化学组成和反应条件对重构钢渣组成、性能及铁元素赋存状态的影响

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1、硕士学位论文化学组成和反应条件对重构钢渣组成、性能响及铁元素赋存状态的影响作者姓名杨旭学科专业材料学指导教师殷素红副教授所在学院材料科学与工程学院论文提交日期2015年6月Chemicalcompositionandreactionconditionsontheeffectofcomposition,propertyandironoccurrencestateofreconstructedslagADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：YangXuSupervisor：Prof.YinSuhongSouthChinaUniver

2、sityofTechnologyGuangzhou,China分类号：TU52学校代号：10561学号：201220116223华南理工大学硕士学位论文化学组成和反应条件对重构钢渣组成、性能及铁元素赋存状态的影响作者姓名：杨旭指导教师姓名、职称：殷素红副教授申请学位级别：硕士学科专业名称：材料学研究方向：高性能建筑材料论文提交日期：2015年4月20日论文答辩日期：2015年6月2日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：韦江雄教授委员：余其俊教授樊粤明教授殷素红副教授吴笑梅副教授吕辉副教授华南理工大学学位论文原创性声明本人郑茧卢明：所呈交的论文是木人在导师的指导

3、下独立进行研究所取褂的研宄成果。除了文中特别加以标注引用的内容外.本论文不包含彺H其他个人或奥体已经发表或撰写的成果作品1对本文的研宄做rh重要贡献的个人和集体，均己在文中以明研I方式标明。本人完全意识到本声明的法律后來由本人承担。作者签名=日期：年月分臼学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：研宂生在校攻读学位期间论文丁_怍的知识产权单位屈华闽理工大学。学校冇权保存井向k家有关部n或机构送交论文的笈印件和电子版，允许学位论文被查阅（除在保密期内的保密论文外学校可以公布学位论文的全部或部分内容>珂以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、？c编学位论文

4、。本人电于文档的内容和纸质论文的内容相一5L本学位论文屈千=□保密+在_____年柳密后适用木授权书。M不保密，同盘在校园网h发布t供校内师生和与学校有共享协议的单位浏览1同意将本人学位论文提交中闽学术期刊（光盘版）电子杂志社全文出版和编入CWKI《中国知识资源总库J，传潘学位论文的全部或部分内容口(诮在以上相应方框内打V”）作者签名=物^口朋年6月彳日指导教师签名t曰朋:利r年£月彳s作#联系电话；11电子邮箱：联系地址(含邮编h摘要转炉钢渣排放量约为钢产量的15~20%，每年都以近1亿吨的速度排放，全国钢渣累积堆存近10亿吨，属于大宗工业固体废弃物。若在排渣过程中加入调节材料，利用高温余

5、热使钢渣发生二次物相反应，还原回收铁氧化物的同时形成类似水淬矿渣，可实现“渣、铁、热”的三效利用。本文选取高碱度低硅低铝质钢渣为研究对象，调节材料为高岭土、煤矸石和煤渣，参照钙硅铝三元相图，基于化学组成进行配料设计，提出了影响重构钢渣矿物组成和胶凝活性的关键参数，并用熔体高温物性解释了其原理；考察了不同反应条件，包括反应温度、保温时间、水淬温度、物料均匀程度等因素对重构渣结构和性能的影响；探讨了调节材料掺量、反应时间、还原组分种类和掺量不同时重构渣中铁元素赋存状态变化，为钢渣在线重构新技术奠定了一定的理论基础。试验结果表明：碱性系数和硅铝比对重构渣矿物组成和结构影响很大。若硅铝比大于1.7，

6、当碱性系数为0.92~1.16时，重构渣玻璃体含量高于90%，28d活性指数达到高炉矿渣粉S95等级；当碱性系数从1.20增大到1.40，重构渣玻璃体含量大幅度下降至不足45%，28d活性指数低于80%；当碱性系数高于1.77，重构渣未完全熔融不能水淬处理。若硅铝比低于0.5，由于渣相熔化温度急剧降低，碱性系数为1.69时，重构渣玻璃体含量也能达到80%以上，但与水泥的适应性不好，应作高铝矿渣使用。炉渣结构理论和熔体高温物性可以解释上述规律，在高碱度钢渣中掺入硅铝质调节材料，碱性系数逐渐减小，配料化学组成点向液相线温度降低的方向靠拢，渣相熔化温度降低，1500℃下熔渣过热度更大，质点反应更均

7、匀，熔渣自由流动性好，水淬处理时与水热量交换快速且充分，导致其粘度急剧地升高，形成了以玻璃相为主的结构。合适的化学组成条件下，影响钢渣重构效果的反应条件主次顺序是反应温度>保温时间>水淬温度。反应温度高于熔化温度50℃以上，重构渣玻璃体含量接近90%，反应温度高于熔化温度25℃左右，重构渣玻璃体含量大幅下降。保温时间对钢渣重构效果的影响程度与反应温度有关，反应温度较低时延长保温时间可以提高重构渣玻璃体含量。钢