劑相比,使用工業廢棄物配置的覆蓋劑在中間包鋼水保溫性能上無統計學差異,可進行實際工業應用。本實驗制品制備和生產成本要相對更加低廉,在性能相同的情況下比其他中間包覆蓋劑更有優勢。

珍珠巖保溫集渣覆蓋劑取代初草灰應用于鑄造生產具有下列優點： 1、保溫性能好，在一般情況下可傳鐵水降溫速度減少20%－30%。 2、集渣性能好，便于扒渣，有利鐵水凈化。 3、有助于球化穩定，減弱鎂光，提高球化效果。 4、減少環境污染，改善勞動條件。 5、經濟效果好，可傳成本降低30%6、使用簡便，利于大量推廣。 珍珠巖聚渣覆蓋劑經過人工和機械篩選，然后經過特殊工藝加工處理而成。具有在鐵水表面膨化迅速、膨化倍數大，在高溫鐵水表面作用時間較長，對鐵水表面堿性(或酸性)爐渣的粘附能力強，渣層不易破損且易于與鐵水分離，保溫性能好，不污染鐵水和環境等特點。本產可廣泛應用于鑄鐵生產，包括：普通灰鑄鐵、球墨鑄鐵、白口鑄鐵、可鍛鑄鐵等鑄鐵的生產；不論是沖天爐還是電爐生產，也不論是采用何種工藝造型，本產品均可適用。

在分析國內外鑄鋼件冒口覆蓋劑的組成、原理、性能等因素的基礎上,結合渣系、覆蓋劑的組成成分及其他各種因素的影響,并通過模擬實驗探討鑄鋼冒口覆蓋劑發熱和保溫效果,從而為其成分優化提供理論依據。 隨著鑄件產量在我國的逐年上升,對于鑄造覆蓋劑的用量也大幅度提升,而珍珠巖覆蓋劑作為一種高效覆蓋劑被廣泛使用。在珍珠巖覆蓋劑的使用性能中,其膨脹性能占主導作用,因此對于珍珠巖覆蓋劑的膨脹性能的研究具有十分重要的意義。珍珠巖膨脹的內在動力是存在于其內部的水,只有適當的含水量才有利于珍珠巖的膨脹,過多或過少均不利于其膨脹,而在珍珠巖原礦中存在過多的水,于是有必要通過預處理工藝除去珍珠巖原礦中多余的水。

在此基礎上,首先采用單因數試驗法研究了覆蓋劑中各組分對覆蓋劑發熱和保溫效果的影響。結果表明,當酸化石墨含量為8-18wt%,珍珠巖含量為12-20wt%,發熱劑在10wt%左右時,覆蓋劑的發熱保溫性能良好,成本較低。隨后,利用正交試驗法進一步優化了新型鑄鋼冒口覆蓋劑的配比,得到新型鑄鋼冒口覆蓋劑的配比為：鋁粉4-8wt%、粉煤灰25-35wt%、珍珠巖15-18wt%、酸化石墨14-18wt%,碳粉10-15wt%、觸發劑2-3wt%、其他18-22wt%。生產試驗進一步證明,新型鑄鋼冒口覆蓋劑具有發熱和保溫的雙重作用,能夠明顯地提高冒口的補縮能力,降低冒口的有效高度,節約鋼水,提高鑄件的