钢渣性能分析及综合利用技术研究_张遵乾.docx

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1、2014年低成本炼钢共性技术研讨会年月钢渣性能分析及综合利用技术研究张遵乾张玉柱口燕山大学，机械工程学院，河北秦皇岛河北联合大学，冶金与能源学院，河北唐山摘要：本文针对不同钢渣（气淬渣、缓冷法、热焖渣）的基本性能进行了研究，分析了其矿物组成。以钢渣、铁尾矿为主要原料，将熔融的改性渣用于制备钢渣水泥，研究了添加不同铁尾矿制备的钢渣水泥的凝结时间、安定性和抗折抗弯强度等性能。通过研究发现利用改性钢渣制备的复合硅酸盐水泥具有良好的物理力学性能能增加钢渣的附加值，实现了废齐资源的有效利用。关键词：钢渣；改性钢渣水泥，，钢渣是炼钢生产过程中的副产品，吨钢产渣量大约为液态钢渣温

2、度可达°具有很高的回收价值。目前我国钢渣处理方式主要以热泼和水萍为主，钢渣的综合利用率较低，如果大量堆放也会占用土地资源、造成环境污染。转炉钢渣的主要成分为硅酸三钙（、硅酸二钙（、铁酸二钙（和固溶体（相。些文献中】通过扫描电镜分析了钢渣的钢渣的微观形貌，认为转炉钢渣的主要矿物组成为、和固溶体，而、游离的氧化钙和氧化镁的含量较少，通过元素成分的分析，侯贵华等认为固溶体其实是形成的固溶体，典型组成为。本文釆用射线衍射光谱（对气淬渣、缓冷渣和热焖渣的矿物组成进行了分析，研究了熔渣冷却强度对钢渣矿相组成的影响规律。并通过在钢渣中添加铁尾矿制备水泥，研究了改性钢渣对水泥性20

3、14年低成本炼钢共性技术研讨会年月能的影响规律。钢渣性能分析气淬渣、缓冷渣和热烟瘡的处理过程不同，冷却强度差距很大。缓冷渣指液态钢渣出炉后在空气中自然冷却，冷却强度最低，外观呈现黑褐色、结构致密、硬度较大。热烟渣是液态钢渣在热泼场冷却至°后放置于密闭钢罐内，然后进行间歇式喷水，利用钢濟冷却时的热应力使钢渣破碎，冷却强度较大。现场中的热烟濱外层为白色粉末状，内部稀疏多孔，形状各异。气淬渣是利用气淬处理装置得到的粒化钢渣，冷却强度较高。气淬渣粒径较小，主要分布在和外观呈黑色圆粒状，表面致密，内部存在微孔。通过对某钢铁企业采集以上三种钢渣，进行化学分析，可以得到成分如表所

4、示。表钢渣的化学成分钢渣；其它成分气萍渣缓冷渣热炳渔采用射线衍射仪分析气淬渣、缓冷渣和热焖渣的典型矿物，发现气淬渣中主要成分是铁铝酸钙、及，而相和游离态的、含量较少。缓冷渣中的主要矿物与气淬渣相似，只是含量的多少有所不同，缓冷渣中主要矿物是、和相，有定量的铁铝酸钙及少量的与。热焖渣中的主要成分与气淬渣和缓冷渣也相似，都是、、相和铁铝酸韩相，热焖渣中主要是：、和相，只有少量的铁铝酸钙和游离的、。冷却强度对钢渣的影响通过对气淬渣、缓冷渔和热烟渣的各类矿相做晶粒度统计分析，得出了三种钢渣不同矿物相的晶粒度分布。在分析的过程中，主要选了三种钢渣中具有代表性的圆粒状或板状的黑

5、色相、白色相以及灰色相进行统计，晶粒度分布如表所示。表三种钢渣典型矿物晶粒度微观结构晶粒度平均值气淬渔热焖渣缓冷黑色圆粒状白色圆粒状灰色圆粒状黑色板状表中所列出的黑色圆粒状和黑色板状矿物分别为和灰色圆粒状矿物为铁酸钙，白色圆粒状矿物为铁镁相。由于和熔点较高，其晶核形成和晶粒长大主要在高温段，因此高温段冷却强度对其晶粒度有显著影响。由于气萍渣和缓冷渣的冷却强度相比热焖渣都大，可以看出随冷却强度的增加，黑色圆粒状和黑色板状的晶粒度明显下降。热焖渣高温冷却强度低，铁酸釣晶粒度相比气淬渣和缓冷渣明显增加，但气萍渣和缓冷渣中铁酸妈晶粒度相差不大，可能与铁酸韩的晶粒生长特性有关

6、。对于白色圆粒状矿物铁2014年低成炼钢共性技术研会年月本讨镁相，热焖渣中铁镁相晶粒度比缓冷渣中要大很多，即高温段冷却强度低，晶粒度明显增加。由此也可以得出结论，钢渣中各矿相的晶粒度主要受高温段冷却强度的影响。改性钢渣制备水泥的研究利用钢渣制备水泥是钢渣综合利用的有效途径。通过分析钢渣的化学成分，发现其具有成为水泥掺加料的可能。通过添加铁尾矿等原料高温重熔对钢渣进行改性，对钢渣水泥的凝结时间、安定性、强度等性能进行研究，力求生产出满足要求的钢渣水泥。试验用钢渣为唐山中厚板有限公司普通转炉钢渣，铁尾矿分别选自唐山溧县铁尾矿库矿、唐山石人沟铁尾矿库（矿）和迁安马兰庄铁尾

7、矿库（矿。水泥熟料取自唐山冀东水泥厂。原料的化学组成如表所示。表原料的化学组成原料钢渣矿矿矿水泥熟料按照钢渣与铁尾矿质量比的配比对钢渣进行改性，改性后钢渣的化学成分如表所不。表改性钢渣的化学组成改性钢渣矿改矿改矿改将三种改性钢渣在高温下进行重熔，熔融后的改性钢渣用于制备钢渣水泥。改性钢渣制备钢渣水泥各原料所占质量百分比分别为：改性钢渣、水泥熟料、石膏。三组改性钢渣水泥分别标记为、、，为与普通钢渣制备钢渣水泥进行对比，另取组普通钢渣以同样的质量百分比制备水泥，标记为。依据国标对水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性进行测试，并按测试水泥强度。结果如表所示。表钢渣水泥