专利名称：一种熔融钢渣调质改性处理方法
一种熔融钢渣调质改性处理方法技术领域
本发明属于冶金工业中钢渣处理技术领域，具体涉及一种熔融钢渣调质改性处理方法。
背景技术：
随着中国现代化建设的快速发展，钢铁产量不断攀升，相应排出的钢渣量也持续增加。2010年中国粗钢产量为6. 27亿吨，产生钢渣一亿多吨，而目前中国钢渣有效利用率仅40%左右，大量钢渣堆积不仅占用耕地，而且造成资源浪费和环境污染。
造成钢渣利用率低的主要原因有两个一是钢渣中游离氧化钙含量高，造成应用中安定性不良；二是钢渣胶凝活性差，水化缓慢，难以大量掺加到水泥中使用。目前热态转炉钢渣的处理主要采用热泼法、焖渣法、水淬法等，这些处理方法仅能部分消解钢渣中的游离氧化钙，但无法提高钢渣胶凝活性。
转炉炼钢排出的钢渣温度在1600°C左右，高炉炼铁排出的矿渣温度在1400 1550°C，每吨渣含有的显热相当于50 70kg标准煤的热量，中国一年排出转炉钢渣和矿渣近两亿吨，携带热量相当于1000多万吨标准煤。目前高炉矿渣90%以上采用水淬冷却制取水渣，矿渣热量基本全部散失，而且冷却过程中浪费大量水资源。由于成本问题钢渣显热利用率也很低，造成了热能的巨大浪费。充分利用钢渣和矿渣的显热，对实现资源和能源的高效利用、降低钢铁企业的节能降耗具有重要意义。
钢渣胶凝活性很低，主要原因是其中的水硬活性矿物含量低，与硅酸盐水泥熟料化学组成相比，钢渣中Ca0、Si02、Al203含量较低，Fe2O3含量较高，而矿渣中Si02、Al203含量较高，再加入石灰提高CaO的含量，改性后钢渣的化学组成与硅酸盐水泥熟料成分相近，高温下反应生成的矿物组成也相近，因此可以很好的改善钢渣的胶凝活性。发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种熔融钢渣调质改性处理方法，其能够同时解决钢渣安定性和活性低的问题，工艺简单，成本低廉。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是
一种熔融钢渣调质改性处理方法，将转炉炼钢排出的1500 1700°C熔融钢渣倾倒入保温渣包过程中，同时将石灰粉和1400 1550°C的高炉炼铁矿渣作为调质剂加入渣包中，高炉炼铁矿渣的加入量为熔融钢渣总质量的1 50%，石灰粉加入量为钢渣总质量的1 30%。
所述高炉炼铁矿渣的成分及质量范围为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质量范围为CaO 90 99. 99%, MgO :0. 01 10%，粒径为 1. 0 IOmm0
所述石灰粉通过气力喷送喷入渣包中。
所述调质剂加入渣包后，在当前温度下保温30 60min。
调质剂加入渣包过程中，渣包底部鼓入氮气进行搅拌，并持续至保温结束。
在热态钢渣处理过程中，加入高炉炼铁产生的热态矿渣和石灰调质剂，不仅能够充分利用钢渣和矿渣的显热，而且可以有效降低钢渣中游离氧化钙含量，改变钢渣成分和矿物组成，改善钢渣胶凝性能，调质后的钢渣化学组成接近硅酸盐水泥熟料，从而大大增加钢渣在水泥混凝土领域的掺加使用量，提高钢渣利用率。
本发明中转炉钢渣和矿渣都来自钢铁企业，调质剂石灰也在钢铁企业大量使用， 运输方便，成本低廉，熔融转炉钢渣调质改性处理工艺简单，操作方便，充分利用了钢渣和矿渣的热源，省去了矿渣水淬处理。在保温渣包内钢渣和矿渣、石灰粉充分混合，钢渣中硅酸二钙吸收氧化钙生成硅酸三钙，矿渣的加入促进活性较高的铁相固溶体生成，从而提高了钢渣水硬活性，同时降低了钢渣中氧化铁含量。充足时间的保温使得钢渣中游离氧化钙被充分吸收，消除了钢渣安定性不良对钢渣使用的影响。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细说明。
实施例一
一种熔融钢渣调质改性处理方法，在将转炉炼钢排出的1600°C熔融钢渣倾倒入保温渣包的过程中，同时作为调质剂加入石灰粉和1450°C的高炉炼铁矿渣，高炉炼铁矿渣的加入量为熔融钢渣总质量的10%，石灰粉加入量为钢渣总质量的10%。其中，石灰粉通过气力喷送喷入渣包中，其化学成分及质量百分比为Ca0:90%，MgO: 10%，石灰粉的平均粒径为5mm ；高炉炼铁矿渣的化学成分及质量百分比为25%, CaO 40%, Al2O3 =20%, 狗203:5%，Mg0:10%。将调质剂加入渣包后，在当前温度下保温60min。调质剂加入渣包过程中，渣包底部鼓入氮气进行搅拌，并持续至保温结束。冷却后得到调质改性钢渣胶凝材料。
实施例二
一种熔融钢渣调质改性处理方法，在将转炉炼钢排出的1600°C熔融钢渣倾倒入保温渣包过程中，同时作为调质剂加入石灰粉和1400°C的高炉炼铁矿渣，高炉炼铁矿渣的加入量为熔融钢渣总质量的8 %，石灰粉加入量为钢渣总质量的8%。其中，石灰粉通过气力喷送喷入渣包中，其化学成分及质量百分比为CaO 95%, MgO :5%，石灰粉的平均粒径 5mm ；高炉炼铁矿渣的化学成分及质量百分比为=SiO2 40%, CaO 40%, Al2O3 :10%, Fe2O3 5^,1^0:5 ^将调质剂加入渣包后，在当前温度下保温30min。调质剂加入渣包过程中， 渣包底部鼓入氮气进行搅拌，并持续至保温结束。冷却后得到调质改性钢渣胶凝材料。
实施例三
一种熔融钢渣调质改性处理方法，将转炉炼钢排出的1700°C熔融钢渣倾倒入保温渣包过程中，同时作为调质剂加入石灰粉和1500°C的高炉炼铁矿渣，高炉炼铁矿渣的加入量为熔融钢渣总质量的6 %，石灰粉加入量为钢渣总质量的7%。其中，石灰粉通过气力喷送喷入渣包中，其化学成分及质量百分比为CaO 99%, MgO :1%，石灰粉的平均粒径5mm; 高炉炼铁矿渣的化学成分及质量百分比为=SiO2 35%, CaO 50%, Al2O3 :5%, Fe2O3 3%, MgO :7%。将调质剂加入渣包后，在当前温度下保温40min。调质剂加入渣包过程中，渣包底部鼓入氮气进行搅拌，并持续至保温结束。冷却后得到调质改性钢渣胶凝材料。
实施例四
一种熔融钢渣调质改性处理方法，将转炉炼钢排出的1550°C熔融钢渣倾倒入保温渣包过程中，同时作为调质剂加入石灰粉和1550°C的高炉炼铁矿渣，高炉炼铁矿渣的加入量为熔融钢渣总质量的25%，石灰粉加入量为钢渣总质量的20%。其中，石灰粉通过气力喷送喷入渣包中，其化学成分及质量百分比为Ca0:97%，MgO :3%，石灰粉的平均粒径 IOmm ；高炉炼铁矿渣的化学成分及质量百分比为=SiO2 :40%,Ca0 35%, Al2O3 20%, Fe2O3 l^^MgOM1^。将调质剂加入渣包后，在当前温度下保温60min。调质剂加入渣包过程中， 渣包底部鼓入氮气进行搅拌，并持续至保温结束。冷却后得到调质改性钢渣胶凝材料。
实施例五
一种熔融钢渣调质改性处理方法，将转炉炼钢排出的1700°C熔融钢渣倾倒入保温渣包过程中，同时作为调质剂加入石灰粉和1450°C的高炉炼铁矿渣，高炉炼铁矿渣的加入量为熔融钢渣总质量的50%，石灰粉加入量为钢渣总质量的30%。其中，石灰粉通过气力喷送喷入渣包中，其化学成分及质量百分比为Ca0:92%，MgO :8%，石灰粉的平均粒径 Imm ；高炉炼铁矿渣的化学成分及质量百分比为Si02 40%, CaO 40%, Al2O3 :15%, Fe2O3 l^^MgOM1^。将调质剂加入渣包后，在当前温度下保温60min。调质剂加入渣包过程中， 渣包底部鼓入氮气进行搅拌，并持续至保温结束。冷却后得到调质改性钢渣胶凝材料。
实施例六
一种熔融钢渣调质改性处理方法，将转炉炼钢排出的1700°C熔融钢渣倾倒入保温渣包过程中，同时将石灰粉和1500°C的高炉炼铁矿渣作为调质剂加入渣包中，高炉炼铁矿渣的加入量为熔融钢渣总质量的6 %，石灰粉加入量为钢渣总质量的7%。其中，石灰粉通过气力喷送喷入渣包中，其化学成分及质量百分比为CaO 99%, MgO :1%，石灰粉的平均粒径5mm ；高炉炼铁矿渣的化学成分及质量百分比为35%, CaO :50%，Al2O3 -.5%, !^4^3^,1^0:7 ^将调质剂加入渣包后，在当前温度下保温60min。调质剂加入渣包过程中，渣包底部鼓入氮气进行搅拌，并持续至保温结束。冷却后得到调质改性钢渣胶凝材料。
权利要求
1.一种熔融钢渣调质改性处理方法，其特征在于，将转炉炼钢排出的1500 1700°C熔融钢渣倾倒入保温渣包过程中，同时将石灰粉和1400 1550°C的高炉炼铁矿渣作为调质剂加入渣包中，高炉炼铁矿渣的加入量为熔融钢渣总质量的1 50%，石灰粉加入量为钢渣总质量的1 30%。
2.根据权利要求1所述的熔融钢渣调质改性处理方法，其特征在于，所述高炉炼铁矿 ■的成分及质量范围为25 45%，CaO 30 50%，Al2O3 5 20%，Fii2O3 :0. 01 5%, MgO 0. 01 10%。
3.根据权利要求1所述的熔融钢渣调质改性处理方法，其特征在于，所述石灰粉的成分及质量范围为:CaO 90 99. 99%, MgO :0. 01 10%。
4.根据权利要求1所述的熔融钢渣调质改性处理方法，其特征在于，所述石灰粉的粒径为1. 0 10mm。
5.根据权利要求1所述的熔融钢渣调质改性处理方法，其特征在于，所述石灰粉通过气力喷送喷入渣包中。
6.根据权利要求1所述的熔融钢渣调质改性处理方法，其特征在于，所述调质剂加入渣包后，在当前温度下保温30 60min。
7.根据权利要求6所述的熔融钢渣调质改性处理方法，其特征在于，调质剂加入渣包过程中，渣包底部鼓入氮气进行搅拌，并持续至保温结束。
8.一种熔融钢渣调质改性处理方法，其特征在于，将转炉炼钢排出的1600°C熔融钢渣倾倒入保温渣包过程中，同时将石灰粉和1450°C的高炉炼铁矿渣作为调质剂加入渣包中， 高炉炼铁矿渣的加入量为熔融钢渣总质量的10%，石灰粉加入量为钢渣总质量的10%，其中，石灰粉的成分及质量范围为CaO :90%,MgO 10%，石灰粉的平均粒径5mm ；高炉炼铁矿 ■的成分及质量范围为:Si02 25%, CaO 40%, Al2O3 20%, Fe2O3 :5%,Mg0 10%0
9.一种熔融钢渣调质改性处理方法，其特征在于，将转炉炼钢排出的1600°C熔融钢渣倾倒入保温渣包过程中，同时将石灰粉和1400°C的高炉炼铁矿渣作为调质剂加入渣包中， 高炉炼铁矿渣的加入量为熔融钢渣总质量的8%，石灰粉加入量为钢渣总质量的8%，其中，石灰粉的成分及质量范围为=CaO 95%, MgO ，石灰粉的平均粒径5mm ；高炉炼铁矿 ■的成分及质量范围为:Si02 :40%, CaO 40%, Al2O3 10%, Fe2O3 :5%,Mg0 5%0
10.一种熔融钢渣调质改性处理方法，其特征在于，将转炉炼钢排出的1700°C熔融钢渣倾倒入保温渣包过程中，同时将石灰粉和1500°C的高炉炼铁矿渣作为调质剂加入渣包中，高炉炼铁矿渣的加入量为熔融钢渣总质量的6 %，石灰粉加入量为钢渣总质量的7 %， 其中，石灰粉的成分及质量范围为=CaO 99%, MgO 1 %，石灰粉的平均粒径5mm ；高炉炼铁矿渣的成分及质量范围为:Si02 35%, CaO :50%, Al2O3 5%, Fe2O3 :3%,Mg0 7%0
全文摘要
一种熔融钢渣调质改性处理方法，将转炉炼钢排出的1500～1700℃熔融钢渣倾倒入保温渣包过程中，同时将石灰粉和1400～1550℃的高炉炼铁矿渣作为调质剂加入渣包中，高炉炼铁矿渣的加入量为熔融钢渣总质量的1～50％，石灰加入量为钢渣总质量的1～30％，高炉炼铁矿渣的成分及质量范围为SiO225～45％，CaO30～50％，Al2O35～20％，Fe2O30.01～5％，MgO0.01～10％；石灰粉的成分及质量范围为CaO90～99.99％，MgO0.01～10％，粒径为1.0～10mm；本发明成本低廉，提高了钢渣水硬活性，同时降低了钢渣中氧化铁含量。
文档编号C04B7/147GK102492792SQ201110398608
公开日2012年6月13日 申请日期2011年12月5日 优先权日2011年12月5日
发明者宋强, 徐德龙, 朱建辉, 李玉祥, 李辉, 王晓龙, 范海宏 申请人:西安建筑科技大学