炉渣作为工业生产中的固体废物,具有产量大、组成复杂、性质多变、危害环境等特征,对其妥善安置和处理一直是科研工作者的研究重点。而随着高炉大型化、长寿化的发展,对洁净钢的要求越来越高,对高性能耐火材料的需求量增加。当前优质耐火原材料的产量逐年下降,价格不断攀升,寻求性能相当、价格低廉、来源广泛的替代品迫在眉睫。因此,本文旨在对钛铁渣、钒铁渣和还原铝铬渣的性能进行深入研究,根据渣的特性以期取代相应的耐火原料,实现资源的二次利用,且缓解耐火原料紧缺的局势。实验首先对三种渣的基本性能进行了研究,之后对其在高炉出铁沟浇注料中的使用情况进行了分析,最后研制出了转炉出铜沟用新型浇注料,研究工作如下:(1)通过对三种渣各项性能的研究,得出以下结论:钛铁渣中主要物相为铝酸钙、金红石和刚玉;钒铁渣中主要物相为铝酸钙和富铝尖晶石;还原铝铬渣主要物相为刚玉相;三种渣氧化铝含量高,体积密度和颗粒强度大,吸水率、导热系数相对较低,耐火度高,抗渣侵蚀性好,完全可以作为耐火原料使用。(2)分别将三种渣以颗粒形式引入到高炉出铁沟Al2O3-SiC-C浇注料后,研究了粒度和加入量对试样性能的影响,结果表明:a、随着钛铁渣加入量的增加,浇注料的流动性变好,气孔率降低,体积密度升高,抗折强度和耐压强度变化不大,对高温抗折强度和热震稳定性的影响不大,抗侵蚀性能良好;加入量为12wt%时性能最佳,粒度对试样的影响不大;b、随着钒铁渣的加入,浇注料的气孔率降低、体积密度升高,常温抗折强度、耐压强度、高温抗折和热震稳定性均有下降;加入钒铁渣的粒度越小,试样的性能越差,粒度为8~5mm和5~3mm时最佳加入量分别为16wt%和8wt%。c、还原铝铬渣加入粒度为3~1mm时,浇注料的显气孔率变化较小,体积密度、常温强度和高温抗折强度略有升高,线变化率变化不大,对热震稳定性影响不大,抗渣侵蚀和渗透能力较好;加入粒度为1~0mm时,浇注料的显气孔率和高温抗折强度降低,线变化率影响较小,体积密度和抗折强度增大,耐压强度基本无变化,热震稳定性略微下降,抗渣侵蚀和渗透较好;复合粒度引入时,浇注料的体积密度和抗折强度升高,线变化率、体积密度、耐压强度及对浇注料中的物相影响不大。(3)以钛铁渣和还原铝铬渣为主要原料,通过对颗粒级配、体积稳定性和分散剂的研究,研制出了一种新型转炉出铜沟用耐火浇注料。