不锈钢渣胶凝活性分析及其物理活化试验研究

开展不锈钢渣的胶凝性能和活化试验研究,既可解决不锈钢尾渣的堆存问题,也有助于解决相关建材行业的技术及成本等问题,达到节能减排的目的。介绍了胶凝材料的水化机理,利用岩相分析、XRD等技术,对不锈钢渣的化学组成、矿物组成进行了分析,确定了影响胶凝性能的因素。并通过物理活化试验,研究了粉磨时间、混磨工艺、颗粒细度对不锈钢渣胶凝活性的影响,探讨了不锈钢渣的工程性能及安定性。结果表明,不锈钢渣主要矿物组成是硅酸二钙、镁硅钙石、RO相,以及少量硅酸三钙、尖晶石固溶体和金属单质等,主要硅酸盐矿物的岩相特征与硅酸盐水泥熟料特征基本相同,保证其具有一定的胶凝性能;控制粉磨时间为2 h,混掺4%～5%粉煤灰或10%～12%高炉矿渣,可使不锈钢渣具有一定的细度,进而增加比表面积,提高胶凝活性。不锈钢渣作为水泥基材的工程性能符合相关技术标准,安定性合格。     

不锈钢EAF渣无害化处置及作为水泥基材料的工程性能

 不锈钢电弧炉(EAF)渣具有胶凝活性,其主要化学成分及矿物组成与水泥材料相似,可作为水泥基材料加以利用。但不锈钢EAF渣中含有一定量的CaCrO4使其存在六价铬浸出风险。利用碳热还原干式解毒法对EAF渣进行无害化处理,对还原温度、配碳量及碱度进行控制,可有效将电炉渣中铬氧化物还原。还原后渣中CaCrO4相消失,总铬及六价铬浸出值明显低于标准限值。对解毒后EAF渣进行胶凝性能测试,其活性指数、凝结时间均符合GB/T 20491—2006规范要求,可应用于建材领域以达到安全排放及资源化利用目的。     

粉煤灰改质AOD渣胶凝性能的研究

随着我国不锈钢产业的加速发展,不锈钢渣堆存量逐年增加且难以利用。利用不锈钢渣制备水泥填充料是将其大量消纳的有效途径。通过掺入粉煤灰对AOD渣进行组分改质,研究了粉煤灰改质AOD渣制备水泥填充料的胶凝性能。结果表明,AOD渣掺入粉煤灰高温改质后经水淬急冷可以形成玻璃态物质,随着粉煤灰掺量增加,改质AOD渣中玻璃态物质含量增加,当粉煤灰的质量掺比达到35%时,改质AOD渣中均为玻璃体物质。胶凝材料力学性能和Cr浸出浓度分析表明,改质AOD渣掺量为20%时,复合水泥胶凝材料28天抗压强度为54.4 MPa,达到P.C 52.5水泥的标准;Cr浸出浓度随改质AOD渣掺量减少而降低,均低于0.15 mg/L。改质AOD渣可安全应用于建筑材料领域,实现废弃物资源化利用。     

不锈钢AOD渣固化效果影响因素及其机理

 不锈钢氩氧脱碳（AOD）渣在冷却过程中易发生体积膨胀导致粉化扬尘,这不仅会对环境造成严重污染,给人体带来很大危害,还会造成资源的浪费,因此急需解决不锈钢渣的粉化扬尘问题,提高不锈钢渣的利用率。对不同改性剂对渣的粉化抑制效果进行研究,结果表明,随着B2O3和P2O5掺量的增加,对AOD渣有明显的固化效果,随着CuO的增加,AOD渣没有明显固化。分析原因表明,通过向不锈钢渣中添加半径比Si4+小的离子如B3+、P5+,可以使其在2CaO·SiO2的晶界或位错上富集,降低缺陷的自由能,降低[γ-2CaO·SiO2]成核的驱动力,抑制[γ-2CaO·SiO2]晶核的形成及长大,使2CaO·SiO2可以更好地稳定在[β]相,从而抑制了不锈钢渣的粉化扬尘。     

微机动态控制AOD炉精炼不锈钢工艺

介绍了太钢18tAOD炉采用微机动态控制精炼不锈钢的工艺模型及其应用。该模型可控制终点碳和温度,使用该模型后提高了铬的回收率.     

不锈钢渣资源化研究现状

不锈钢渣是不锈钢生产过程中产生的有毒废渣,包括初炼渣和精炼渣,其特殊性在于其含有水溶性致癌物质Cr6+,并且在渣的堆放过程中一直持续着Cr3+向Cr6+的转化,严重污染环境。介绍了高温硅铁熔融还原法、湿法及固化法对不锈钢渣脱毒原理,分析了不锈钢渣在烧结、返回炼钢、制备微晶玻璃及烧制水泥等方面的资源化利用现状。     

不锈钢渣资源化利用技术研究现状

简要论述了不锈钢渣的特点及铬在自然界中的循环过程,指出不锈钢渣是一种含铬危险固废,需要对其进行彻底解毒。介绍了几种不锈钢渣资源化利用技术的研究现状及存在的问题,以解毒和高值化再利用为前题,指出以不锈钢渣为原料制备微晶玻璃是未来的一个重要研究方向。     

不锈钢粉尘碳热还原渣高效粉化分离

不锈钢粉尘是钢铁冶炼过程产生的典型二次固废,其含有大量的有价金属铁、铬和镍的氧化物,具有较高的回收利用价值。碳热还原法是一种高效冶炼金属矿物的火法工艺,使用碳热还原法处理不锈钢粉尘过程中,还原渣发生的粉化反应及冷却后的粉化效果会影响还原渣体系的理化性能,影响还原产物渣和金属的分离效果。通过高温试验研究了粉化控制过程工艺参数保温温度、保温时间和降温速率对还原渣粉化效果的影响。试验结果表明,不锈钢粉尘碳热还原-粉化控制后获得的还原渣自粉化率及自粉化渣的质量分数随着保温温度的升高呈现先增加后降低的趋势;还原渣自粉化率及自粉化渣的质量分数随着保温时间的增加呈现逐渐增长的趋势;还原渣自粉化率及自粉化渣的质量分数随着降温速率的降低呈现逐渐增长的趋势。在还原温度为1 450℃、升温速率为10℃/min、还原时间为20 min、碳氧比为0.8、控制保温温度为1 100℃、保温时间为15 min、降温速率为15℃/min的条件下,还原渣的自粉化率达到95.26%,自粉化渣的质量分数达到91.36%。在不锈钢粉尘碳热还原的过程中,还原渣中Ca₂SiO₄的生成反应...     

不锈钢粉尘的物理化学特性分析

不锈钢粉尘是一种产生量大、粒度细小、杂质含量高、极具回收利用价值的二次资源。为了开发不锈钢粉尘高效利用工艺,采用化学分析、XRD、扫描电镜等方法,对EAF和AOD不锈钢除粉尘的化学成分、粒度、物相组成、Cr~(6+)浸出及微观形貌进行了研究。结果表明,不锈钢粉尘中Ni、Cr、Fe含量较高,且均以氧化物形式存在;粉尘中的主要物相有铬铁尖晶石、磁铁矿、钙镁橄榄石、石英及石灰等;粉尘中的Cr~(6+)含量极少,低于国家危险废弃物的限制要求,但高于饮用水国家标准。     

抑制AOD不锈钢渣粉化的试验研究

针对AOD不锈钢渣冷却过程中产生严重粉化扬尘问题,通过研究不锈钢渣冷却过程中的粉化机理,采用配加硼质改性剂抑制粉化扬尘技术,即在出渣过程中加入0.6%～1.0%质量分数的硼质改性剂,降低不锈钢钢渣的黏度和熔化温度,促使渣中游离氧化钙(f-CaO)熔解,与SiO2形成不易粉化的β-硅酸二钙(β-C2S),防止了渣中α′-C2S向γ-C2S的转变,有效抑制了AOD不锈钢渣冷却过程中的粉化扬尘,改善了周边环境。     

利用不锈钢尾渣及矿渣制砖的试验研究

通过利用不锈钢尾渣及矿渣制砖的试验,确定了不锈钢尾渣及矿渣制砖的合理配比。在此基础上,开发了激发不锈钢尾渣及矿渣活性的技术。结果表明:配加质量分数分别占0.4%、0.6%的Na2SO4和NaCl作为激发剂,可激发不锈钢尾渣及矿渣的活性,使砖的抗压强度最大提高了42.6%。     

Challenges in the use of stainless steel slag

Stainless steel melting shops of Outokumpu Group are located in Finland,Sweden and England(UK). In all of the countries the European Union legislation is the same,but in practice the plants face different technical,economical and administrative challenges in developing sustainable treatments and use of by-products. Due to availability of good natural construction materials,the use of slag and other industrial by-products has been quite small in Northern Europe.Blast furnace slag has been completely utilized,while slag from stainless steel processes has earlier been regarded as waste.Steering of the metallurgical melt phase,slag cooling,treatment and metal recovery processes are the main technical challenges for increasing the sustainable use of stainless steel slag. Moreover,product properties have to fulfill standards and customer requirements.Dry or water-cooled EAF slag aggregates are typically used in road construction.Outokumpu has developed light mineral slag aggregates which are cooled in rapid water process.During this process,a specific structure and mineralogy is formed in the slag and leaching from the material decreases.In many regulatory discussions,it seems that there is not enough relevant scientific data from harmful compounds.Limit values are based only on laboratory tests and model estimations,not on the material use itself or real nature.A risk-based approach is needed when environmental acceptance is not clear.Limit values based on content are not applicable because environmental or health risks depend on the release or leaching of substances from the material.This is the case especially with metals.     

淋溶气氛对AOD不锈钢渣中铬动态淋溶的影响

AOD不锈钢渣(AOD渣)中的铬主要以三价态存在,但是在一定的条件下会被氧化从而以六价态释放至环境中造成生态破坏.以AOD渣为研究对象,采用长期动态淋溶的试验方法,研究了淋溶气氛对AOD渣中铬动态淋溶特性的影响.结果表明,淋溶气氛对浸出液氧化还原电位影响较为显著,空气气氛下氧化还原电位值在淋溶20 d之后明显高于氮气气...     

AOD炉采用双渣工艺冶炼1Cr13钢的实践

为了降低1Cr13不锈钢的冶炼成本,邢钢将AOD炉单渣操作改为双渣操作,以降低脱碳期石灰加入量;并采用一次还原后补加石灰,来保证终渣质量。实践表明:AOD炉单渣变双渣操作后,对于碳含量要求较高的1Cr13钢,后续炉渣碱度变化对增碳等产生的影响较小,并且前期渣量明显减少,石灰、萤石及硅铁每炉分别少用1 100~1 300,320~419及174~190 kg。     

滚筒法不锈钢钢渣处理技术的研究和应用

不锈钢钢渣的环保化处理是钢铁行业面临的难题之一,不锈钢钢渣中高含量游离CaO与MgO导致浸泡处理时粉化严重,环境污染大;不锈钢钢渣中不稳定的六价铬易溶于水造成水体污染。通过对滚筒法处理不锈钢钢渣的工艺抑制不锈钢钢渣粉化和抑制Cr3+的氧化析出进行研究和机理分析,并结合工程实例应用,论证了采用滚筒法处理不锈钢钢渣的可行性,为不锈钢钢渣环保化处理和资源利用奠定了基础。     

电炉冶炼不锈钢的泡沫渣技术探讨

分析了电炉冶炼不锈钢母液过程中能量输入的基本特性,指出电炉冶炼不锈钢的泡沫渣技术可很好地解决冶炼过程中存在的电耗高、冶炼周期长、耐材消耗大等一系列问题。理论分析了技术难点以及技术开发的可行性。技术关键是要解决渣的发泡性和制造发泡气源,由此概述了当前电炉冶炼不锈钢的泡沫渣技术研究的最新进展,最后讨论了该技术在中国的应用前景。     

风淬工艺对粒化不锈钢氩氧脱碳炉渣的影响

为了改善不锈钢氩氧脱碳炉渣的稳定性,采用风淬法对不锈钢氩氧脱碳炉渣进行粒化试验,研究了炉渣碱度、改质剂、温度、风速和喷吹角度对其粒化效果的影响规律。结果表明,渣粒平均粒径随着碱度的降低先减小后逐渐增大,碱度为1.8时平均粒径达到最小值4.31 mm;添加氧化硼改质后,粒化渣平均粒径随着碱度的降低与改质前变化趋势相同,但整体减小;随着熔渣温度升高,粒化渣粒平均粒径增大;随着风速增大和喷吹角度减小,粒化渣粒平均粒径逐渐减小,在21.5 m/s风速下得到最小粒径3.67 mm,当喷吹角度为25°时达到最小粒径4.28 mm。