宝钢钢渣在水泥生料配料中的应用研究
利用钢渣作混合材增加水泥耐磨性的实验研究
利用钢渣作混合材增加水泥耐磨性的实验研究(副答论文)抚顺水泥股份有限公司常宏2006年7月15日利用钢渣作混合材增加水泥耐磨性的实验研究————孙丽华严丽华常宏随着水利、电力和交通运输业的蓬勃发展，对水泥耐磨性能的要求也越来越被用户和生产厂家所重视。
在以往的生产中，为了增加水泥的耐磨性，主要采用的方法是：调整熟料的矿物组成。
即适量增加C4AF和C3S的含量，限制C3A的含量，以达到耐磨性和抗干缩的目的。
但是这种方法必须重新确定符合高C4AF和C3S，低C3A的配料方案。
改变窑的煅烧制度，也不利于正常生产。
实践证明，钢渣可用于增加水泥耐磨性。
为此，我们用正常生产的熟料，加入一定比例的钢渣，进行了水泥耐磨性试验研究。
并开发出耐磨水泥品种。
钢渣的选择钢渣是炼钢生产排出的废渣，产量约占钢产量的20%。
抚顺是一个重工业城市，两大钢厂钢渣的排放量为30—40万吨/年，而且利用率低。
水泥厂如能合理利用，可变废为宝。
但是，因出渣方式的不同，钢渣的成分不稳定。
为选择一种成分稳定、对水泥性能无害且充分发挥水泥耐磨性的钢渣，我们取了钢厂的电炉渣和转炉渣，在试验小磨进行了水泥耐磨性试验。
方法如下：取正常生产的熟料和生产所用石膏，加入相同比例的两种钢渣，在试验小磨中粉磨至相同比面积，取得样品，进行物理试验及耐磨性试验。
结果如下表从表试验数据看出，加入相同比例的两种钢渣，在比面积和石膏掺加量基本相同的条件下，水泥的强度相差不大，耐磨性却有所不同。
加入电炉渣的水泥磨损量为3.09kg/m2，而加入转炉渣的水泥磨损量为2.17 kg/m2。
显然，加入转炉渣的水泥耐磨性能好与加入电炉渣的水泥。
说明，在提高水泥耐磨性上，转炉渣由于电炉渣。
在小磨试验后，我们又进行了两种钢渣的化学分析以验证两者是否符合《用于水泥中的钢渣》的标准。
数据如下：从化学分析看，电炉渣中Al 2O 3、MgO 的含量均高于转炉渣，而水泥的有效成分CaO 含量相对转炉渣低。
【资料】钢渣在水泥混凝土中的应用研究-宏艺要点汇编
3、钢渣作为辅助胶凝材料的研究
活性增加效果
类别 水泥胶砂强度 受检胶砂强度/MPa 活性指数/% 活性增加值/%
/7d/28d/MPa
/7d/28d/MPa
7d/28d
7d/28d
钢渣1+ 36.4/59.1
23.8/50.2
65/85
15/10
钢渣2+ 37.5/57.9
25.8/52.1
67/90
S3
390
170 810 1010 0
3.9 34.7 43.1
S4
312
168 810 1010 78
3.9 36.5 46.9
S5
195
165 810 1010 195 3.9 33.2 44.0
并委托省质监站，根据JGB/T193-2009《混凝土耐久性检验评定标准》
进行了混凝土的抗冻性、抗水渗性、抗氯离子渗透性、抗碳化性、抗硫酸盐
我国利用情况：
2、水泥及其混凝土技术传统观念的变革
2.1 应用技术中的常见误区 a、为满足快速施工的要求，过分追求水泥早强，忽视远期强度。 b、为熟料强度在28天内发挥到极致，水泥磨得细了又细。片面地认为：“强度越 高的水泥，才是优质水泥”。 c、圈流粉磨水泥、产品颗粒分布集中，使用性能较差。 d、把水泥作为“胶凝材料”和“混凝土强度”的唯一来源。 片面追90
268
332
5.1
8.2
25.3
48.3
8.6
24.2
50.3
采用沂东中联P·O42.5级普通硅酸盐水泥，辅助胶凝材料（SCM）为矿渣粉：钢 渣粉=1:1复合而成。集料：细集料为天然河砂，表观密度为2730kg/m3，堆积密 度为1500 kg/m3，吸水率6.4%，细度模数2.8。粗集料为临沂碎石，表观密度为 2740kg/m3，堆积密度为1600 kg/m3，5~25mm连续级配，做混凝土测试。
钢渣代替铁矿石生产高性能水泥熟料研究
钢渣代替铁矿石生产高性能水泥熟料研究发布时间：2021-01-21T08:49:44.186Z 来源：《中国科技人才》2021年第2期作者：贺金涛[导读] 我们想尝试利用钢铁厂产生的废弃钢渣，代替部分水泥的生产原料制作水泥。
北方水泥公司黑龙江省牡丹江市 157000摘要：钢渣是炼钢工业的废渣，其排放量为粗钢产量的15％～20％，大量排放的废弃钢渣会造成资源浪费、占用土地及污染环境等问题。
随着钢铁工业的发展，钢渣排放量会越来越大，消纳处理钢渣速度相比排放速度慢，导致其储量不断增大。
2017年我国每年钢渣排放量约8000万t，2018年中国钢产量约11亿t，钢渣产量约1.7亿t，但其利用率却只有22%，不足30%。
在资源日益紧缺的今天，如何有效、快速地处理及利用这些钢渣成为大家关注的热点。
为了寻找行之有效的综合利用方法，国内许多研究人员就钢渣的综合利用做了很多的研究工作。
关键词：钢渣；铁矿石；生产高性能；水泥熟料引言随着我国经济的快速发展，水泥在国民经济建设中需求量越来越大。
水泥行业的发展虽然加快了我国基础设施建设的进度，但同时也给我们带来了诸多的“困扰”，如原材料的大量开采对环境造成了极大的破坏。
我国钢铁行业每年会产生大量的钢渣废弃材料，而这些钢渣的化学成分与水泥原料的化学成分相似，因此，我们想尝试利用钢铁厂产生的废弃钢渣，代替部分水泥的生产原料制作水泥。
1国内外钢渣利用现状目前，国内处理钢渣的主要技术为热闷自解法、滚筒法、粒化法、风淬法、热泼法等。
在钢渣综合利用方面，我国发展得相对较晚，近些年，随着对环境保护和固体废弃物再利用的重视，钢渣在筑路、建材以及水泥混凝土等方面获得了广泛应用，但其综合利用率仅为22%。
国外发达国家对钢渣的处理和利用的研究开展得相对较早，在二十世纪初就已开展了许多钢渣的综合利用技术研究。
根据国际权威部门对日、美、英、德等十几个发达国家近几年钢渣综合利用现状的研究结果分析表明，日本、美国等发达国家的钢渣利用率已接近100%，其他国家如俄罗斯的钢渣利用率也达到了40%。
钢渣微粉在水泥混凝土中的应用研究
钢渣微粉在水泥混凝土中的应用研究硅灰、粉煤灰等矿物掺合料在混凝土中的应用，可大幅度的提高混凝土的性能。
但普遍使用的硅灰、粉煤灰等已出现了货源短缺及价格上涨等将钢渣粉作为混凝土的活性矿物掺合料，由于钢渣微粉的比表面积大、活性好、可与熟料粉混合配制水泥，同时可以作为外加剂替代水泥直接掺入混凝土中，生产性能优越的高性能混凝土，降低水泥和混凝土的成本。
1、钢渣粉的化学成分及特性1.1 钢渣粉的化学成分钢渣的化学成分组分CaO SiO2 Al2O3 FeO Fe2O3 MgO MnO P2O5含量40%~50% 12%~18% 2%~5% 7%~10% 5%~20% 4%~10% 1%~2.5% 1%~4% 钢渣粉的化学成分以CaO和SiO2 AI2O3、MgO FeO和Fe2O3等组分。
另外还有少量的S P和游离CaO MgO等，这些二价离子的游离金属氧化物以RO相表示，常以固溶体形式出现。
以化学成分而言，钢渣粉和水泥熟料有些相似，只是氧化物含量差别较大。
1.2 钢渣粉的特性1、将钢渣经机械磨细后，可以改变原先的晶体结构，增加颗粒表面的活化能，可以充当水泥或水泥混凝土的活性材料。
另外钢渣粉具有较好的流动性、耐久性、体积稳定性和抗碱骨料反应，混凝土中掺加钢渣粉后可提高混凝土的和易性，消除碱骨料反应。
2、钢渣微粉的水硬活性及活化措施。
钢渣的胶凝活性来源于其含有的硅酸盐、铝酸盐及铁铝酸盐矿物，其中所含的硅酸二钙C2S硅酸三钙C3S 对强度的贡献最大。
钢渣中的主要矿物相RO相没有胶凝性，而且吸收氧化钙，使钢渣中的硅酸三钙减少。
虽然钢渣的化学成分与水泥熟料相似，但它的生成温度比硅酸盐熟料高了很多，其矿物结晶致密、晶粒较大、水化速度缓慢，只是一种具有潜在活性的胶结材料。
且钢渣中含有大量的CaO MgO成分，控制不当极易造成安定性不良的后果。
另外钢渣粉中虽然含有少量C3S、C2S料少，因此将钢渣用于水泥和混凝土中必须对其活性进行激发。
钢渣在水泥生产中的应用研究
钢渣在水泥生产中的应用研究摘要：钢渣因成分波动大、易磨性差、稳定性差等原因，导致其用于水泥熟料烧成技术没有得到广泛推广。
本文结合公司对铁质原料的需求，开展钢渣在水泥生产中的应用研究，从钢渣优选、生料易烧性分析、熟料性能研究入手，改善水泥熟料质量，提高钢渣在水泥生产中的综合利用率。
关键词：钢渣；易烧性；熟料性能引语在水泥生产中，钢渣因其潜在水硬性高、产量大、成本低，并且含有相当数量的近似水泥熟料组成的矿物而成为水泥生产中首选原材料，在熟料煅烧中可起到诱导结晶、加速助熔的作用，使水泥生产实现优质、高产和低耗。
把钢渣用作水泥生产原材料，节约了大量宝贵自然资源，保护了环境，同时降低了水泥生产成本，具有广阔的应用前景。
本文结合公司对铁质校正原料的需求，研究钢渣在水泥生产中应用的可行性，确定煅烧水泥熟料的钢渣种类；结合实际设计配料方案，多角度分析了掺入钢渣后对生料易烧性及熟料性能的影响，解决了钢渣在水泥工业中应用时均化和粉磨的难题，已在所属单位实现了产业化和推广应用，控制生产成本的同时保证产品质量，具有一定的实践指导意义。
1原材料选择本文所选用所有原燃料物理化学性能和放射性等指标均符合相应标准要求，综合考虑成本等因素最终确定如下原燃料：钙质材料选用公司自备矿山单独生产和均化的石灰石；硅铝质材料选用公司附近砂岩和页岩；对比用铁质材料选用当地产铁粉；钢渣由公司附近两家钢厂提供，其中0-6YA是A钢厂提供的0～6mm 尺寸的钢渣，0-10YB是B钢厂提供的0～10mm尺寸的钢渣。
各材料化学分析见表1。
表1 原材料化学成分分析2钢渣基本性能研究2.1钢渣粉磨性能试验将0-10YB和0-6YA分别置于电热干燥箱中，在105 ℃的条件下烘干24 h直至恒重，分别称取50kg，经球磨机粉磨30min后称重；将粉磨后的钢渣过0.6mm 标准筛筛出大颗粒难磨物相（0.6mm筛上颗粒）并称重，得出0-6YA和0-10YB中难磨物相的重量见表2。
钢渣在生料配料中的应用及其经济性分析
今 天 ， 寻求 一 种 廉 价 的 铜 矿 渣 代 用 材 料 ， 成 为 已 为 又 一 个 重 要 课 题 。 年 ， 们 又将 钢 渣 用 于生 料 配 去 我
料 ， 次 获 得成 功 。 再
固 溶 体 （ ４ 尖 晶石 Ｍｇ ・ １ ， １） Ｏ Ａｚ Ｏ
新 生 成 的 无 定 形 ＳＯ 反 应 活 性 高 ， Ｃ Ｏ便 迅 ｉ： 遇 ａ 速 发 生 反 应 。 但 在 常 规 配 料 时 ， 由 于 在 此 温 度 下 Ｃ Ｃ 尚未 分 解 出 Ｃ Ｏ，随 着 温 度 的 升 高 Ｃ Ｃ ａＯ ａ ａ Ｏ 分
Ｆ Ｏ主 要 存 在 于橄 榄 石 相 中 ，再 加 上 还 有 一 定 量 的 ｅ Ｍｇ Ｏ、Ｍｎ 与 之 共 存 ， 其 熔 点 更 低 。 据 试 验 ，在 Ｏ １０ ￣ 热 ２ ２ ０Ｃ加 ０分 钟 橄 榄 石 则 全 部 熔 化 。 因此 ， 渣 钢 不仅 是一种铁 质校正 原料 ，同时又是一 种矿 化剂 ， Ｆ Ｏ与 Ｍｎ 等 均 能 够 降 低 物 料 的 液 相 生 成 温 度 及 ｅ Ｏ 液 相 粘 度 ， 高 了 Ｃ Ｓ与 Ｃ Ｏ在 液 相 中 的扩 散 度 ， 提 ： ａ 促 进 了 Ｃ Ｓ的 形 成 及 晶 体 的 发 育 成 长 。 （ ） 渣 中 含有 １ ～ ％ 的 Ｐ Ｏ ， Ｃ ０ ＰＯ ２钢 ％ ２ ： ｓ在 ａ 一 ２ ｓ 二 元 系统 中有 Ｃ Ｐ・ ： Ｃ Ｐ・ Ｃ Ｐ・ Ｃ Ｐ四个 化 合 物 。Ｃ Ｐ 于 ５ ０～６ ０ｃ时 形 成 ， 具 有 水 硬 性 ； ： ５ ０ｃ 不 Ｃ Ｐ于 ７ ０～ ５ ８ ０ｃ时 形 成 ， 仅 有 微 弱 的 水 硬 性 ； Ｃ Ｐ Ｃ Ｐ于 ０ｃ 、 １０ ０ ０～１ ５ ￣ 形 成 ， 有很 强 的 水 化 能 力 。此 外 ， ０ ０Ｃ下 具 Ｐ Ｏ 还 是 ８一Ｃ Ｓ的 晶 格 稳 定 剂 ，它 能 够 阻 止 ｐ— ： ： Ｃ Ｓ在在 ６ ５Ｃ发 生 晶 型 转 变 成 ＾—Ｃ Ｓ 防止 熟 料 发 ： ７￣ ｙ ，
钢渣及其在水泥行业的应用
２１ ０ ０年 １ １月第 ２ 专辑 ｌ ４卷 ６
钢 渣 及 其 在 水 泥 行 业 的 应 用
韩长菊 ， 晓杰， 杨 周惠群 ， 唐 越
（ 昆明冶金高等专科学校建材学院 ， 昆明 ６ ０ ３ ） ５ ０ ３
摘要
关 键 词
钢渣是炼钢过程 中产 生的废 渣， 国有效 利用率仅 ｌ ， 我 Ｏ 对环境 污染严 重。钢 渣 富含 Ｃ Ｓ Ｃ Ｓ等矿 ３ 、２
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓｒ ｃ Ｓ ｅ ｌ ｌｇ ｉ ａ ｋ ｎ ｆ ｓｅ ｒ ｓｄ ｅ ｇ ｎ ｒ ｔ ｄ ｉ ｈ ｒ ｃ ｓ ｆｓｅ ｌ ｋ ｎ ．Ｉ ｏ ｌ ｔ ｓｏ ｒｅ ｖｒ ｎ ｔ ｅ ａ ｓ ｉｄ ｏ ｓ ｗａ ｔ ｅ ｉ ｕ ｅ ｅ ａ ｅ ｔ ｅｐ ｏ ｅ ｓｏ ｔ ｅ ｎ ｍａ ｉｇ ｔｐ ｌ ｅ ｕ ｎ ｉ — ｕ ｏ
ＨＡＮ ｈ ｎ ｊ ，ＹＡＮＧ Ｘｉ ｊ ， ＨＯ Ｈｕｑ ｎ ＡＮＧ ｅ Ｃ ａ ｇｕ ａ ｉ Ｚ Ｕ ｉｕ ，Ｔ ｏｅ Ｙｕ
（ ｃ ｌｙｏ ｉ ｉｇ Ｍ ａｅｉｌ Ｆａｕ ｔ ｆＢｕｌ ｎ ｔｒ ，Ｋｕ ｍｉｇＭ ｅａｌｒｙ Ｃ ｌ ｇ ，Ｋｕ ｍｉｇ６ ０ ３ ） ｄ ａ ｎ ｎ ｔｌ ｇ ｏｌ ｅ ｕ ｅ ｎ ｎ ５ ０ ３
近 ８ ～９ ， 高于 钢渣 中的 含量 ， 限制 了钢 渣在 水 ０ ０ 远远 又
泥 中的用 量 。
１ １ ２ 钢 渣 的 矿 物 组 成 ．． 转炉 钢渣 的主要 矿物 组 成是 硅 酸二 钙 （ ２） 硅 酸三 钙 ＣＳ 、
（ 。）Ｒ Ｃｓ 、 ０相（ Ｏ Ｆ Ｏ和 Ｍｎ 的固溶体） Ｍｇ 、 ｅ Ｏ 及少量游离氧
Ｒ０ ・ ｉ ， 着 碱 度 的 逐 渐 提 高 ， 次 发 生 以 下 取 代 反 ｓ０。 随 依
钢渣在水泥的应用
钢渣在建筑行业资源化利用的研究现状资源生物学院钢铁冶金系杨桂明115611023摘要：简要介绍了钢渣的化学成分、矿物组成和胶凝性能，分析了钢渣活性激发方式并论述了钢渣在水泥和混凝土中的应用。
关键词：钢渣活性水泥混凝土Research Progress of Steel Slag Utilization in Architecture Industry Abstracts: This article briefly introduces the chemical composition, mineral composition and cementitious activity of steel slag. Excitation mode of slag activity and its applications in cement industry are included.Key words: steel slag，activity，cement，concrete0. 引言钢渣是炼钢过程中产生的废渣，排放量较大。
大量钢渣的存放不仅占用土地，还会对环境造成很大危害。
全球每年约产5000万t钢渣，20世纪70年代初美国的钢渣就已达到排用平衡。
欧洲每年产钢渣约1200万t，其中65％已得到高效利用。
经过日本钢铁联盟资源化委员会的努力，1996年底，日本的钢渣有效利用率就已达95％，到2004年基本实现了100％利用。
[1~3]我国积存钢渣已有l亿t以上，各大钢厂对钢渣利用进行了广泛研究，取得了一定成效，但有效利用率还比较低，约为10％。
从目前发展趋势来看，钢渣的资源化利用途径主要集中在建筑行业，且以在水泥和混凝土中的应用作为发展的重点。
[4]1. 钢渣的性质1.1 化学成分和矿物组成目前的钢铁工业中，由于炼钢原料和冶炼工艺不同，所排放的钢渣物化性能是不同的。
按照工艺划分，钢渣可以分为平炉钢渣、转炉钢渣和电炉钢渣。
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宝钢钢渣在水泥生料配料中的应用研究孟光斌,顾文飞,王 林,徐 莉(上海宝钢综合开发公司,上海 201900) 摘要:综述了以钢渣替代铁粉进行水泥生料配料实验。
实验表明:钢渣中C3S等矿物的晶种作用以及FeO的矿化剂作用,不仅能降低液相的出现温度,而且在固相反应中加速促进C2S、C3A、C4AF等矿物的形成。
工业生产证实,采用宝钢钢渣替代铁粉作为铁质校正料能提高熟料强度,同时采取必要的技术措施,能使水泥生产实现优质、高产、低耗。
关键词:钢渣;生料;配料;晶种;矿化剂;熟料中图分类号:X756 文献标识码:B 文章编号:1008-0716(2002)02-0031-04I nvestigation on Applying Steel Slag to R a w Mix Proportioning of CementMENG Guang2bin,GU Wen2fei,WANG Lin,XU Li(B aosteel Multiple Development Co.,Shanghai China,201900) Abstract:The experiment of raw mix proportioning of cement which is undertaken by steel slag in2 stead of iron powder is described.The result indicates that the functions of crystal nucleus of C3S and mineralization of FeO can not reduce the appearance tem perature of liquid phase but accelerate the form2 ing of C2S,C3A,C4AF,etc.in the s olid phase reaction.The practice proves that this technology can im2 prove the cement clinker strength and can realize the cement production with high quality and yield and low energy consum ption.K ey Words:Steel slag;Raw meal;Raw mix proportioning;Crystal nucleus;Mineralizer;Cement clinker1 前言早在二十世纪70年代,国外就有钢渣代替石灰石质原料煅烧水泥熟料的报导;80年代中期,有些单位做了一些工业性试验及生产,由于配制生料中氧化铁过高,使煅烧熟料存在一定困难;90年代中期各单位相继开展用钢渣替代铁粉的试验研究,宝钢综合开发公司从1999年开始用宝钢钢渣作为铁质校正原料煅烧水泥熟料,效果良好。
就化学组成而言,宝钢钢渣Fe2O3和FeO含量约为28%～30%,而之前水泥工业常用的铁粉含Fe2O3一般为50%左右,其次钢渣(Fe2O3+ FeO)/Al2O3为4～5,而铁粉中Fe2O3/Al2O3一般顾文飞 高级工程师 1960年出生 1982年毕业于同济大学 现从事工业废弃物综合利用工作 电话 56601137为2.5。
一般而言,钢渣铁铝比值较大,便于调节生料中铝氧率(I M)值,可修正大多数水泥立窑企业习惯于把水泥熟料配成“三高一低(即高铁、高液相量、高饱和比、低硅酸率)”配料方案。
“三高一低”方案往往造成水泥熟料后期强度偏低,尤其是采用IS O强度检测法测试之后,各龄期的强度更低[1]。
就矿物组成而言,宝钢钢渣属于一种劣质水泥熟料,主要矿物为C2S、RO相和C3S,但是与水泥有相似的矿物组成。
90年代中国建材科学研究院推出“添加晶种”熟料煅烧技术,即在生料制备过程中,引入适量的优质水泥熟料作为“晶种”,在熟料煅烧过程中起到“诱导结晶”的特殊作用。
受其启发,宝钢采用钢渣作为“非熟料晶种”配料,取得了与水泥熟料晶种相同的技术经济效果。
132002年第2期 宝 钢 技 术 水泥煅烧最主要的阶段是C2S和CaO熔于高温液相并通过离子反应形成C3S的过程,掺加晶种(钢渣中所含的C3S晶体)可以消除从熔体中析出临界晶核的阶段,而从外加C3S晶种表面直接长大发育成良好的A矿,缩短熟料的形成时间。
同时,采用钢渣配料,生料中FeO含量高,液相出现温度低,粘度低,有利于发挥钢渣的晶种作用。
总之,采用钢渣代替铁粉配料有助于熟料在形成过程中实现优质、高产、低耗。
2 宝钢钢渣在生料配料研究中的基本情况2.1 试验及分析2.1.1 试验用原料(1)石灰石:取自长兴石灰石矿。
(2)粘土:取自溧阳当地粘土。
(3)铁粉:取自苏州地区硫酸厂。
(4)钢渣:采用宝钢转炉钢渣。
上述各原料的化学成分列于表1。
表1 试验用原料化学成分含量T able1 Chemical components of raw materials for test%名 称CaO S iO2Fe2O3Al2O3M gO FeO P2O5烧失量f2CaO 石灰石51.20 1.77 1.210.82 1.32--40.05-粘 土7.5458.56 4.2512.06 1.50--10.05-铁 粉 2.6224.9050.6619.75 1.42-- 5.52-钢 渣38.49.68.6 6.513.118.10.9-7.12.1.2 生料化学成分的设计为使试验对工业化生产有指导意义,生料试验的三个率值(饱和比KH、硅酸率S M和铝氧率I M)尽量接近生产实际,同时为了比较铁粉和钢渣两种配料方案的效果差异,采用平行对比试验方案,使两种生料有相同KH值,而S M和I M基本相当。
通过生料的差热分析和熟料烧成的X射线衍射分析,对比两种熟料矿物的形成过程,重点探讨钢渣作为铁质校正原料的晶种和矿化作用。
生料三率值设计为:KH=0.95,S M=2.0,I M =1.1。
两种生料(钢渣配制生料用G S表示,铁粉配制生料用DS表示)配比及化学成分列于表2。
表2 生料配比、化学成分和率值T able2 Proportions,chemical components and ratios of raw meal生料配比,%石灰石粘土钢渣铁粉化学组成含量,%CaO S iO2Al2O3M gO Fe2O3烧失量Σ率 值K H S M IMG S74.019.5 6.5-43.4414.01 2.96 1.72 3.2933.4098.100.95 2.14 1.00 DS78.318.6- 3.142.5813.43 3.42 1.38 3.2034.1598.890.95 2.03 1.072.1.3 差热分析(DT A)差热分析采用LCT-2型差热天平,参比物为Al2O3,气氛为空气,量程为50μV,升温速度为10℃/min。
DT A分析的生料配比如表2所示。
G S和DS 试样的DT A曲线如图1所示,以图1中DS的DT A图谱为例,说明发生的一系列热效应与煅烧过程的物理化学变化对应关系大致如下:(1)150℃左右吸热峰为生料中自由水的脱去;(2)450℃左右小吸热峰为粘土矿物脱水;(3)816℃大吸热峰为CaC O3分解;(4)900℃微小吸热峰为C A、CF、C2F、C12A7、C2S、C2AS等中间矿物形成,视作一期固相反应;图1 生料差热曲线Fig.1 DT A of raw meal(5)1279℃放热峰为固相反应最剧烈阶段,中间产物分解,部分熟料矿物如C3S、C3A、C4AF大量形成,视作二期固相反应;(6)1321℃吸热峰表明体系中液相的形成且23 宝 钢 技 术 2002年第2期数量不断增加。
对比图1图谱可以看出,与DS 料相比,G S 生料CaC O 3大量分解,温度提前约20℃,一期固相反应提前19℃,二期固相反应提前118℃,液相形成温度提前约75℃。
2.1.4 熟料的X 射线衍射分析和岩相检验1400℃烧结的两种熟料的X 射线衍射分析(XRD )图谱见图2。
从中可看出G S 料的C 3S 含量明显高于DS (因C 3S 与C 2S 有多条衍射线重叠,着重看3.04、1.76及1.49三条线),G S 料中C 4AF (2.65)量亦多于DS 料,G S 料中C 3A (2.70)含量比DS 料少,C 2S (着重看2.29)含量基本相近。
图2 两种熟料的XRD 图谱Fig.2 XRD of cement clinkers2.2 熟料的率值与性能分析煅烧后G S 、DS 料物理性能检验结果列于表3、表4。
测试结果表明,G S 料生产的熟料比DS 料的熟料强度平均高5～12MPa 。
同时,对5个月生产的熟料进行统计,得到月平均28天强度达57.5MPa 的高标号熟料。
3 钢渣在水泥生料配料中作用机理及控制措施3.1 作用机理众所周知,钢渣配料比铁粉配料优越性更大,能促进CaC O 3的分解,加速固相反应和C 3S 的形表3 未加钢渣(DS)的熟料强度T able 3 S trength of cement clinker without steel slag 序号K H S M IM 抗折强度,MPa3天28天抗压强度,MPa3天28天10.93 1.92 1.12 4.6 6.824.742.420.90 1.99 1.32 4.9 6.825.641.330.92 1.98 1.18 5.17.727.249.740.916 1.951.12 5.38.227.650.050.892.01.265.17.226.450.0表4 加入钢渣配料(G S)的熟料强度T able 4 S trength of cement clinker with steel slag 序号K HS MIM 抗折强度,MPa3天28天抗压强度,MPa3天28天10.912 1.98 1.12 5.57.827.757.120.931 2.06 1.09 5.48.228.759.830.902 2.16 1.11 5.28.325.955.640.926 2.09 1.10 5.78.230.159.350.912 1.991.125.78.129.655.7成,在生料率值相近的条件下,使熟料中的C 3S 的数量增加,晶体(A 矿)发育良好,f 2CaO 含量减少;水泥熟料中的硅酸盐矿物依靠固相反应完成,由于钢渣中含有一定数量与水泥熟料相同的硅酸盐矿物,在生料配料中引入钢渣,实际是预先培植了“晶种”,在煅烧过程中起到诱导高温液相结晶的作用。