專利名稱：一種熔融鋼渣調質改性處理方法
一種熔融鋼渣調質改性處理方法技術領域
本發明屬于冶金工業中鋼渣處理技術領域，具體涉及一種熔融鋼渣調質改性處理方法。
背景技術：
隨著中國現代化建設的快速發展，鋼鐵產量不斷攀升，相應排出的鋼渣量也持續增加。2010年中國粗鋼產量為6. 27億噸，產生鋼渣一億多噸，而目前中國鋼渣有效利用率僅40%左右，大量鋼渣堆積不僅占用耕地，而且造成資源浪費和環境污染。
造成鋼渣利用率低的主要原因有兩個一是鋼渣中游離氧化鈣含量高，造成應用中安定性不良；二是鋼渣膠凝活性差，水化緩慢，難以大量摻加到水泥中使用。目前熱態轉爐鋼渣的處理主要采用熱潑法、燜渣法、水淬法等，這些處理方法僅能部分消解鋼渣中的游離氧化鈣，但無法提高鋼渣膠凝活性。
轉爐煉鋼排出的鋼渣溫度在1600°C左右，高爐煉鐵排出的礦渣溫度在1400 1550°C，每噸渣含有的顯熱相當于50 70kg標準煤的熱量，中國一年排出轉爐鋼渣和礦渣近兩億噸，攜帶熱量相當于1000多萬噸標準煤。目前高爐礦渣90%以上采用水淬冷卻制取水渣，礦渣熱量基本全部散失，而且冷卻過程中浪費大量水資源。由于成本問題鋼渣顯熱利用率也很低，造成了熱能的巨大浪費。充分利用鋼渣和礦渣的顯熱，對實現資源和能源的高效利用、降低鋼鐵企業的節能降耗具有重要意義。
鋼渣膠凝活性很低，主要原因是其中的水硬活性礦物含量低，與硅酸鹽水泥熟料化學組成相比，鋼渣中Ca0、Si02、Al203含量較低，Fe2O3含量較高，而礦渣中Si02、Al203含量較高，再加入石灰提高CaO的含量，改性后鋼渣的化學組成與硅酸鹽水泥熟料成分相近，高溫下反應生成的礦物組成也相近，因此可以很好的改善鋼渣的膠凝活性。發明內容
為了克服上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種熔融鋼渣調質改性處理方法，其能夠同時解決鋼渣安定性和活性低的問題，工藝簡單，成本低廉。
為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是
一種熔融鋼渣調質改性處理方法，將轉爐煉鋼排出的1500 1700°C熔融鋼渣傾倒入保溫渣包過程中，同時將石灰粉和1400 1550°C的高爐煉鐵礦渣作為調質劑加入渣包中，高爐煉鐵礦渣的加入量為熔融鋼渣總質量的1 50%，石灰粉加入量為鋼渣總質量的1 30%。
所述高爐煉鐵礦渣的成分及質量范圍為25 45%，CaO 30 50% ,Al2O3 5 20%，Fii2O3 0. 01 5%，MgO :0. 01 10%。
所述石灰粉的成分及質量范圍為CaO 90 99. 99%, MgO :0. 01 10%，粒徑為 1. 0 IOmm0
所述石灰粉通過氣力噴送噴入渣包中。
所述調質劑加入渣包后，在當前溫度下保溫30 60min。
調質劑加入渣包過程中，渣包底部鼓入氮氣進行攪拌，并持續至保溫結束。
在熱態鋼渣處理過程中，加入高爐煉鐵產生的熱態礦渣和石灰調質劑，不僅能夠充分利用鋼渣和礦渣的顯熱，而且可以有效降低鋼渣中游離氧化鈣含量，改變鋼渣成分和礦物組成，改善鋼渣膠凝性能，調質后的鋼渣化學組成接近硅酸鹽水泥熟料，從而大大增加鋼渣在水泥混凝土領域的摻加使用量，提高鋼渣利用率。
本發明中轉爐鋼渣和礦渣都來自鋼鐵企業，調質劑石灰也在鋼鐵企業大量使用， 運輸方便，成本低廉，熔融轉爐鋼渣調質改性處理工藝簡單，操作方便，充分利用了鋼渣和礦渣的熱源，省去了礦渣水淬處理。在保溫渣包內鋼渣和礦渣、石灰粉充分混合，鋼渣中硅酸二鈣吸收氧化鈣生成硅酸三鈣，礦渣的加入促進活性較高的鐵相固溶體生成，從而提高了鋼渣水硬活性，同時降低了鋼渣中氧化鐵含量。充足時間的保溫使得鋼渣中游離氧化鈣被充分吸收，消除了鋼渣安定性不良對鋼渣使用的影響。
具體實施方式
下面結合實施例對本發明做進一步詳細說明。
實施例一
一種熔融鋼渣調質改性處理方法，在將轉爐煉鋼排出的1600°C熔融鋼渣傾倒入保溫渣包的過程中，同時作為調質劑加入石灰粉和1450°C的高爐煉鐵礦渣，高爐煉鐵礦渣的加入量為熔融鋼渣總質量的10%，石灰粉加入量為鋼渣總質量的10%。其中，石灰粉通過氣力噴送噴入渣包中，其化學成分及質量百分比為Ca0:90%，MgO: 10%，石灰粉的平均粒徑為5mm ；高爐煉鐵礦渣的化學成分及質量百分比為25%, CaO 40%, Al2O3 =20%, 狗203:5%，Mg0:10%。將調質劑加入渣包后，在當前溫度下保溫60min。調質劑加入渣包過程中，渣包底部鼓入氮氣進行攪拌，并持續至保溫結束。冷卻后得到調質改性鋼渣膠凝材料。
實施例二
一種熔融鋼渣調質改性處理方法，在將轉爐煉鋼排出的1600°C熔融鋼渣傾倒入保溫渣包過程中，同時作為調質劑加入石灰粉和1400°C的高爐煉鐵礦渣，高爐煉鐵礦渣的加入量為熔融鋼渣總質量的8 %，石灰粉加入量為鋼渣總質量的8%。其中，石灰粉通過氣力噴送噴入渣包中，其化學成分及質量百分比為CaO 95%, MgO :5%，石灰粉的平均粒徑 5mm ；高爐煉鐵礦渣的化學成分及質量百分比為=SiO2 40%, CaO 40%, Al2O3 :10%, Fe2O3 5^,1^0:5 ^將調質劑加入渣包后，在當前溫度下保溫30min。調質劑加入渣包過程中， 渣包底部鼓入氮氣進行攪拌，并持續至保溫結束。冷卻后得到調質改性鋼渣膠凝材料。
實施例三
一種熔融鋼渣調質改性處理方法，將轉爐煉鋼排出的1700°C熔融鋼渣傾倒入保溫渣包過程中，同時作為調質劑加入石灰粉和1500°C的高爐煉鐵礦渣，高爐煉鐵礦渣的加入量為熔融鋼渣總質量的6 %，石灰粉加入量為鋼渣總質量的7%。其中，石灰粉通過氣力噴送噴入渣包中，其化學成分及質量百分比為CaO 99%, MgO :1%，石灰粉的平均粒徑5mm; 高爐煉鐵礦渣的化學成分及質量百分比為=SiO2 35%, CaO 50%, Al2O3 :5%, Fe2O3 3%, MgO :7%。將調質劑加入渣包后，在當前溫度下保溫40min。調質劑加入渣包過程中，渣包底部鼓入氮氣進行攪拌，并持續至保溫結束。冷卻后得到調質改性鋼渣膠凝材料。
實施例四
一種熔融鋼渣調質改性處理方法，將轉爐煉鋼排出的1550°C熔融鋼渣傾倒入保溫渣包過程中，同時作為調質劑加入石灰粉和1550°C的高爐煉鐵礦渣，高爐煉鐵礦渣的加入量為熔融鋼渣總質量的25%，石灰粉加入量為鋼渣總質量的20%。其中，石灰粉通過氣力噴送噴入渣包中，其化學成分及質量百分比為Ca0:97%，MgO :3%，石灰粉的平均粒徑 IOmm ；高爐煉鐵礦渣的化學成分及質量百分比為=SiO2 :40%,Ca0 35%, Al2O3 20%, Fe2O3 l^^MgOM1^。將調質劑加入渣包后，在當前溫度下保溫60min。調質劑加入渣包過程中， 渣包底部鼓入氮氣進行攪拌，并持續至保溫結束。冷卻后得到調質改性鋼渣膠凝材料。
實施例五
一種熔融鋼渣調質改性處理方法，將轉爐煉鋼排出的1700°C熔融鋼渣傾倒入保溫渣包過程中，同時作為調質劑加入石灰粉和1450°C的高爐煉鐵礦渣，高爐煉鐵礦渣的加入量為熔融鋼渣總質量的50%，石灰粉加入量為鋼渣總質量的30%。其中，石灰粉通過氣力噴送噴入渣包中，其化學成分及質量百分比為Ca0:92%，MgO :8%，石灰粉的平均粒徑 Imm ；高爐煉鐵礦渣的化學成分及質量百分比為Si02 40%, CaO 40%, Al2O3 :15%, Fe2O3 l^^MgOM1^。將調質劑加入渣包后，在當前溫度下保溫60min。調質劑加入渣包過程中， 渣包底部鼓入氮氣進行攪拌，并持續至保溫結束。冷卻后得到調質改性鋼渣膠凝材料。
實施例六
一種熔融鋼渣調質改性處理方法，將轉爐煉鋼排出的1700°C熔融鋼渣傾倒入保溫渣包過程中，同時將石灰粉和1500°C的高爐煉鐵礦渣作為調質劑加入渣包中，高爐煉鐵礦渣的加入量為熔融鋼渣總質量的6 %，石灰粉加入量為鋼渣總質量的7%。其中，石灰粉通過氣力噴送噴入渣包中，其化學成分及質量百分比為CaO 99%, MgO :1%，石灰粉的平均粒徑5mm ；高爐煉鐵礦渣的化學成分及質量百分比為35%, CaO :50%，Al2O3 -.5%, !^4^3^,1^0:7 ^將調質劑加入渣包后，在當前溫度下保溫60min。調質劑加入渣包過程中，渣包底部鼓入氮氣進行攪拌，并持續至保溫結束。冷卻后得到調質改性鋼渣膠凝材料。
權利要求
1.一種熔融鋼渣調質改性處理方法，其特征在于，將轉爐煉鋼排出的1500 1700°C熔融鋼渣傾倒入保溫渣包過程中，同時將石灰粉和1400 1550°C的高爐煉鐵礦渣作為調質劑加入渣包中，高爐煉鐵礦渣的加入量為熔融鋼渣總質量的1 50%，石灰粉加入量為鋼渣總質量的1 30%。
2.根據權利要求1所述的熔融鋼渣調質改性處理方法，其特征在于，所述高爐煉鐵礦 ■的成分及質量范圍為25 45%，CaO 30 50%，Al2O3 5 20%，Fii2O3 :0. 01 5%, MgO 0. 01 10%。
3.根據權利要求1所述的熔融鋼渣調質改性處理方法，其特征在于，所述石灰粉的成分及質量范圍為:CaO 90 99. 99%, MgO :0. 01 10%。
4.根據權利要求1所述的熔融鋼渣調質改性處理方法，其特征在于，所述石灰粉的粒徑為1. 0 10mm。
5.根據權利要求1所述的熔融鋼渣調質改性處理方法，其特征在于，所述石灰粉通過氣力噴送噴入渣包中。
6.根據權利要求1所述的熔融鋼渣調質改性處理方法，其特征在于，所述調質劑加入渣包后，在當前溫度下保溫30 60min。
7.根據權利要求6所述的熔融鋼渣調質改性處理方法，其特征在于，調質劑加入渣包過程中，渣包底部鼓入氮氣進行攪拌，并持續至保溫結束。
8.一種熔融鋼渣調質改性處理方法，其特征在于，將轉爐煉鋼排出的1600°C熔融鋼渣傾倒入保溫渣包過程中，同時將石灰粉和1450°C的高爐煉鐵礦渣作為調質劑加入渣包中， 高爐煉鐵礦渣的加入量為熔融鋼渣總質量的10%，石灰粉加入量為鋼渣總質量的10%，其中，石灰粉的成分及質量范圍為CaO :90%,MgO 10%，石灰粉的平均粒徑5mm ；高爐煉鐵礦 ■的成分及質量范圍為:Si02 25%, CaO 40%, Al2O3 20%, Fe2O3 :5%,Mg0 10%0
9.一種熔融鋼渣調質改性處理方法，其特征在于，將轉爐煉鋼排出的1600°C熔融鋼渣傾倒入保溫渣包過程中，同時將石灰粉和1400°C的高爐煉鐵礦渣作為調質劑加入渣包中， 高爐煉鐵礦渣的加入量為熔融鋼渣總質量的8%，石灰粉加入量為鋼渣總質量的8%，其中，石灰粉的成分及質量范圍為=CaO 95%, MgO ，石灰粉的平均粒徑5mm ；高爐煉鐵礦 ■的成分及質量范圍為:Si02 :40%, CaO 40%, Al2O3 10%, Fe2O3 :5%,Mg0 5%0
10.一種熔融鋼渣調質改性處理方法，其特征在于，將轉爐煉鋼排出的1700°C熔融鋼渣傾倒入保溫渣包過程中，同時將石灰粉和1500°C的高爐煉鐵礦渣作為調質劑加入渣包中，高爐煉鐵礦渣的加入量為熔融鋼渣總質量的6 %，石灰粉加入量為鋼渣總質量的7 %， 其中，石灰粉的成分及質量范圍為=CaO 99%, MgO 1 %，石灰粉的平均粒徑5mm ；高爐煉鐵礦渣的成分及質量范圍為:Si02 35%, CaO :50%, Al2O3 5%, Fe2O3 :3%,Mg0 7%0
全文摘要
一種熔融鋼渣調質改性處理方法，將轉爐煉鋼排出的1500～1700℃熔融鋼渣傾倒入保溫渣包過程中，同時將石灰粉和1400～1550℃的高爐煉鐵礦渣作為調質劑加入渣包中，高爐煉鐵礦渣的加入量為熔融鋼渣總質量的1～50％，石灰加入量為鋼渣總質量的1～30％，高爐煉鐵礦渣的成分及質量范圍為SiO225～45％，CaO30～50％，Al2O35～20％，Fe2O30.01～5％，MgO0.01～10％；石灰粉的成分及質量范圍為CaO90～99.99％，MgO0.01～10％，粒徑為1.0～10mm；本發明成本低廉，提高了鋼渣水硬活性，同時降低了鋼渣中氧化鐵含量。
文檔編號C04B7/147GK102492792SQ201110398608
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月5日 優先權日2011年12月5日
發明者宋強, 徐德龍, 朱建輝, 李玉祥, 李輝, 王曉龍, 范海宏 申請人:西安建筑科技大學