包鋼高爐渣微晶玻璃的熱處理制度研究.pdf

1、高爐渣是鋼鐵冶金工業(yè)生產(chǎn)中的主要副產(chǎn)品之一，同時(shí)也是排放量較大的固體廢棄物。目前我國(guó)高爐渣總體利用率較低，高爐渣的大量堆放，不僅占用日益短缺的土地資源，而會(huì)造成堆放場(chǎng)地周邊的環(huán)境污染，對(duì)于鋼鐵冶金工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有負(fù)面影響。高爐渣的主要成份以CaO、MgO、Al2O3、SiO2為主,是礦渣微晶玻璃生產(chǎn)的重要原料。包鋼高爐渣由于含有CaF2、RExOy、K2O和Na2O等特殊組分，使其大規(guī)模綜合利用較為困難。利用包鋼高爐渣制備微晶玻璃，

2、是包鋼高爐渣資源高附加值綜合利用的一條新途徑。
　　本文采用包鋼4＃高爐渣和石英砂為主要原料，以Cr2O3、CaF2和Fe2O3作為復(fù)合晶核劑，通過(guò)熔融法制備了主晶相為鋁透輝石的CaO-MgO-Al2O3-SiO2（CMAS）系微晶玻璃。應(yīng)用差示掃描量熱法（DSC）研究了溫速率為5℃/min、10℃/min、15℃/min、20℃/min和25℃/min下基礎(chǔ)玻璃的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg、析晶峰值溫度Tp和析晶溫度范圍，并以此為基礎(chǔ)，

3、通過(guò)Kissinger法和Ozawa法計(jì)算了基礎(chǔ)玻璃的析晶活化能E，借助Augis-Bennett方程計(jì)算了不同升溫速率下的晶體生長(zhǎng)指數(shù)n。在析晶動(dòng)力學(xué)計(jì)算的基礎(chǔ)上，以三點(diǎn)抗折強(qiáng)度為主要強(qiáng)度指標(biāo)，設(shè)計(jì)了等溫?zé)崽幚碇贫群碗A梯熱處理制度兩種熱處理制度。采用電子掃描顯微鏡（SEM）、X射線衍射分析（XRD）研究了熱處理后微晶玻璃試樣的微觀結(jié)構(gòu)及晶相組成。研究表明：（1）通過(guò)對(duì)基礎(chǔ)玻璃的析晶動(dòng)力學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，本文所研究成分下微晶玻璃析晶傾向較強(qiáng)，

4、在一定熱處理?xiàng)l件下可以實(shí)現(xiàn)體積析晶；（2）通過(guò)單因素控制變量法在較寬的溫度時(shí)間范圍內(nèi)研究晶化溫度、晶化時(shí)間的影響，發(fā)現(xiàn)適合本文所研究微晶玻璃的等溫?zé)崽幚碇贫茸顑?yōu)晶化溫度范圍為930-990℃，晶化時(shí)間范圍為30-90min。最優(yōu)等溫?zé)崽幚碇贫戎贫葹?60℃下晶化處理60min，此時(shí)微晶玻璃試樣中晶粒細(xì)小均勻，玻璃相沿晶界分布，主晶相為鋁透輝石，抗折強(qiáng)度達(dá)224.8MPa；（3）通過(guò)四因素三水平L9(34)正交試驗(yàn)及對(duì)正交試驗(yàn)結(jié)果的分析，