專利名稱：一種熱態(tài)保溫處理鋼渣制備類水泥熟料的工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于冶金工業(yè)中鋼渣的處理應(yīng)用技術(shù)，具體涉及一種熱態(tài)保溫處理鋼渣制備類水泥熟料的工藝方法。
背景技術(shù)：
近年來，隨著中國鋼產(chǎn)量的不斷攀升，作為煉鋼過程中的副產(chǎn)品，鋼渣的產(chǎn)量也急劇增長。2008年中國鋼渣產(chǎn)量超過1億噸，但其利用率卻僅為40%。大量的鋼渣常年露天存放，不僅占用大量土地，而且鋼渣中含有可溶性鉻離子等有害元素，污染地表和地下水源，危害人們的生活。此外，目前世界正面臨資源短缺的困境，鋼渣已成為一種資源，對鋼渣進(jìn)行資源化大規(guī)模有效利用意義重大。中國轉(zhuǎn)爐鋼渣約占鋼渣總量的65 %，因此對轉(zhuǎn)爐鋼渣的處理應(yīng)用非常重要。目前， 大部分鋼渣用于填海、工程回填料、筑路、油田建設(shè)等，資源流失比例很大，用于硅酸鹽水泥生產(chǎn)的鋼渣量還不足鋼渣總排放量的3%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于礦渣、粉煤灰在水泥生產(chǎn)中的利用率。 制約鋼渣在水泥工業(yè)中應(yīng)用的主要原因有兩個，一是鋼渣中f-CaO(游離氧化鈣)含量高， 安定性差，二是鋼渣有較低的水化活性，難以在早期水化產(chǎn)生較高強(qiáng)度。鋼渣的化學(xué)組成與水泥熟料相似，但它形成溫度在1560°C以上，使得鋼渣中C2S、C3S等活性礦物結(jié)晶完好、晶粒粗大，水化速度慢。采用適當(dāng)工藝方法對鋼渣進(jìn)行處理，激發(fā)其潛在活性，改善安定性，就可將鋼渣大量應(yīng)用于水泥、混凝土領(lǐng)域。鋼渣的工藝處理方法直接影響鋼渣的性能和資源化利用。目前國內(nèi)外鋼渣處理的工藝方法很多，但都存在一定問題。露天倒渣水淬法、熱潑水淬法、燜渣水淬法等處理鋼渣的方法在一定程度上解決了鋼渣安定性問題，但鋼渣活性沒有得到很好的改善，并且投資較大，處理工藝復(fù)雜，污水處理量大。滾筒法處理液態(tài)鋼渣，可以同時完成冷卻、固化、破碎和鋼渣分離，工藝簡單，處理后鋼渣f-CaO含量低，安定性好，但同樣的鋼渣活性仍較低。風(fēng)淬法利用高速氣流冷卻液態(tài)鋼渣，相比水淬法環(huán)境污染小，成本低，但鋼渣流動性差，難以控制。國外有處理工藝用氧氣將石英砂加入到高溫液態(tài)渣中，處理后的鋼渣使用空氣冷卻， 這種方法可減少鋼渣中f-CaO和方鎂石的含量，處理后鋼渣可用作混凝土骨料，安定性良好，但改性鋼渣活性依然較差，并且處理成本較高。歐洲發(fā)明了一種穩(wěn)定鋼渣的方法，將熱態(tài)鋼渣轉(zhuǎn)移到一個特制的反應(yīng)器中，加入硅鐵、鋁、碳等還原劑，還原鋼渣中的氧化亞鐵，同時向反應(yīng)器中吹氧，加熱鋼渣，反應(yīng)結(jié)束后強(qiáng)制冷卻，此工藝對穩(wěn)定鋼渣體積安定性有較好的效果，但沒解決鋼渣活性較低的問題。還有處理工藝向高溫熔融態(tài)的鋼渣中加入生產(chǎn)氧化鋁排出的赤泥，使赤泥中的Al203、F%03、Si02、K20、Nei2O與f_CaO反應(yīng)，解決鋼渣安定性問題，將鋼渣作為碎石的替代品用于道路工程中。目前對液態(tài)鋼渣高溫處理的工藝方法都主要降低了游離氧化鈣的含量，解決了鋼渣安定性問題，但鋼渣活性較低的問題沒得到解決。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種熱態(tài)保溫處理鋼渣制備類水泥熟料的工藝方法，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
MTv ο為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種熱態(tài)保溫處理鋼渣制備類水泥熟料的工藝方法，包括以下步驟第一步，將調(diào)整劑與煉鋼過程產(chǎn)生的高溫轉(zhuǎn)爐鋼渣混合，具體是指當(dāng)鋼渣中SiO2 質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于15%并且Al2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于3%時，加入硅質(zhì)調(diào)整劑，加入質(zhì)量為鋼渣質(zhì)量的 40%;當(dāng)鋼渣中Al2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于3%并且SW2質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于15%時，加入鋁質(zhì)調(diào)整劑，加入質(zhì)量為鋼渣質(zhì)量的 10%;當(dāng)鋼渣中SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于15%并且Al2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于3%時，同時加入硅質(zhì)調(diào)整劑和鋁質(zhì)調(diào)整劑，加入的調(diào)整劑總質(zhì)量為鋼渣質(zhì)量的
50%，且滿足硅質(zhì)調(diào)整劑和鋁質(zhì)調(diào)整劑質(zhì)量比例范圍為10 1 1 10;硅質(zhì)調(diào)整劑的組分及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為Ca0:10 50%，Si02 : 20 50%，Al203:10 30%, MgO 0 10% ；鋁質(zhì)調(diào)整劑的組分及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為Ca0:0 40%，SiO2 :30 % 50 %，Al2O3 30% 70% ；第二步，將第一步中調(diào)整劑與轉(zhuǎn)爐鋼渣的混合物做保溫處理，保溫處理溫度為 1350°C 1550°C，保溫時間為 IOmin 60min ；第三步，冷卻至常溫，得到類水泥熟料。特別地，當(dāng)單獨(dú)加入硅質(zhì)調(diào)整劑時，加入質(zhì)量最好為鋼渣質(zhì)量的15% 25%，尤其是為鋼渣質(zhì)量的18%。當(dāng)單獨(dú)加入鋁質(zhì)調(diào)整劑時，加入質(zhì)量最好為鋼渣質(zhì)量的3% 6%，尤其是為鋼渣質(zhì)量的5%。當(dāng)同時加入硅質(zhì)調(diào)整劑和鋁質(zhì)調(diào)整劑時，加入的調(diào)整劑總質(zhì)量最好為鋼渣質(zhì)量的 15% 25%，且硅質(zhì)調(diào)整劑和鋁質(zhì)調(diào)整劑質(zhì)量比例范圍為6 1 1 1。尤其是加入的調(diào)整劑總質(zhì)量為鋼渣質(zhì)量的18%，硅質(zhì)調(diào)整劑和鋁質(zhì)調(diào)整劑質(zhì)量比例為4 1。為了方便地混合調(diào)整劑與轉(zhuǎn)爐鋼渣，可以將轉(zhuǎn)爐鋼渣裝入渣包，裝入的過程中分散加入調(diào)整劑，每個渣包裝入鋼渣的質(zhì)量可根據(jù)不同的渣包以及工藝條件做具體調(diào)整，為了使混合調(diào)整劑與轉(zhuǎn)爐鋼渣更好地反應(yīng)，在保溫的過程中，可以在渣包的底部鼓入氮?dú)膺M(jìn)行攪拌均化，可選擇鼓入氮?dú)獾膲毫?. 5MPa，氮?dú)饬髁?3m7s。冷卻方式可以為水冷或者風(fēng)冷。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(1)工藝簡單，操作方便，充分利用了剛排出的鋼渣熱量，不使用外部熱源，成本低廉
MTv ο(2)采用渣包底部噴吹氮?dú)膺M(jìn)行攪拌均化，成本較低。(3)利用水淬或風(fēng)冷對改性后鋼渣進(jìn)行降溫處理，可有效的降低鋼渣中游離氧化鈣含量，改善鋼渣安定性。(4)所用硅、鋁質(zhì)調(diào)整劑中的礦渣、粉煤灰、石英砂、高嶺土來源廣泛，成本低廉，與鋼渣反應(yīng)后改變鋼渣化學(xué)組成和礦物相種類，制備出類水泥熟料的改性鋼渣，有效提高鋼渣活性，從而使鋼渣得到大規(guī)模應(yīng)用。


圖1熱態(tài)保溫改性處理前鋼渣的XRD圖譜，A G分別表示C3S、β -C2S, y -C2S, C3A, C4AF, C3MS2 和 CAS 的衍射峰。圖2熱態(tài)保溫改性處理后鋼渣的XRD圖譜，A和B分別表示C3S與β -C2S的衍射峰，D H分別表示C3A、C4AF, C3MS2, CAS和C2F的衍射峰，J表示FeO的衍射峰。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。實施例一—種熱態(tài)保溫處理鋼渣制備類水泥熟料的工藝方法，測定鋼渣中S^2質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 10 %并且Al2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5 %，該工藝方法包括以下步驟第一步，將硅質(zhì)調(diào)整劑與煉鋼過程產(chǎn)生的高溫轉(zhuǎn)爐鋼渣混合，加入質(zhì)量為鋼渣質(zhì)量的1%，硅質(zhì)調(diào)整劑的組分及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為=CaO 10%, SiO2 50%, Al2O3 :30%, MgO 10% ；第二步，將第一步中硅質(zhì)調(diào)整劑與轉(zhuǎn)爐鋼渣的混合物做保溫處理，保溫處理溫度為1350°C，保溫時間為60min ；第三步，用水冷方式快速冷卻至常溫，得到類水泥熟料。實施例二一種熱態(tài)保溫處理鋼渣制備類水泥熟料的工藝方法，測定鋼渣中S^2質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 4 %并且Al2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20 %，該工藝方法包括以下步驟第一步，將硅質(zhì)調(diào)整劑與煉鋼過程產(chǎn)生的高溫轉(zhuǎn)爐鋼渣混合，加入質(zhì)量為鋼渣質(zhì)量的40%，硅質(zhì)調(diào)整劑的組分及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為Ca0:50%，SiO2 -.20%, Al2O3 :25 %，MgO 5% ；第二步，將第一步中硅質(zhì)調(diào)整劑與轉(zhuǎn)爐鋼渣的混合物做保溫處理，保溫處理溫度為1550°C，保溫時間為IOmin ；第三步，用水冷方式快速冷卻至常溫，得到類水泥熟料。實施例三—種熱態(tài)保溫處理鋼渣制備類水泥熟料的工藝方法，測定鋼渣中S^2質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 2 %并且Al2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25 %，該工藝方法包括以下步驟第一步，將硅質(zhì)調(diào)整劑與煉鋼過程產(chǎn)生的高溫轉(zhuǎn)爐鋼渣混合，加入質(zhì)量為鋼渣質(zhì)量的15%，硅質(zhì)調(diào)整劑的組分及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為=CaO 30%, SiO2 40%, Al2O3 30% ；第二步，將第一步中硅質(zhì)調(diào)整劑與轉(zhuǎn)爐鋼渣的混合物做保溫處理，保溫處理溫度為1450°C，保溫時間為30min ；第三步，用風(fēng)冷方式快速冷卻至常溫，得到類水泥熟料。實施例四一種熱態(tài)保溫處理鋼渣制備類水泥熟料的工藝方法，測定鋼渣中S^2質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 8 %并且Al2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20 %，該工藝方法包括以下步驟第一步，將硅質(zhì)調(diào)整劑與煉鋼過程產(chǎn)生的高溫轉(zhuǎn)爐鋼渣混合，加入質(zhì)量為鋼渣質(zhì)量的25%，硅質(zhì)調(diào)整劑的組分及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為Ca0:35%，SiO2 -.35%, Al2O3 :28 %，MgO 2% ；第二步，將第一步中硅質(zhì)調(diào)整劑與轉(zhuǎn)爐鋼渣的混合物做保溫處理，保溫處理溫度為1450°C，保溫時間為30min ；第三步，用風(fēng)冷方式快速冷卻至常溫，得到類水泥熟料。實施例五一種熱態(tài)保溫處理鋼渣制備類水泥熟料的工藝方法，測定鋼渣中S^2質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 10 %并且Al2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20 %，該工藝方法包括以下步驟第一步，將硅質(zhì)調(diào)整劑與煉鋼過程產(chǎn)生的高溫轉(zhuǎn)爐鋼渣混合，加入質(zhì)量為鋼渣質(zhì)量的18%，硅質(zhì)調(diào)整劑的組分及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為=CaO 35. 2%, SiO2 :43. 8%, Al2O3 :15. 4%, MgO 5. 6% ；第二步，將第一步中硅質(zhì)調(diào)整劑與轉(zhuǎn)爐鋼渣的混合物做保溫處理，保溫處理溫度為1450°C，保溫時間為30min ；第三步，用風(fēng)冷方式快速冷卻至常溫，得到類水泥熟料。實施例六一種熱態(tài)保溫處理鋼渣制備類水泥熟料的工藝方法，測定鋼渣中S^2質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 20 %并且Al2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2 %，該工藝方法包括以下步驟第一步，將鋁質(zhì)調(diào)整劑與煉鋼過程產(chǎn)生的高溫轉(zhuǎn)爐鋼渣混合，加入質(zhì)量為鋼渣質(zhì)量的1%，鋁質(zhì)調(diào)整劑的組分及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為=CaO 10%, SiO2 50%, Al2O3 40% ；第二步，將第一步中鋁質(zhì)調(diào)整劑與轉(zhuǎn)爐鋼渣的混合物做保溫處理，保溫處理溫度為1350°C，保溫時間為60min ；第三步，用風(fēng)冷方式快速冷卻至常溫，得到類水泥熟料。實施例七—種熱態(tài)保溫處理鋼渣制備類水泥熟料的工藝方法，測定鋼渣中S^2質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 25 %并且Al2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2 %，該工藝方法包括以下步驟第一步，將鋁質(zhì)調(diào)整劑與煉鋼過程產(chǎn)生的高溫轉(zhuǎn)爐鋼渣混合，加入質(zhì)量為鋼渣質(zhì)量的10%，鋁質(zhì)調(diào)整劑的組分及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為=CaO 30%, SiO2 40%, Al2O3 30% ；第二步，將第一步中鋁質(zhì)調(diào)整劑與轉(zhuǎn)爐鋼渣的混合物做保溫處理，保溫處理溫度為1550°C，保溫時間為IOmin ；第三步，用風(fēng)冷方式快速冷卻至常溫，得到類水泥熟料。實施例八一種熱態(tài)保溫處理鋼渣制備類水泥熟料的工藝方法，測定鋼渣中S^2質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 18 %并且Al2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1 %，該工藝方法包括以下步驟第一步，將鋁質(zhì)調(diào)整劑與煉鋼過程產(chǎn)生的高溫轉(zhuǎn)爐鋼渣混合，加入質(zhì)量為鋼渣質(zhì)量的3%，鋁質(zhì)調(diào)整劑的組分及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為CaO :40%, SiO2 30%, Al2O3 30% ；第二步，將第一步中鋁質(zhì)調(diào)整劑與轉(zhuǎn)爐鋼渣的混合物做保溫處理，保溫處理溫度為1450°C，保溫時間為30min ；第三步，用風(fēng)冷方式快速冷卻至常溫，得到類水泥熟料。實施例九一種熱態(tài)保溫處理鋼渣制備類水泥熟料的工藝方法，測定鋼渣中S^2質(zhì)量分?jǐn)?shù)為28 %并且Al2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2 %，該工藝方法包括以下步驟第一步，將鋁質(zhì)調(diào)整劑與煉鋼過程產(chǎn)生的高溫轉(zhuǎn)爐鋼渣混合，加入質(zhì)量為鋼渣質(zhì)量的6%，鋁質(zhì)調(diào)整劑的組分及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:30%, Al2O3 70% ；第二步，將第一步中鋁質(zhì)調(diào)整劑與轉(zhuǎn)爐鋼渣的混合物做保溫處理，保溫處理溫度為1450°C，保溫時間為30min ；第三步，用水冷方式快速冷卻至常溫，得到類水泥熟料。實施例十—種熱態(tài)保溫處理鋼渣制備類水泥熟料的工藝方法，測定鋼渣中S^2質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 26 %并且Al2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2 %，該工藝方法包括以下步驟第一步，將鋁質(zhì)調(diào)整劑與煉鋼過程產(chǎn)生的高溫轉(zhuǎn)爐鋼渣混合，加入質(zhì)量為鋼渣質(zhì)量的5%，鋁質(zhì)調(diào)整劑的組分及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為CaO :20%, SiO2 35%, Al2O3 45% ；第二步，將第一步中鋁質(zhì)調(diào)整劑與轉(zhuǎn)爐鋼渣的混合物做保溫處理，保溫處理溫度為1450°C，保溫時間為30min ；第三步，用風(fēng)冷方式快速冷卻至常溫，得到類水泥熟料。實施例i^一一種熱態(tài)保溫處理鋼渣制備類水泥熟料的工藝方法，測定鋼渣中S^2質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 8 %并且Al2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2 %，該工藝方法包括以下步驟第一步，將硅質(zhì)調(diào)整劑、鋁質(zhì)調(diào)整劑與煉鋼過程產(chǎn)生的高溫轉(zhuǎn)爐鋼渣混合，加入的調(diào)整劑總質(zhì)量為鋼渣質(zhì)量的1%，硅質(zhì)調(diào)整劑和鋁質(zhì)調(diào)整劑質(zhì)量比為10 1，硅質(zhì)調(diào)整劑的組分及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為=CaO 10%, SiO2 50%, Al2O3 :30%, MgO 10% ；鋁質(zhì)調(diào)整劑的組分及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:CaO :10%, SiO2 :50%, Al2O3 40% ；第二步，將第一步中調(diào)整劑與轉(zhuǎn)爐鋼渣的混合物做保溫處理，保溫處理溫度為 1350°C，保溫時間為60min ；第三步，用風(fēng)冷方式快速冷卻至常溫，得到類水泥熟料。實施例十二一種熱態(tài)保溫處理鋼渣制備類水泥熟料的工藝方法，測定鋼渣中SW2質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 12 %并且Al2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2 %，該工藝方法包括以下步驟第一步，將硅質(zhì)調(diào)整劑、鋁質(zhì)調(diào)整劑與煉鋼過程產(chǎn)生的高溫轉(zhuǎn)爐鋼渣混合，加入的調(diào)整劑總質(zhì)量為鋼渣質(zhì)量的50%，硅質(zhì)調(diào)整劑和鋁質(zhì)調(diào)整劑質(zhì)量比為1 10，硅質(zhì)調(diào)整劑的組分及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為=CaO 50%, SiO2 20%, Al2O3 :25%, MgO 5% ；鋁質(zhì)調(diào)整劑的組分及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:CaO :30%, SiO2 :40%, Al2O3 30% ；第二步，將第一步中調(diào)整劑與轉(zhuǎn)爐鋼渣的混合物做保溫處理，保溫處理溫度為 1550°C，保溫時間為IOmin ；第三步，用風(fēng)冷方式快速冷卻至常溫，得到類水泥熟料。實施例十三一種熱態(tài)保溫處理鋼渣制備類水泥熟料的工藝方法，測定鋼渣中S^2質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 8 %并且Al2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1 %，該工藝方法包括以下步驟第一步，將硅質(zhì)調(diào)整劑、鋁質(zhì)調(diào)整劑與煉鋼過程產(chǎn)生的高溫轉(zhuǎn)爐鋼渣混合，加入的調(diào)整劑總質(zhì)量為鋼渣質(zhì)量的15%，硅質(zhì)調(diào)整劑和鋁質(zhì)調(diào)整劑質(zhì)量比為6 1，硅質(zhì)調(diào)整劑的
7組分及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為CaO :30%, SiO2 :40%, Al2O3 30% ；鋁質(zhì)調(diào)整劑的組分及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為CaO :40%, SiO2 :30%，Al2O3 30% ；第二步，將第一步中調(diào)整劑與轉(zhuǎn)爐鋼渣的混合物做保溫處理，保溫處理溫度為 1450°C，保溫時間為30min ；第三步，用風(fēng)冷方式快速冷卻至常溫，得到類水泥熟料。實施例十四一種熱態(tài)保溫處理鋼渣制備類水泥熟料的工藝方法，測定鋼渣中S^2質(zhì)量分?jǐn)?shù)為
5%并且Al2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2 %，該工藝方法包括以下步驟第一步，將硅質(zhì)調(diào)整劑、鋁質(zhì)調(diào)整劑與煉鋼過程產(chǎn)生的高溫轉(zhuǎn)爐鋼渣混合，加入的調(diào)整劑總質(zhì)量為鋼渣質(zhì)量的25%，硅質(zhì)調(diào)整劑和鋁質(zhì)調(diào)整劑質(zhì)量比為1 1，硅質(zhì)調(diào)整劑的組分及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為=CaO 35%, SiO2 35%, Al2O3 :28%, MgO 2% ；鋁質(zhì)調(diào)整劑的組分及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為=SiO2 30%, Al2O3 70% ；第二步，將第一步中調(diào)整劑與轉(zhuǎn)爐鋼渣的混合物做保溫處理，保溫處理溫度為 1450°C，保溫時間為30min ；第三步，用水冷方式快速冷卻至常溫，得到類水泥熟料。實施例十五—種熱態(tài)保溫處理鋼渣制備類水泥熟料的工藝方法，測定鋼渣中S^2質(zhì)量分?jǐn)?shù)為
6%并且Al2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2 %，該工藝方法包括以下步驟第一步，將硅質(zhì)調(diào)整劑、鋁質(zhì)調(diào)整劑與煉鋼過程產(chǎn)生的高溫轉(zhuǎn)爐鋼渣混合，加入的調(diào)整劑總質(zhì)量為鋼渣質(zhì)量的18%，硅質(zhì)調(diào)整劑和鋁質(zhì)調(diào)整劑質(zhì)量比為4 1，硅質(zhì)調(diào)整劑的組分及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為=CaO 35. 2%, SiO2 :43. 8%, Al2O3 :15. 4%, MgO :5. 6% ；鋁質(zhì)調(diào)整劑的組分及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為=CaO 20%, SiO2 35%, Al2O3 45% ；第二步，將第一步中調(diào)整劑與轉(zhuǎn)爐鋼渣的混合物做保溫處理，保溫處理溫度為 1450°C，保溫時間為30min ；第三步，用風(fēng)冷方式快速冷卻至常溫，得到類水泥熟料。在各個實施例中，為了方便地混合調(diào)整劑與轉(zhuǎn)爐鋼渣，可以將轉(zhuǎn)爐鋼渣裝入渣包， 裝入的過程中分散加入調(diào)整劑，每個渣包裝入鋼渣的質(zhì)量可根據(jù)不同的渣包以及工藝條件做具體調(diào)整，為了使混合調(diào)整劑與轉(zhuǎn)爐鋼渣更好地反應(yīng)，在保溫的過程中，可以在渣包的底部鼓入氮?dú)膺M(jìn)行攪拌均化，可選擇鼓入氮?dú)獾膲毫?. 5MPa，氮?dú)饬髁?3m7s，同樣，如果利用了渣包，將保溫處理后的渣包內(nèi)鋼渣倒入渣盤的過程中進(jìn)行風(fēng)冷，可快速使鋼渣溫度降至室溫，得到類水泥熟料。各個實施例中，測試原鋼渣的f-CaO含量為9. 8 %，經(jīng)熱態(tài)保溫改性處理后f_CaO 含量降為1. 2%，有效的解決了鋼渣安定性問題。熱態(tài)保溫改性處理前鋼渣的XRD圖譜如附圖1所示，原渣中最強(qiáng)衍射峰為 C3MS2 (鎂薔薇輝石)，其次為CAS (鈣鋁黃長石)和β -C2S, C4AF的衍射峰不明顯，說明原渣中以惰性礦物為主，活性礦物含量較少。另外圖譜顯示原渣中含有少量的Y型硅酸二鈣， 影響鋼渣安定性。熱態(tài)保溫改性處理后鋼渣的XRD圖譜如附圖2所示，惰性礦物C3Mii2 (鎂薔薇輝石) 和CAS (鈣鋁黃長石)的衍射峰明顯降低，活性礦物β -C2SX4AFX2F的衍射峰強(qiáng)度增加，尤其是C4AF、C2F峰強(qiáng)增加明顯，說明鋼渣活性得到了很好的改善。此外，圖譜顯示Y型硅酸二鈣消失，說明熱態(tài)保溫處理后鋼渣安定性變好。
權(quán)利要求
1.一種熱態(tài)保溫處理鋼渣制備類水泥熟料的工藝方法，其特征在于，包括以下步驟第一步，將調(diào)整劑與煉鋼過程產(chǎn)生的高溫轉(zhuǎn)爐鋼渣混合，具體是指當(dāng)鋼渣中SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于15 %并且Al2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于3 %時，加入硅質(zhì)調(diào)整劑，加入質(zhì)量為鋼渣質(zhì)量的 40% ；當(dāng)鋼渣中Al2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于3%并且SW2質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于15%時，加入鋁質(zhì)調(diào)整劑，加入質(zhì)量為鋼渣質(zhì)量的1^-10% ；當(dāng)鋼渣中SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于15%并且Al2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于3%時，同時加入硅質(zhì)調(diào)整劑和鋁質(zhì)調(diào)整劑，加入的調(diào)整劑總質(zhì)量為鋼渣質(zhì)量的 50%，且滿足硅質(zhì)調(diào)整劑和鋁質(zhì)調(diào)整劑質(zhì)量比例范圍為10 1 1 10;硅質(zhì)調(diào)整劑的組分及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為CaO :10 50%，SiO2 20 50%，Al2O3 10 30%, MgO 0 10% ；鋁質(zhì)調(diào)整劑的組分及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為CaO :0 40%，SiO2 :30% 50%，Al2O3 :30% 70% ；第二步，將第一步中調(diào)整劑與轉(zhuǎn)爐鋼渣的混合物做保溫處理，保溫處理溫度為 1350°C 1550°C，保溫時間為 IOmin 60min ；第三步，冷卻至常溫，得到類水泥熟料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱態(tài)保溫處理鋼渣制備類水泥熟料的工藝方法，其特征在于，單獨(dú)加入硅質(zhì)調(diào)整劑時，加入質(zhì)量為鋼渣質(zhì)量的15^-25 ^
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱態(tài)保溫處理鋼渣制備類水泥熟料的工藝方法，其特征在于，單獨(dú)加入硅質(zhì)調(diào)整劑時，加入質(zhì)量為鋼渣質(zhì)量的18%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱態(tài)保溫處理鋼渣制備類水泥熟料的工藝方法，其特征在于，單獨(dú)加入鋁質(zhì)調(diào)整劑時，加入質(zhì)量為鋼渣質(zhì)量的3^-6 ^
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱態(tài)保溫處理鋼渣制備類水泥熟料的工藝方法，其特征在于，單獨(dú)加入鋁質(zhì)調(diào)整劑時，加入質(zhì)量為鋼渣質(zhì)量的5%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱態(tài)保溫處理鋼渣制備類水泥熟料的工藝方法，其特征在于，同時加入硅質(zhì)調(diào)整劑和鋁質(zhì)調(diào)整劑時，加入的調(diào)整劑總質(zhì)量為鋼渣質(zhì)量的15% 25%，且硅質(zhì)調(diào)整劑和鋁質(zhì)調(diào)整劑質(zhì)量比例范圍為6 1 1 1。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱態(tài)保溫處理鋼渣制備類水泥熟料的工藝方法，其特征在于，同時加入硅質(zhì)調(diào)整劑和鋁質(zhì)調(diào)整劑時，加入的調(diào)整劑總質(zhì)量為鋼渣質(zhì)量的18%，且硅質(zhì)調(diào)整劑和鋁質(zhì)調(diào)整劑質(zhì)量比例為4 1。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱態(tài)保溫處理鋼渣制備類水泥熟料的工藝方法，其特征在于，第一步中所述的混合是將高溫轉(zhuǎn)爐鋼渣倒入渣包，在倒入的過程中分散加入調(diào)整劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種熱態(tài)保溫處理鋼渣制備類水泥熟料的工藝方法，其特征在于，所述第二步保溫處理過程中，在渣包底部鼓入氮?dú)膺M(jìn)行攪拌均化，鼓入氮?dú)獾膲毫?0. 5MPa，氮?dú)饬髁?83m7s。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱態(tài)保溫處理鋼渣制備類水泥熟料的工藝方法，其特征在于，所述第三步的快速冷卻方式為水冷或者風(fēng)冷。
全文摘要
一種熱態(tài)保溫處理鋼渣制備類水泥熟料的工藝方法，屬于冶金工業(yè)中鋼渣的處理應(yīng)用技術(shù)，第一步，將硅、鋁質(zhì)的調(diào)整劑與煉鋼過程產(chǎn)生的高溫轉(zhuǎn)爐鋼渣混合；第二步，將第一步中硅、鋁質(zhì)調(diào)整劑與轉(zhuǎn)爐鋼渣的混合物做保溫處理；第三步，快速冷卻至常溫，得到類水泥熟料，為了方便地混合硅、鋁質(zhì)調(diào)整劑與轉(zhuǎn)爐鋼渣，可以將高溫的轉(zhuǎn)爐鋼渣倒入渣包，在倒入的過程中分散加入硅、鋁質(zhì)調(diào)整劑，每個渣包倒入鋼渣的質(zhì)量和加入調(diào)整劑的種類與質(zhì)量可根據(jù)不同的渣包以及工藝條件做具體調(diào)整，為了使調(diào)整劑與轉(zhuǎn)爐鋼渣更好地混合、反應(yīng)，在保溫的過程中，可以在渣包的底部鼓入氮?dú)膺M(jìn)行攪拌均化，本方法能同時解決鋼渣安定性和活性低的問題，且工藝簡單，成本低廉。
文檔編號C04B5/06GK102503193SQ20111032610
公開日2012年6月20日 申請日期2011年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月24日
發(fā)明者宋強(qiáng), 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(xué)