[发明专利]一种熔融钢渣调质改性处理方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金工业中钢渣处理技术领域，具体涉及一种熔融钢渣调质改性处理方法。

背景技术

随着中国现代化建设的快速发展，钢铁产量不断攀升，相应排出的钢渣量也持续增加。2010年中国粗钢产量为6.27亿吨，产生钢渣一亿多吨，而目前中国钢渣有效利用率仅40％左右，大量钢渣堆积不仅占用耕地，而且造成资源浪费和环境污染。

造成钢渣利用率低的主要原因有两个：一是钢渣中游离氧化钙含量高，造成应用中安定性不良；二是钢渣胶凝活性差，水化缓慢，难以大量掺加到水泥中使用。目前热态转炉钢渣的处理主要采用热泼法、焖渣法、水淬法等，这些处理方法仅能部分消解钢渣中的游离氧化钙，但无法提高钢渣胶凝活性。

转炉炼钢排出的钢渣温度在1600℃左右，高炉炼铁排出的矿渣温度在1400～1550℃，每吨渣含有的显热相当于50～70kg标准煤的热量，中国一年排出转炉钢渣和矿渣近两亿吨，携带热量相当于1000多万吨标准煤。目前高炉矿渣90％以上采用水淬冷却制取水渣，矿渣热量基本全部散失，而且冷却过程中浪费大量水资源。由于成本问题钢渣显热利用率也很低，造成了热能的巨大浪费。充分利用钢渣和矿渣的显热，对实现资源和能源的高效利用、降低钢铁企业的节能降耗具有重要意义。

钢渣胶凝活性很低，主要原因是其中的水硬活性矿物含量低，与硅酸盐水泥熟料化学组成相比，钢渣中CaO、SiO₂、Al₂O₃含量较低，Fe₂O₃含量较高，而矿渣中SiO₂、Al₂O₃含量较高，再加入石灰提高CaO的含量，改性后钢渣的化学组成与硅酸盐水泥熟料成分相近，高温下反应生成的矿物组成也相近，因此可以很好的改善钢渣的胶凝活性。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种熔融钢渣调质改性处理方法，其能够同时解决钢渣安定性和活性低的问题，工艺简单，成本低廉。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种熔融钢渣调质改性处理方法，将转炉炼钢排出的1500～1700℃熔融钢渣倾倒入保温渣包过程中，同时将石灰粉和1400～1550℃的高炉炼铁矿渣作为调质剂加入渣包中，高炉炼铁矿渣的加入量为熔融钢渣总质量的1～50％，石灰粉加入量为钢渣总质量的1～30％。

所述高炉炼铁矿渣的成分及质量范围为：SiO₂：25～45％，CaO：30～50％，Al₂O₃：5～20％，Fe₂O₃：0.01～5％，MgO：0.01～10％。

所述石灰粉的成分及质量范围为：CaO：90～99.99％，MgO：0.01～10％，粒径为1.0～10mm。

所述石灰粉通过气力喷送喷入渣包中。

所述调质剂加入渣包后，在当前温度下保温30～60min。

调质剂加入渣包过程中，渣包底部鼓入氮气进行搅拌，并持续至保温结束。

在热态钢渣处理过程中，加入高炉炼铁产生的热态矿渣和石灰调质剂，不仅能够充分利用钢渣和矿渣的显热，而且可以有效降低钢渣中游离氧化钙含量，改变钢渣成分和矿物组成，改善钢渣胶凝性能，调质后的钢渣化学组成接近硅酸盐水泥熟料，从而大大增加钢渣在水泥混凝土领域的掺加使用量，提高钢渣利用率。

本发明中转炉钢渣和矿渣都来自钢铁企业，调质剂石灰也在钢铁企业大量使用，运输方便，成本低廉，熔融转炉钢渣调质改性处理工艺简单，操作方便，充分利用了钢渣和矿渣的热源，省去了矿渣水淬处理。在保温渣包内钢渣和矿渣、石灰粉充分混合，钢渣中硅酸二钙吸收氧化钙生成硅酸三钙，矿渣的加入促进活性较高的铁相固溶体生成，从而提高了钢渣水硬活性，同时降低了钢渣中氧化铁含量。充足时间的保温使得钢渣中游离氧化钙被充分吸收，消除了钢渣安定性不良对钢渣使用的影响。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步详细说明。

实施例一