钢渣在线重构技术的工业试验研究

为获得钢渣在线重构的工程化参数,在炼钢转炉上开展了钢渣重构安环试验、配方工业中试和重构工艺调整等工业试验研究。研究结果表明,转炉钢渣经组分调节材料在线重构后,性能得到了显著的提高。组分调节材料中白渣与煤渣的最优配比为70∶30,组分调节材料的掺量为10%～15%。熔态钢渣与组分调节材料采用分批倾入混合的方法可使重构反应更彻底,获得的重构钢渣均匀性良好,28d活性指数不低于85%,游离氧化钙含量低于2%,达到了一级钢渣粉的指标。     

转炉钢渣的物相及其冷却析出研究

利用X射线荧光光谱、X射线衍射、扫描电镜和能谱分析仪对转炉钢渣的物相组成及其形貌特征进行研究,并用热力学软件FactSage对钢渣冷却过程中各物相的析出情况进行模拟.结果表明,转炉钢渣中的主要物相为硅酸钙相、铁酸钙相以及RO 相,此外还有少量的游离氧化钙（f-CaO）等物相.从物相的形貌特征上来看,硅酸钙相多呈圆形或椭圆形,尺寸为10-20μm;铁酸钙相以延伸的状态分布在硅酸钙相和RO 相之间,无规则形状;RO 相为连续延伸的无定形状,尺寸大小不一;游离氧化钙呈堆积状态,无规则形状,尺寸在30-50μm 之间,且表面较为粗糙.转炉钢渣在缓慢冷却的过程中,最终会析出γ-Ca2SiO4、Ca2Fe2O5、（MnO）（Fe2O3）以及少量的MgO 等物相,且各物相的析出温度分别为175、1325、425、1550℃.     

钢渣粉品质与胶凝活性灰关联分析及预测模型

为了探索钢渣粉品质与胶凝活性之间的关系,采集了6种分布于中国不同区域的钢渣,通过化学分析与X射线衍射(XRD)分析其化学组成与矿物组成,依据《用于水泥和混凝土中的钢渣粉》(GB/T 20491—2006)进行胶凝活性试验,借助灰色系统理论分析了钢渣粉组成对其胶凝活性的影响,并建立了28d抗压强度预测模型。结果表明:适当提高CaO,MgO,SO3的质量分数均有利于提高钢渣粉的胶凝活性;与钢渣碱度系数相比,钢渣中(CaO+MgO)/(Fe2O3+SiO2)值与胶凝活性的关联度更高(达0.94以上),其值在一定程度上反映了钢渣粉胶凝活性的大小;据此建立了其与砂浆28d抗压强度的GM(1,2)预测模型,预测值与实测值吻合较好,平均相对误差3%。     

高钨高硅电炉锡渣的相组成及形成机理研究

采用化学分析，化学物相分析，Ｘ射线衍射，电子探针、光学显微镜鉴定等研究手段，查明了高钨高硅电炉锡渣中的相组成及化学元素在各相中的分配以及渣中各相相对百分含量、结构构造、各矿物相的嵌布关系和结晶粒度等，并据此进行了渣型讨论及机理研究，为烟化法处理该复杂物料提供了理论依据，也是完善冶炼工艺和条件的前提和基础     

转炉炼钢渣中Cu_2O与NiO的还原实验研究

结合某钢厂顶底复吹转炉冶炼含有铜、镍等成分耐候钢的生产过程,在实验室对铁碳熔体和纯铁液还原炼钢渣中铜、镍等氧化物进行研究。结果表明,在初始条件相同的情况下,1 300℃下铁碳熔体分别还原渣中Cu2O和NiO时,Cu2O比NiO更易还原,还原速度更快。1 600℃时在实验研究的碱度范围内,含有25%FeO的转炉终点渣中Cu2O、NiO能被纯铁液在10~20 min内还原完毕,尤其前10 min内w[Cu]、w[Ni]增长迅速。在相同碱度下,渣中Cu2O、NiO同时还原的速率基本相同;随着渣碱度的增大,Cu2O、NiO还原的速率及终还原率均有所降低。     

硫酸亚铁铵还原铬渣的实验研究

铬渣是重金属废渣的一种,其中水溶性六价铬和酸溶性六价铬的浸出,严重污染环境。湿法解毒是处理铬渣的一种重要手段,实验选用硫酸亚铁铵还原铬渣浸出液中的六价铬。研究结果表明,在酸性范围内,六价铬的还原效果最明显,硫酸亚铁铵的加入量为理论计算的1．234倍时,铬渣中浸出的六价铬最大程度地被还原。还原反应过程中pH、硫酸亚铁铵用量、反应时间对六价铬的转化率具有重要影响。     

利用镁渣配制胶凝材料的机理分析

笔者概述了镁渣的特性、化学成分及矿物组成,分析了镁渣作为胶凝材料的可行性．根据碱矿渣理论利用激发剂激发镁渣的潜在活性,进一步论述了碱激发镁渣的机理,并提出了利用镁渣配制胶凝材料的可行性方法．     

钢渣化学活性组分的提取与胶凝活性评价研究

不同来源转炉钢渣之间的胶凝活性差异较大,为研究开发出对其胶凝活性进行快速评价的方法,采用蒸发-冷凝法对不同来源钢渣中的化学活性组分进行了快速溶出提取试验,研究了其溶出特性与溶出机理,结合钢渣胶凝材料胶砂试验,系统分析了钢渣溶出特性与胶凝材料强度性能之间的关系。研究结果表明,各钢渣化学活性组分的溶出量差异显著,溶出过程符合由固膜扩散控制的收缩未反应核模型特征。钢渣的溶出特性与钢渣胶凝性能之间存在显著的线性关系,利用(CaO+Al2O3)溶出量等评价指标可快速地对不同来源钢渣的胶凝活性作出比较准确的评价。     

冶金渣制备生态型人工鱼礁混凝土的试验研究

通过正交试验研究了矿渣钢渣熟料石膏体系胶凝材料的强度。胶凝材料正交试验表明：矿渣：钢渣的复合比为7∶1,矿渣和钢渣的比表面积分别为480 m 2·kg -1和550 m 2·kg -1,并与10%的水泥熟料和10%的脱硫石膏复合的胶凝材料具有较高的强度。以优化后的胶凝材料代替水泥,并以热闷法稳定化的钢渣颗粒为骨料,可以制备出抗压强度达到65 MPa以上的人工鱼礁混凝土。利用XRD和SEM方法分析胶凝材料的水化过程,结果表明,水化反应主要生成AFt相和C-S-H凝胶,钢渣、水泥熟料和脱硫石膏的协同作用对矿渣的火山灰活性反应具有重要促进作用。     

钢渣用作水泥基材料的问题研讨

碱度在1．6以上的钢渣是一种具有一定水化活性，又在不同程度上存在风化膨胀不稳定性的矿物集合体，将其用作水泥基材料的关键是活性的开发与膨胀的抑制。在现有研究的基础上，对钢渣用作水泥基材料时体积膨胀的诱因与抑制措施、钢渣活性的激发等问题进行了较为详细的探讨。认为对钢渣采用机械活化与化学激活并举的措施不失为一条有效的途径。     

多功能调渣剂在电炉冶炼中的试验研究

对ZY型电炉多功能进行了调渣剂工业性试验。实践表明炉渣泡沫化效果显著,冶炼电耗相对降低4（kW·h）/t;炉渣TFe下降幅度较大,相对降低率达10%￣20%。从理论上探讨上述效果的机理。认为随着电炉生产效率和比功率的不断提高,在电炉冶炼过程中采用一种既能使炉渣泡沫化,又能降低炉渣TFe的电炉多功能调渣剂十分必要。     

P2O5对转炉钢渣矿物结构的影响

依据实际转炉钢渣理化特性,以CaO-MgO-SiO2-Fe2O3四元渣系作为基础渣系,向该渣系中加入渣量1%～7%（质量分数）的P元素,使用SEM和EDS对合成渣系矿物结构进行表征与分析。结果表明：合成渣系主要由硅酸二钙、铁酸二钙及方镁石组成,其中磷元素主要以磷酸三钙的形式固溶于硅酸二钙中,在其他相中并未发现磷元素的存在;随着磷含量的增加,磷元素在硅酸二钙矿物中的含量随之增加,并可能出现独立的磷灰石相,这可为转炉钢渣在磷肥工业的应用研究提供参考。同时,由于磷加入量增多,CaO优先与[PO4]4-反应,早先存在的方镁石逐渐消失而溶入基质相。基质相2CaO·Fe2O3向CaO·MgO·Fe2O3发生转变,最后形成2MgO·Fe2O3,表明高磷含量有利于改善转炉钢渣的安定性能。     

电炉钢渣胶凝材料的研究

本文就外渗物对电炉还原钢渣活性的激发及其对混合物性能的影响进行了探讨，对比硅酸盐水泥，全面考察了钢渣胶凝材料的各项性能及其影响因素。     

高钢渣掺量和高强度钢渣水泥的研制

钢渣的低水化活性而致钢渣掺量小．钢渣水泥强度，特别是早期强度低等一直是困扰其应用于水泥生产的难题。采用各原料预先单独粉磨然后混合的工艺，成功制备了一种新型钢渣水泥。研究结果显示：该水泥3d和28d的抗折强度、抗压强度分别达6．8MPa、35．1MPa和7．8MPa、57．8MPa。各主要原料的配合比为：硼(钢渣)为50％～55％，硼(矿渣)为20％～30％，硼(水泥熟料)为10％～25％，硼(石膏)为3％～5％。还借助XRD和SEM，对其水化及水化产物进行了分析研究。     

川威KR脱硫前渣研究

通过对川威高炉铁水和高炉下渣的特性研究,比较铁水带渣和KR脱硫前渣的组成不同,分析从高炉下渣到川威KR前渣各组分的变化特征以及KR前渣各组分发生变化的原因。     

钢渣对含钛高炉渣粘度及钙钛矿结晶行为的影响

研究了钢查对含钛高炉渣粘度及钙钛矿结晶行为的影响，结果表明随着钢渣加入量的增加，钙钛矿析出温度提高，钙钛矿结晶量显著增大，但熔渣粘度增大，钙钛矿晶体尺寸减小。     

钢渣-矿渣-水泥复合胶凝材料的水化性能和微观形貌

通过测定矿渣和钢渣部分取代水泥构成的钢渣-矿渣-水泥复合胶凝材料(SBC-CCM)的物相组成和80h内的水化热,研究了SBC-CCM试样的微观形貌和水化性能,并用正交试验结果分析了SBC-CCM中钢渣-矿渣的最佳掺量和比例。结果表明:SBC-CCM的水化过程和水化产物的物相组成与硅酸盐水泥的相似,矿渣在水化早期参与反应,钢渣在水化早期呈惰性;SBC-CCM的80h水化放热量和放热速率均低于水泥相应的数值;正交试验结果表明水胶比对SBC-CCM强度的影响最显著,矿渣-钢渣的最佳质量比为2∶1。     

高炉矿渣成棉的调质研究

分别以石英砂、粉煤灰、页岩作为高炉矿渣的成棉调质剂,通过改变调质剂的添加量来配制不同酸度系数的调质矿渣。采用旋转柱体法测定3种调质矿渣熔体的黏度,研究调质矿渣熔体的稳定性和酸度系数随原料组成的变化关系,以及调质剂化学组成对调质矿渣熔融温度及黏度的影响,并进一步研究页岩调质矿渣的高温黏度特性。结果表明：达到相同酸度系数的调质矿渣需添加的调质剂为石英砂最少,页岩次之,粉煤灰最多;调质矿渣达到同一黏度（如8Pa·s）时,页岩调质矿渣所需熔化温度最低,酸度系数为1.4时的熔化温度低至1410℃;以页岩为调质剂调质到矿渣酸度系数1.2以上时,矿渣的短渣属性消失,表现出典型的长渣特性。