專利名稱:利用高活性轉(zhuǎn)爐鋼渣生產(chǎn)高鐵水泥的方法
本發(fā)明是一種關(guān)于綜合利用轉(zhuǎn)爐鋼渣直接生產(chǎn)高鐵水泥的方法。
隨著轉(zhuǎn)爐鋼產(chǎn)量的不斷增加，轉(zhuǎn)爐鋼渣越來越多。過去，這些大量的轉(zhuǎn)爐鋼渣被做為工業(yè)廢渣，堆積于渣場(chǎng)，污染環(huán)境，占用農(nóng)田。針對(duì)上述存在的問題，世界各國都在著手處理這些廢渣的研究。
據(jù)《冶金工業(yè)廢渣處理工藝與利用科技成果匯編》一書第230頁介紹，日本利用鋼渣制造礦物組成為C3S、C2S、C6A2F的水泥熟料。西德利用鋼渣、高爐礦渣和石灰石配料燒成抗硫酸鹽水泥。
我國現(xiàn)在正在利用轉(zhuǎn)爐鋼渣加入高爐水渣、石膏作為原料，再加入一定量的硅酸鹽水泥熟料、混合、粉磨后生產(chǎn)鋼渣水泥。
以上幾種利用轉(zhuǎn)爐鋼渣生產(chǎn)水泥的方法，都是將轉(zhuǎn)爐鋼渣作為生產(chǎn)水泥的原料，經(jīng)過二次煅燒才能成為生產(chǎn)水泥的熟料。這些方法，工藝復(fù)雜、鋼渣利用率低;且在二次煅燒時(shí)，將耗費(fèi)了大量的能源。
本發(fā)明的目的就是針對(duì)上述幾種利用鋼渣生產(chǎn)水泥的方法存在的問題，提出一種利用改性后的轉(zhuǎn)爐鋼渣，不經(jīng)過二次煅燒直接生產(chǎn)高鐵水泥的方法。
本發(fā)明的特征是，在保證轉(zhuǎn)爐正常冶煉的工藝前提下，使其轉(zhuǎn)爐鋼渣達(dá)到生產(chǎn)水泥的要求。即利用轉(zhuǎn)爐冶煉過程中，在加入其他造渣原料的同時(shí)，加入適量活性氧化鈣和優(yōu)質(zhì)鋁礬土，使之鋼渣改性成一種高活性的鋼渣。加入的活性氧化鈣的粒度應(yīng)小于40mm，其粒度不應(yīng)過細(xì)呈粉末狀，氧化鈣的含量為65～85%;加入的優(yōu)質(zhì)鋁釩土的粒度應(yīng)小于45mm，AI2O3的含量為75～85%。在保證轉(zhuǎn)爐鋼水質(zhì)量的前提下，使鋼渣的化學(xué)成份控制在下列范圍內(nèi)SiO2AI2O3MgO CaO15～17% 4～7% 10～12% 50～55%礦物組成為C3S、C2S及C4AF(硅酸三鈣、硅酸二鈣及鐵鋁酸鈣)的總和大于70%。鋼渣的堿度控制在3.0～3.5。這樣，既保證了鋼的質(zhì)量同時(shí)也滿足了生產(chǎn)高鐵水泥的要求。
本發(fā)明的工藝流程是轉(zhuǎn)爐正常冶煉工藝→加入活性氧化鈣和優(yōu)質(zhì)鋁礬土→調(diào)整鋼渣為高活性鋼渣→控制轉(zhuǎn)爐鋼渣化學(xué)成份、堿度及礦物組成→出渣→熱潑→破碎→加入二水石膏→粉磨→產(chǎn)品水泥。
本發(fā)明是利用轉(zhuǎn)爐鋼渣的化學(xué)成份和礦物組成都與硅酸鹽水泥熟料相近且鐵含量偏高的特點(diǎn)，針對(duì)轉(zhuǎn)爐鋼渣中CaO和AI2O3含量偏低，達(dá)不到生產(chǎn)水泥的標(biāo)準(zhǔn)，采取在轉(zhuǎn)爐冶煉過程中加入造渣原料的同時(shí)加入適量活性氧化鈣和優(yōu)質(zhì)鋁礬土，使鋼渣達(dá)到生產(chǎn)水泥的標(biāo)準(zhǔn)。由于加入了氧化鈣，鋼渣的堿度也相應(yīng)提高，同時(shí)鋼渣中的礦物組成也隨堿度的增高而發(fā)生變化。在冶煉初期，鋼渣中的堿度較低，其鋼渣中主要礦物組成為橄欖石，隨著堿度的增高，鋼渣中將發(fā)生下列反應(yīng)
產(chǎn)生上述取代反應(yīng)的原因是因?yàn)镃aO的堿性比MgO、FeO、MnO等氧化物的堿性強(qiáng)，因此，只要有足夠的CaO滿足與酸性氧化物(SiO2、AI2O3、Fe2O3、P2O3)的化合作用，MgO、FeO、MnO就會(huì)成為游離態(tài)而結(jié)晶析出。高堿度鋼渣主要礦物為C3S、C2S和RO相及CF等，在有AI2O3存在時(shí)，可生成C4AF或C6A2F3這樣，增加了鋼渣的水硬礦物。鋼渣在1600～1700℃的高溫下生成的C3S為低活性的三斜晶系，而水泥熟料中的C3S為高溫穩(wěn)定相單斜晶系。因此，鋼渣的強(qiáng)度不如水泥熟料那樣高。在堿度較高的鋼渣中，由于存在p2O5，會(huì)首先形成非活性的納蓋斯密特石(7CaO·p2O5·2SiO2)，阻礙了C3S的生成，從而，降低了鋼渣的活性。
根據(jù)轉(zhuǎn)爐鋼渣的化學(xué)成份及礦物組成的特點(diǎn)，為了提高鋼渣的活性，達(dá)到生產(chǎn)水泥的要求，本發(fā)明在轉(zhuǎn)爐冶煉過程中，在加入造渣原料的同時(shí)，加入活性氧化鈣和優(yōu)質(zhì)鋁礬土，使之在正常冶煉工藝條件下，促進(jìn)鋼渣中的C3S、C2S和C4AF的生成，從而達(dá)到提高鋼渣活性和滿足生產(chǎn)水泥的要求。
鋼渣改性前后化學(xué)成份對(duì)照表
本發(fā)明工藝簡單、易于操作、節(jié)約能源。采用本發(fā)明對(duì)轉(zhuǎn)爐爐襯壽命無影響。本發(fā)明提供了在轉(zhuǎn)爐煉鋼的同時(shí)，既煉出優(yōu)質(zhì)鋼，又生產(chǎn)出不經(jīng)二次煅燒直接生產(chǎn)高鐵水泥的高活性鋼渣的方法。為轉(zhuǎn)爐鋼渣的綜合利用提供了一個(gè)新的方法。
本發(fā)明實(shí)施例如下在公稱120噸轉(zhuǎn)爐中，正常冶煉情況下，在加入造渣原料同時(shí)，加入CaO含量為70%，粒度小于40mm的活性氧化鈣6噸，同時(shí)加入AI2O3含量為78.5%，粒度小于45mm的優(yōu)質(zhì)鋁礬土1.2噸。轉(zhuǎn)爐的冶煉工藝按正常進(jìn)行，經(jīng)化學(xué)檢驗(yàn)，其鋼渣的化學(xué)成份為
礦物組成為
符合本發(fā)明的要求后出渣，經(jīng)熱潑、破碎磁選，使其高活性鋼渣粒度小于15mm，加入5～10%二水石膏(其中SO3含量大于35%，粒度小于15mm)，經(jīng)粉磨后細(xì)度為3900cm2/g，即生產(chǎn)出符合水泥標(biāo)準(zhǔn)的鋼渣高鐵水泥。由高活性鋼渣生產(chǎn)的高鐵水泥制成的試塊，經(jīng)檢驗(yàn)其物理性能與325＃硅酸鹽水泥比較如下
權(quán)利要求
1.一種利用改性后的轉(zhuǎn)爐鋼渣生產(chǎn)高鐵水泥的方法。其特征在于所說的改性轉(zhuǎn)爐鋼渣，是在正常冶煉中加入造渣原料的同時(shí)加入活性氧化鈣和優(yōu)質(zhì)鋁礬土，使之轉(zhuǎn)爐鋼渣改性為高活性的轉(zhuǎn)爐鋼渣。
2.一種按照權(quán)利要求
1所述的利用改性后的轉(zhuǎn)爐鋼渣生產(chǎn)高鐵水泥的方法，其特征在于加入的活性氧化鈣的粒度小于40mm，氧化鈣含量為65～85%;優(yōu)質(zhì)鋁礬土的粒度小于45mm，AL2O3的含量為75～85%。
3.一種按照權(quán)利要求
1所述的利用改性后的轉(zhuǎn)爐鋼渣生產(chǎn)高鐵水泥的方法，其特征在于所說的轉(zhuǎn)爐鋼渣的化學(xué)成份為SiO2AI2O3MgO CaO15～17% 4～7% 10～12% 50～55%堿度為3.0～3.5。礦物組成為硅酸三鈣(C3S)、硅酸二鈣(C2S)、鐵鋁酸鈣(C4AF)，其總和大于70%。
4.一種按照權(quán)利要求
1所述的利用改性后的轉(zhuǎn)爐鋼渣生產(chǎn)高鐵水泥的方法，其特征在于將所得到的改性的高活性轉(zhuǎn)爐鋼渣經(jīng)熱潑、破碎、磁選處理后，使其粒度小于15mm，然后加入二水石膏進(jìn)行粉磨。
5.一種按照權(quán)利要求
1和權(quán)利要求
4所述的利用改性后的轉(zhuǎn)爐鋼渣生產(chǎn)高鐵水泥的方法，其特征在于所述的石膏的加入量為5～10%粒度小于15mm，SO3含量大于35%。
專利摘要
一種利用改性后的轉(zhuǎn)爐鋼渣生產(chǎn)高鐵水泥的方法。本方法是在轉(zhuǎn)爐正常冶煉工藝條件下，在加入造渣原料的同時(shí)加入活性氧化鈣和優(yōu)質(zhì)鋁礬土，得到改性轉(zhuǎn)爐鋼渣，經(jīng)熱潑、破碎后摻入適量的二水石膏，再進(jìn)行粉磨生產(chǎn)高鐵水泥的方法，本方法具有工藝簡單、易于操作、綜合利用等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C04B7/153GK87100826SQ87100826
公開日1987年12月16日 申請(qǐng)日期1987年2月13日
發(fā)明者霍顯剛, 鄭延春, 劉振才, 王寶安, 王素清, 苑斗天 申請(qǐng)人:本溪鋼鐵公司, 本溪鋼鐵公司建筑材料廠導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan