钢渣中游离氧化镁含量的测定及其减量控制措施

钢渣中存在的游离氧化镁易发生水化膨胀导致其安定性不良,限制了钢渣部分替代水泥制备胶凝材料的回收利用。本文优化了氯化铵-乙二醇滴定检测f-MgO的方法,研究表明以RO相和镁铁尖晶石相存在的氧化镁以及钢渣中的其他组分对f-MgO含量的检测干扰较小,测试数据准确度高,为钢渣安定性的判断提供了依据。同时,采用以铁尾矿和石灰石组成的改性剂对转炉钢渣进行改性,经1350℃高温改性和水冷处理后,其中f-MgO含量可由2.02%降低至0.89%,降幅达55.94%。高温改性可以显著降低游离氧化镁的含量,有助于改善钢渣安定性。     

钢渣作胶凝材料和细集料制备高性能砂浆的研究

本文通过测试钢渣粉的活性、安定性和钢渣砂的颗粒级配、含水率、含泥量、吸水率、安定性等基本性能,研究陈化龄期对钢渣砂安定性的影响。利用安定性合格、级配合理的钢渣砂、钢渣粉、矿渣粉、激发剂和工作性能、凝结时间调节组分,通过配合比设计制备出工作性能良好、凝结时间合理、力学性能优良的高性能砂浆,并对其体积稳定性能进行研究。     

钢渣比表面积对钢渣-水泥复合胶凝材料安定性的影响

钢渣中含有C_3S、C_2S胶凝活性物质,因此经粉磨后,具有用作胶凝物质掺合料的潜质。但是钢渣的安定性差是制约其利用的最重要限制因素之一。本文分别采用沸煮和压蒸方法研究钢渣的比表面积对钢渣-水泥复合胶凝材料净浆安定性的影响;用灰色关联度分析法研究钢渣掺量与比表面积对钢渣-水泥复合胶凝材料净浆安定性的影响程度;通过SEM分析钢渣不同比表面积时,钢渣-水泥复合胶凝材料净浆的微观形貌。研究结果表明,钢渣-水泥复合胶凝材料净浆可以通过提高钢渣的比表面积改善其安定性。钢渣掺量10%时,相较于钢渣比表面积454.99 m~2/kg的钢渣-水泥复合胶凝材料净浆,钢渣比表面积为598.43 m~2·kg的钢渣-水泥复合胶凝材料净浆沸煮膨胀率降低了72.14%,压蒸膨胀率降低了51.40%。灰色关联分析得出与比表面积相比,钢渣掺量对钢渣-水泥复合胶凝材料净浆膨胀率的影响更大。限制钢渣的掺量仍是预防钢渣-水泥复合胶凝材料体积膨胀的主要方法。SEM微观结构分析表明,随着钢渣比表面积的增加,钢渣-水泥复合胶凝材料净浆逐渐趋于致密,此结论与膨胀率评价结果一致。     

改性钢渣制备水泥的基础性能研究

摘要:以钢渣、铁尾矿为主要原料,将钢渣掺加三种铁尾矿并在高温下熔融,熔融后得到的改性钢渣用于制备钢渣水泥。研究钢渣掺加三种铁尾矿制备的钢渣水泥的凝结时间、安定性、抗折抗压强度等性能。通过物理性能和XRD检测分析三种改性钢渣水泥的各项基础性能。结果表明,此改性钢渣水泥具有良好的物理力学性能。钢渣掺加铁尾矿改性之后能缩短钢渣水泥的初凝时间,有效提高钢渣水泥的早期强度;改性钢渣水泥中f-CaO含量低于2%,钢渣掺加铁尾矿能有效降低f-CaO含量,提高水泥的安定性;抗折抗压强度分别达到P?SS42.5和P?SS32.5R等级。本项目利用当地工业废渣和尾矿研制的改性钢渣复合硅酸盐水泥,铁尾矿掺量达到了10%,对废弃资源进行了有效利用,增加了钢渣的高附加值,减少了环境污染。      

高活性高安定性钢渣制备的研究

转炉钢渣的化学组成跟水泥相似,但是由于钢渣的胶凝活性低,安定性差,使其不能像水泥一样充分利用到建筑材料中去,因此本文将生石灰、粉煤灰、矿渣作为调质组分加入到钢渣中对其进行重构,得到重构钢渣。研究表明:试验中的重构钢渣的胶凝活性都比原钢渣高,并且随着煅烧温度的升高,重构钢渣中生成的胶凝活性矿物逐渐增多,重构温度为1400℃时得到的钢渣的胶凝活性较高;水淬可以使重构钢渣中分解出来的f-CaO、f-MgO迅速包裹到玻璃体中,提高钢渣的安定性;其中在煅烧温度为1400℃,冷却制度为水淬,生石灰掺量为10%,粉煤灰含量为8%,唐钢钢渣为82%时重构钢渣的胶凝活性最好。     

钢渣利用及稳定化技术研究进展

钢渣是炼钢过程的副产物,我国目前年产量接近1亿t,但综合资源利用率较低。简述了钢渣的产生特点,综述了其资源化利用和稳定化研究现状。钢渣组成中含有较多的游离氧化钙,导致钢渣在利用过程中体积膨胀,稳定性较差,建材化利用是消纳钢渣的重要途径,但需要解决钢渣稳定性差的问题,高温热闷技术具有钢渣稳定性效果好、处理时间短的优势,是目前应用较多的稳定化技术,也是解决钢渣利用率低的重要途径。     

液态钢渣在线重构技术研究进展

钢渣在线重构是解决钢渣胶凝活性低、体积安定性差、化学波动大等问题,从而提高钢渣利用率的一种有效技术。本文简述了钢渣的的特性及存在的问题,并重点综述液态钢渣在线重构中调质组分、温度制度、冷却制度、气氛制度、均混制度、工艺设备以及热力学与动力学研究对重构钢渣胶凝活性和体积安定性的影响;最后针对于钢渣在线重构所存在的问题及钢铁行业中较先进的技术展望钢渣在线重构的发展趋势。     

脱硫石膏无熟料钢渣水泥物理力学性能研究

以钢渣、脱硫石膏为主要原料,掺入适量矿渣和复掺少量激发剂,配制了无熟料钢渣水泥。试验结果表明所配制的无熟料钢渣水泥达到了42.5标号水泥的技术要求。探讨了矿渣掺量、激发剂复掺比例和脱硫石膏掺量对无熟料钢渣水泥强度和安定性的影响,以及配料的不同粉磨方式对无熟料钢渣水泥力学性能影响,通过微观分析进一步探究水化产物的结构和组成。     

攀钢钢渣细粉对水泥胶凝性能的影响

为探究攀钢转炉钢渣作为水泥掺加料、实现钢渣高效资源化利用的可行性,以攀钢转炉钢渣和四川峨胜水泥熟料为原料,研究了不同粒度、不同掺量钢渣细粉对水泥胶凝性能的影响。结果表明：在钢渣细粉掺加量一定的情况下,掺入的钢渣细粉粒度越细,水泥的标准稠度需水量越大、初凝和终凝时间越长、水泥胶砂的强度和活性指数越高;在钢渣细粉粒度一定的情况下,水泥胶砂的强度随着钢渣细粉掺入量的增加而降低,当钢渣细粉掺入量超过钢渣复合水泥质量分数的30%时,水泥胶砂的强度将大幅下降;D₅₀=6.21 μm和D₅₀=3.17 μm的钢渣细粉按30%取代水泥时,钢渣复合水泥胶砂的强度和安定性均满足国家P.S.A 32.5级水泥标准要求。     

纤维掺量对钢渣薄板碳化固结特性的影响研究

钢铁行业CO2排放量大,钢渣等冶金固废资源化利用困难。钢渣碳化材料安定性和耐久性良好,但抗拉强度低、易开裂,限制了其在建筑领域的应用。本文采用钢渣为碳化原料、聚丙烯纤维为增强材料、碳化养护为手段开发制备纤维增强钢渣碳化材料。以钢渣碳化材料抗压强度、抗折强度和碳酸化程度为判断依据,结合热重、压汞法等微观分析方法,研究聚丙烯纤维掺量对钢渣碳化材料力学性能、碳化固结性能的影响规律。研究发现聚丙烯纤维的加入会降低钢渣碳化材料的抗压强度,但适量的纤维掺入对于提高钢渣碳化材料抗折强度是有利的,随着纤维掺量的增加,钢渣碳化材料抗折强度呈现出先不变,后增加,再减小的变化趋势,在纤维掺量为7 kg/m3时达到最大值。此外,聚丙烯纤维的加入会促进钢渣的水化反应,降低钢渣的碳化反应,提高钢渣碳化材料的密度,降低钢渣碳化材料的孔隙率,但会提高碳化反应生成的碳酸钙的热稳定性。本文的研究结果对其它高钙镁含量材料制备碳化纤维薄板提供参考。     

钢渣中非稳定性物质微观结构和性能的研究现状与展望

钢渣中f-CaO、f-MgO和RO相等非稳定性物质是影响其安定性的主要物质,限制了钢渣大规模资源化利用。直接法研究表明：在中、高碱度钢渣中存在大量的大尺寸球形呈聚集分布的f-CaO,降低碱度和气淬、热焖等处理方式可降低f-CaO含量和颗粒尺寸;化学合成CaO法研究表明,Fe和Mn离子掺杂会使f-CaO致密度升高,晶粒尺寸减小,其中Mn²⁺对晶粒尺寸减小作用更强。进一步论述了钢渣中f-CaO水化特性、钢渣体积膨胀率,以及f-CaO水化膨胀的相应数学模型和钢渣集料体积膨胀演化模型,压蒸粉化率与单粒径钢渣膨胀力的相互关系等进展。之后,综述了钢渣中f-MgO和RO相微观结构和水化特性,结果表明：钢渣碱度增加可促进方镁石形成,有利于MnO固溶到MgO-FeO固溶体;RO相水化活性与碱度、KM=nMgO/n(FeO+MnO)直接相关,钢渣中RO相并非稳定,当KM≥1时可能造成稳定性破坏。最后,指出了今后的研究方向：在不同钢渣碱度、处理工艺、陈化时间、水化程度等因素下,非稳定性物质在钢渣中水化反应速度、离子传输过程、显微结构层面力的传导机制;钢渣中活性矿物水化产物离子对非稳定性物质水化过程影响及其与钢渣膨胀特性、长期稳定性的关系;钢渣稳定性的判定标准、评价方法与其长期稳定性的关系。     

基于碳酸化钢渣集料的沥青混凝土体积稳定性研究

针对沥青道路用钢渣集料的安定性不良问题,研究了碳酸化钢渣的沥青混合料体积膨胀率的变化规律,探讨了碳酸化钢渣中f-CaO含量和压蒸粉化率的变化规律和相互关系,利用背散射电子成像(BSE)、扫描电子显微镜(SEM)结合X射线能谱(EDS)分析了碳酸化钢渣的微观形貌。结果表明:在CO₂初始压力1.0MPa下,温度低于90℃碳酸化主要消解钢渣中活性f-CaO,生成的立方体状Ca CO₃颗粒尺寸较大且均匀,碳酸化钢渣中f-CaO含量与其压蒸粉化率呈直线下降相关。温度高于90℃和时间长于9h碳酸化制度可完全消解4.75～9.5mm钢渣中的活性f-Ca O,同时逐渐消解f-MgO或RO相,致使碳酸化钢渣的压蒸粉化率直线下降;并且促使大颗粒聚集矿物向小尺寸分裂和重排,促进短簇状的夹杂MgCO₃、FeCO₃等物质的Ca CO₃生成。最终,碳酸化温度高于90℃和时间长于9h可从根本上解决钢渣安定性不良的问题,其沥青混合料养护3d体积膨胀率(约0.97%)低于标准值(1.5%)的35%,6d膨胀率(...     

大掺量非金属矿渣混凝土的力学行为试验研究

以钢渣替代普通碎石作粗骨料、磨细钢渣粉替代水泥作胶凝材料,制备大掺量钢渣双掺混凝土,对其稳定性、工作性及力学性能进行试验研究,并采用扫描电镜、能谱仪对其微观结构、成分进行测试。试验表明:以钢渣骨料稳定性为替代掺量的选择依据,可通过掺入钢渣粉,实现大掺量钢渣对混凝土力学性能改善的目的。     

LGMS4018钢渣立磨的应用实践

中信重工设计生产的LGMS4018钢渣立磨,根据钢渣粉磨特性,通过优化研磨组件、摊铺板装置以及选粉机结构,成功用于粉磨某钢铁公司经热焖法处理的钢渣,其质量、细度均达到钢渣微粉产品的要求,可实现钢渣的高附加值有效利用。     

钢渣沥青级配碎石混合料的高温稳定性能研究

对钢渣原材料进行了化学成分分析和物理性能检测,钢渣在沥青混合料中可以作为粗骨料使用。根据钢渣的颗粒形状及粒径分布规律,设计了基于ATB-25级配的钢渣沥青级配碎石基层混合料的配合比。研究了钢渣沥青混合料高温稳定性能。当混合料用集料全部为钢渣时,其最佳油石比为5.7%,远高于同级配的石灰石混合料;而将石灰石细集料(0-5mm)掺配入混合料后,其最佳油石比降为4.1%;同时,将石灰石集料(0-5mm、5-10mm)掺配入混合料后,其最佳油石比为3.9%。从综合利用钢渣与降低成本的角度来讲,将石灰石集料作为钢渣沥青级配碎石基层混合料的细料部位,而粗料全部采用钢渣是最优方案。钢渣沥青混合料的高温性能优于石灰岩混合料。随着石灰岩集料的增加,混合料的性能越来越差。     

攀钢钢渣、铁渣中金属铁资源的回收

攀钢采用热焖工艺使钢渣粉化率达到92%,淘汰了传统的破碎、磁选工艺,并通过切割、自磨进一步提高了渣钢品位及回收率;对铁渣进行打砸、筛分和磁选,选出块铁和废渣,再利用球磨和重选工艺对废渣进行深加工,从而实现了钢渣、铁渣中铁资源的回收利用。     

不同粉碎机理的钢渣中RO相解离性能

为寻求钢渣中RO相解离的最佳粉碎机制,选取高压辊磨机（辊压机）、立式辊磨机（立磨）和球磨机制备的4种粒度分布钢渣粉,每种钢渣粉机械筛分为7个粒级并制成光片。人工统计RO相在5种解离类中分布率、相表面参数,以单体解离度和解离>75%的含量,2个指标表征解离性能;以相比界面面积和自由表面率,2个参数表征脱离解离量。4种钢渣粉中脱离解离量都高,RO相属于易解离矿物。粉碎设备脱离解离量高低次序为辊压机、立磨、球磨,同一设备粉磨细度越高,脱离解离量越大。RO相粒级解离度以嵌布粒度为界分为解离度平稳区和下降区,平稳区解离度稳定在高值且与设备无关;下降区挤压粉碎设备解离度高,粒级解离度随粒度增大降低幅度较大。     

钢渣尾泥和电炉渣中磷的赋存状态EPMA分析

高磷钢渣中磷的存在状态非常复杂,导致其作为混凝土掺合料时对水泥的水化过程和水化产物的影响都较为复杂。主要利用电子探针X射线显微分析仪(EPMA)对钢渣尾泥和电炉渣中磷的赋存状态进行了深入研究,为钢渣尾泥和电炉渣在建筑胶凝材料中的大掺量利用及其中磷元素的有效控制提供理论指导。研究表明:钢渣尾泥和电炉渣的主要矿物组成为硅酸二钙(Ca_2SiO_4)、硅酸三钙(Ca_3SiO_5)、氢氧化钙(Ca(OH)_2)、方解石(CaCO_3)、氧化亚铁(FeO)和RO相(MgO、FeO和MnO的固溶体),钢渣尾泥中还含有水化硅酸钙(C-S-H凝胶);钢渣尾泥和电炉渣中P_2O_5的含量分别为1.741%和1.834%;钢渣尾泥和电炉渣中磷主要以固溶体的形式富集于硅酸二钙(Ca_2SiO_4)和硅酸三钙(Ca_3SiO_5)等硅酸盐物相中,P_2O_5的含量为3.195%~7.513%。