率值及氧化镁含量对高镁熟料压蒸膨胀性能的影响研究

本文研究了MgO含量和熟料三率值对高镁熟料压蒸膨胀性的影响。81组高镁熟料结果显示：煅烧条件相同时，影响压蒸膨胀性的顺序为MgO含量﹥IM﹥KH﹥SM，MgO含量和IM是影响压蒸膨胀率的主要因素；采用岩相观测、XRD精修定量、BSE、EDS等微观测试对方镁石在熟料中的晶体生长环境和压蒸膨胀的关系进行了研究，发现方镁石被C3A与C4AF掺杂交错的中间相包裹时，压蒸膨胀率较低，当条状、板状C3A相增加，掺杂交错的中间相减少，方镁石主要被C3A相包裹时，压蒸膨胀率增大。     

高镁石灰石晶体特征对熟料中方镁石形成及压蒸膨胀的影响

使用6种不同晶体特征的高镁石灰石煅烧高镁熟料（MgO含量6%）,通过岩相分析、热重分析、压蒸测试等主要检测方法对石灰石和熟料中的矿物分布及尺寸进行了检测和观察。发现不同晶体特征高镁石灰石粗料配料熟料中形成f-CaO与方镁石共生矿巢,石灰石中白云石晶体尺寸大、分布密集、物理缺陷小、间隙杂质少,f-CaO与方镁石共生矿巢大且紧凑,熟料压蒸膨胀率大。熟料压蒸膨胀率和f-CaO与方镁石共生矿巢截面面积正相关。     

加速消解转炉钢渣中fCaO的试验研究

研究了消解钢渣中fCaO的方法。结果表明,简单的水浸在短期内无法实现fCaO的消解;通过模拟自然条件进行喷洒、曝晒陈化,可使钢渣中fCaO快速消解,其压蒸粉化率及浸水膨胀率均满足标准要求,钢渣的体积稳定性得以提高。     

氟硫对高含量MgO水泥熟料的影响

研究了含有氟硫的高含量MgO水泥的压蒸膨胀和MgO在高温液相中的溶解。结果表明,SO_3降低MgO在液相的中的溶解度;掺CaF_2+SO_3后,低温烧成的高MgO水泥的压蒸膨胀率大于0.5％。     

微生物提升钢渣胶凝材料安定性和强度的作用及机理

目前钢渣排放量、库存量大,但利用率不高,关键是安定性未能解决.本文研究提出了通过微生物矿化技术提升安定性和强度,研究了不同掺量微生物对钢渣中主要矿物相碳化反应速率的影响,测试了微生物掺量和钢渣粉比表面积对试件压蒸线性膨胀率和强度的影响,通过MIP和SEM分析试件孔隙率和微观形貌,并对微生物改性钢渣胶凝材料机理进行分析.结果 表明,微生物能提高钢渣中游离氧化物和硅酸盐矿物相碳化反应速率,提高矿化产物的强度.要使试样压蒸线性膨胀率降低至0.5‰以下,采用微生物添加剂后,试验所用钢渣粉比表面积可由565 m2/kg降低至360m2/kg.钢渣中掺入微生物可促进碳化过程中矿物相离子溶出和碳酸盐矿物生成,降低试件孔隙率,密实基体结构,从而提高钢渣胶凝材料试件的强度.微生物-钢渣胶凝材料制品强度可达40 MPa以上,其他物理性能均符合国家标准,在实际道路铺装工程应用中体积稳定性好,无泛碱现象,且利润优势显著,应用前景广阔.     

废渣配料对高镁熟料压蒸膨胀性能的影响研究

使用钢渣、铜渣、矿渣和镁渣进行生料配料，检测了不同废渣对熟料MgO含量为6%的高镁熟料压蒸膨胀性能的影响，结果显示在相同煅烧条件下，四种废渣与对比样相比均降低了高镁熟料的压蒸膨胀率，其中铜渣、矿渣和镁渣对压蒸膨胀率的降低效果优于钢渣；同时通过岩相、XRD定性定量分析、BSE和EDS对熟料中的矿物组成、含量及颗粒尺寸分布进行了检测和观察。     

TiO_2对熔融态高炉渣微晶玻璃析晶及性能的影响

以熔融态高炉渣为主要原料,SiO_2、Al_2O_3、MgO和TiO_2等化学试剂为辅助原料,采用熔融法制备了以透辉石、普通辉石和钙镁黄长石为晶体的高炉渣微晶玻璃。通过DSC、XRD、SEM研究了晶核剂Ti O2对高炉渣微晶玻璃的析晶行为、晶相组成、显微结构和性能的影响。结果显示,随着TiO_2含量的升高,微晶玻璃的形核结晶温度降低,主晶相种类没有变化,但晶体含量增加,晶体形态由球状逐步发育成柱状、枝状、块状,最后成为疏松的块状晶。当TiO_2的加入量为4%时,微晶玻璃的性能达到最佳,此时体积密度为2.82 g/cm~3,吸水率0.03%,耐酸腐蚀性99.71%,耐碱腐蚀性99.98%。但过高的TiO_2含量(大于4%)会降低微晶玻璃性能。     

钢渣-水泥熟料-石膏胶凝体系稳定性的研究

采用压蒸与沸煮试验方法,对钢渣-水泥熟料-石膏胶凝体系稳定性进行试验研究,结果表明:对所构成的三元胶凝体系而言,压蒸法比沸煮法更能敏感的表征其膨胀性;通过对胶凝体系的物相分析和压蒸试样SEM测试,阐述了游离氧化钙、氧化镁及金属铁对体系稳定性的影响规律,获知钢渣-水泥熟料-石膏胶凝体系的膨胀,一方面是由于影响其安定性的不良物相的水化物的堆积反应,另一方面是由于钢渣水化形成的水化物及其孔洞与钢渣中惰性相、水泥水化物粘结弱,结构不致密而导致.     

钢渣的膨胀相及其对水泥体积稳定性的影响

借助XRD、DTG和SEM分析了钢渣中石灰相和RO相的结构形态、化学组成和水化条件,并讨论了二者与水泥体积稳定性的关系。分析结果表明：石灰相和RO相与水反应的总体能力偏低,且二者的微晶与水反应的能力有强有弱,具有不均一性;石灰相在沸煮条件下就可以水化,RO相在压蒸条件下才能水化,因此,石灰相是影响水泥的沸煮安定性和压蒸安定性的主要原因,RO相只影响水泥的压蒸安定性,且不是引起水泥压蒸安定性不良的主要原因;钢渣水泥的体积安定性不仅与钢渣中石灰相和RO相的化学组成有关,而且还和钢渣的掺量有关。     

Cr2O3、Fe2O3对高炉渣粘熔特性的影响

以高炉渣为主要原料采用熔融法制备微晶玻璃,通过试验研究了晶核剂Cr2O3、Fe2O3对高炉渣粘度及熔化性能的影响规律.结果表明:晶核剂Cr2O3使高炉渣熔点升高,粘度增大,加入2％ Cr2O3作晶核剂时,炉渣浇注温度需要控制在1400℃以上;晶核剂Fe2O3能够降低高炉渣的熔点,但对粘度影响不大,加入2％ Fe2O3作晶核剂时,需要将炉渣温度控制在1325℃以上;加入2％ Cr2O3和2％ Fe2O3组成的复合晶核剂时,需要将温度控制在1375℃以上才能保证渣液的良好流动性,以实现顺利浇注、压延成型,为采用熔融高炉渣直接制备微晶玻璃工艺的研发提供了基础的工艺技术参数.     

Penetration and corrosion of magnesia grain by silicate slags

Abstract

Penetration and corrosion resistance of high purity sintered and fused magnesia grain by model EAF (CaO/SiO₂ = 1·38) and BOF ‘late’ slags (CaO/SiO₂ = 3·29) at 1600 and 1700°C were investigated by SEM, EDS, and XRD analysis. Thermodynamic calculations were performed to assist interpretation of the reaction processes involved. At the test temperatures, Fe andMn ions from both model slags diffused into themagnesia grain to form a magnesiowustite, (Mg,Fe,Mn)O. The magnesiowustite directly adjacent to the slag had a much larger crystal size than that of the bulk MgO far from the MgO/slag interface. The large magnesiowustite grains limit the potential for grain boundary penetration into the sintered magnesia. The magnesiowustite layer formed with the EAF slag took up more Fe_xO from the slag than that formed with the BOF slag, which was partially responsible for a lower slag penetration into sintered magnesia grain since the remaining silica rich local liquid was rendered more viscous. The EAF slag was not saturated with respect to MgO, so the magnesiowustite which did form later reacted with Ca and Si ions remaining at the MgO/EAF slag interface to form low melting phases such as merwinite, C₃ MS₂, and then dissolved into the slag, rendering the dissolution process essentially indirect. The BOF late slag was already oversaturated with respect to MgO, so slag penetration only occurred in the sintered magnesia grains.     

Al2O3-C材料中Ti(C,N)的形成及其抗气化炉渣侵蚀性能研究

水煤浆气化炉内衬材料的无铬化势在必行.基于碳氮化钛对高炉渣的增稠机理,本工作在前期开发水煤浆气化炉用Al2O3-C无铬化内衬材料的基础上,拟通过在Al2O3-C材料中引入一定量的TiO2,使之在高温下材料内原位反应形成碳氮化钛相,提高材料的抗气化炉渣侵蚀性能.结果表明:当Al2O3-C材料引入适量的TiO2时,可以发现在烧成过程中材料中原位形成了Ti(C,N)相,优化材料的孔结构;当材料与渣发生反应时,提高了在侵蚀过程中渣的粘度,改善材料的抗侵蚀性能.当材料中引入的过量的TiO2,TiO2易与气化炉渣发生反应,降低渣的粘度,从而降低材料的抗侵蚀性能.     

转炉钢渣制备陶瓷材料的烧结机理

为了研究转炉钢渣制备建筑陶瓷的烧结机理及动力学,以不同粒径转炉渣为主要原料,加入改善坯料烧结及制备性能的添加剂,成功地制备了高性能的陶瓷墙地砖。根据样品烧结前后变形及烧结密度的变化,初步探讨了转炉钢渣质墙地砖的烧结机理,并且计算了烧结激活能。利用差热分析和高倍电镜对样品进行了分析,研究了转炉钢渣质墙地砖结晶过程中的动力学。结果发现,原料粉末粒径越小,样品越易烧结,相应的烧结温度也越低。样品差热分析中的尖峰和宽峰分别代表了表面结晶和内部体结晶。研究表明,本工作为转炉铬渣无害化处理及大规模资源化综合利用奠定了基础。     

重构钢渣的胶凝性分析

在炼钢转炉排渣的同时,将一定比例的电炉还原渣和煤渣加入到渣盘中,利用熔融钢渣的余热对钢渣的组成和结构进行在线重构。结果表明,重构处理明显降低了钢渣中的fCaO含量,改善了钢渣的易磨性和压蒸安定性,钢渣粉的28d活性指数提高了10%～20%。     

瓷石尾砂工艺玻璃制品的研制

在对瓷石尾砂工艺矿物特性研究的基础上,以瓷石尾砂为主要原料,取代石英砂和长石等原料,加以通用的玻璃辅助原料,成功地研制出透明和彩色尾砂工艺玻璃制品.配料中尾砂用量大,熔融温度低,成形性能好,成本低.研究结果表明,瓷石尾砂在玻璃工业中有着广阔的开发应用前景.     

Slag-resistant products made from stabilized ZrO2

Conclusions The resistance of zirconia refractories to the action of acid slags is determined by the interaction between the added stabilizer and the silica component of the slag and by the rate of formation of the corresponding silicates. Of those materials studied, the most resistant of the action of the more acid slags is ZrO₂ stabilized by Y₂O₃.The rate of wear of the articles made from stabilized zirconia under the action of the more basic of the melts we studied is determined by the diffusion of Ca²⁺ into the structure of ZrO₂ forming CaZrO₃ which leads to the articles becoming less dense. The interaction between the stabilized ZrO₂ and the basic industrial slag, moreover, is accompanied by the intense dissolution of the refractory in the slag as a result of the formation of low-melting melts at the slag-refractory interface.Thus, zirconia refractories have an excellent resistance to the action of an acid multicomponent slag and are intensively damaged by basic slags.Translated from Ogneupory, No. 3, pp. 54–57, March, 1979.     

Crystallisation behaviour of blast furnace slag modified by adding fly ash

Crystallisation of molten blast furnace (BF) slag can increase its viscosity, which can in turn affect the quality of slag fibres. Fly ash was added to BF slag to control its crystallisation and modify its chemical composition. FactSage simulation and analyses using X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscope-backscattered electrons (SEM-BSE) coupled to an energy dispersive spectrometer (EDS), and single hot thermocouple technique (SHTT) were performed to explore the crystallisation behaviour of the modified BF slag. The relationship between temperature, mineral precipitation, and added fly ash content was investigated. The minerals contained in the modified BF were melilite, anorthite, clinopyroxene, and spinel. Variation in the fly ash content did not change the composition of the precipitate, but changed its content and the crystallisation temperature of the minerals, which affects the initial crystallisation temperature of the modified BF slag. It decreased as fly ash content increased, and was influenced by the crystallisation of melilite when the added fly ash content was between 5% and 20%. When the added fly ash content increased to 25%, the initial crystallisation temperature was influenced by the precipitation of anorthite. The initial crystallisation temperatures obtained by FactSage simulation, XRD analysis, and SHTT experiments differed due to kinetic effects. The modified BF slag with a fly ash content of 15% is considered suitable for manufacturing of slag fibres due to its low initial crystallisation temperature and cost.     

铬渣资源化利用研究进展

为解决目前铬渣无害化处理不彻底且未对其中的铬进行资源化利用的问题,综述了国内外铬渣处理现状,介绍了铬渣来源和成分,重点梳理和分析了有钙焙烧渣在钢铁行业的应用、无钙焙烧渣中金属回收以及液相氧化渣的资源利用。通过总结和比较,提出了采用烧结炼铁工艺处理有钙焙烧渣、采用碱浸法回收无钙焙烧渣中金属以及液相氧化渣直接用作炼铁原料的建议,指出了铬盐行业在未来发展的同时,应该加强源头创新,实现工业共生,最终达到清洁生产的目的。     

TiO2改性煤气化粗渣基地质聚合物的微观结构与性能

煤气化渣可分为粗渣和细渣,其有在碱激发领域应用的潜力。本文对煤气化粗渣的理化性能进行了研究,使用煤气化粗渣制备了地质聚合物,并对其进行了TiO₂的改性研究。结果表明,在煤气化粗渣基地质聚合物中掺入一定量的TiO₂可明显改善其力学性能。当掺入质量分数为10.0%的TiO₂时,样品28 d的抗压强度可从23.4 MPa提高到42.9 MPa。此外,通过对样品进行物相分析与微观结构分析, TiO₂的掺入明显改善了地质聚合物的微观结构,促进了碱激发反应,提高了材料的力学性能。     

镍渣基泡沫玻璃的制备及其性能研究

以镍渣和废玻璃作为主要原料,使用Na2CO3为发泡剂,采用模具装填法来烧制泡沫玻璃.研究了镍渣的掺量、发泡剂掺量、发泡温度和发泡时间对泡沫玻璃的气孔结构和相关力学性能的影响.研究表明:镍渣掺量减少,Na2CO3掺量增加和发泡温度的升高,均会降低泡沫玻璃的体积密度,提高样品的平均气孔直径;镍渣掺量对泡沫玻璃的组成成分和晶体种类没有明显的影响;以20%镍渣和80%玻璃粉为主料,5%~7%Na2CO3为发泡剂,在发泡温度870 ℃下保温60 min,可以制备出气孔率为85.14%,体积密度为0.3715 g/cm3,抗折强度为2.062 MPa,平均气孔直径在3.13 mm的镍渣基泡沫玻璃.