مقدمه:
جرمهای نسوز از مواد پرمصرف در صنعت نسوز هستند و سیمان از اجزای اصلی تشکیل دهنده آنهاست. با توجه به فرایند تولید سیمان و سهم ۱% صنعت سیمان در انتشار گازهای گلخانه ای، طبق قرارداد سبز اتحادیه اروپا تا سال ۲۰۵۰ مصرف سیمان باید جرمهای نسوز کاهش پیدا کند. از طرفی کاهش منابع طبیعی مواد اولیه مصرفی یک چالش محسوب شده و هدف پیدا کردن جایگزینهای مناسب برای انها با درنظر گرفتن کاهش مصرف انرژی و کاهش تولید گازهای گلخانه ای می باشد. با توجه به فراوان بودن زباله های تولیدی از صنعت فولاد، این زباله ها می توانند جایگزینی برای مواد اولیه مصرفی در صنعت نسوز باشند. سالانه به ازای ۲ میلیارد تن فولاد تولیدی، ۱ میلیارد تن زباله و ضایعات مثل سرباره و گردوخاک ایجاد می شود. سرباره ها بسته به نوع کوره و نوع فولاد تولیدی، ترکیبات مختلفی را داشته و سرباره حاصل از کوره BOF (کوره دمش اکسیژن قلیایی) در کنار الومینای بالا، CaO و MgO نیز دارند. حضور این ترکیبات به خاطر داشتن قابلیت هیدراته شدن و تشکیل فازهای هیدراته رفتاری شبیه سیمان داشته و می توانند به عنوان بایندر در جرمها استفاده شوند. در مطالعه حاضر سرباره حاصل از کوره BOF حاوی وانادیوم برای استفاده در جرمهای الومینا بالا (پایه تبولار) به عنوان بایندر بررسی شده است.
خلاصه نتایج :
۱-تاثیر روی رئولوژی جرم
استفاده از سرباره (۵%) در جرمهای پایه تبولار به عنوان بایندر سبب افت فلو و جریان یابی جرمها شده و نمونه های حاوی ترکیب دو بایندر سرباره (۵/۲%) به همراه سیمان ۷۰ (۵/۲%) و همچنین سرباره (۵/۲ %) و سیمان اسپینلی (۵/۲%) رفتار مناسبتری به لحاظ فلو نشان دادند. سطح ویژه پایین سرباره نسبت به سیمان دلیل پراکندگی کم جرم و کاهش فلو عنوان شده است.
۲- تاثیر روی خواص فیزیکی جرم
در تمامی جرمها بعد از فرایند پخت در ۱۵۰۰ درجه سلسیوس فاز تشکیل دهنده غالب کوراندوم بوده و در تمامی جرمها فاز CA6 به دلیل تبدیل تمامی فازهای هیدراته بعد از پخت است. در نمونه های حاوی سیمان اسپینلی و سرباره حاوی MgO فاز اسپینلی نیز دیده شده است. دانسیته نمونه ها با نمونه های سیمانی مشابهت داشته و فقط درصد تخلخل در نمونه های حاوی سرباره زیاد شده است. علت این مساله نیز عدم تشکیل کامل فازهای هیدراته و تشکیل باند هیدرولیکی است.
۳- تاثیر روی خواص مکانیکی
نتایج CCS (cold crushing strength) حاکی از تاثیر کاهشی حضور سرباره بر خواص هیدرولیکی سیمان است ولی باز هم مقادیر CCS در جرم حاوی ۵/۲ سرباره و ۵/۲% سیمان در کنار هم مقدار قابل قبول می باشد. در مورد CMOR (cold modulus of rupture) هم نتایج خوبی در رابطه با ترکیب سیمان و سرباره به عنوان بایندر بدست امده است.
۴- تاثیر حضور وانادیوم موجود در سرباره
با توجه به اینکه وانادیوم به صورت اکسیدی تنها در نتایج XRD و EDX مشاهده نشده و به صورت درگیر در ساختار دیگر اکسیدها مثل اسپینل است لذا مساله سمی بودن وانادیوم مطرح نمی باشد.
متن کامل مقاله بصورت PDF از اینجا قابل مشاهده است، که توسط واحد تحقیق و توسعه شرکت آذرشهاب تبریز تولید کننده فراورده های نسوز به زبان فارسی خلاصه نویسی شده است.
