[发明专利]一种钢渣安定性改质剂及钢渣安定性处理方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金工业中钢渣的处理技术，具体涉及一种钢渣安定性改质技术。

背景技术

随着国家循环经济的发展，要求冶金行业废弃资源实现再利用，特别是冶金渣、废气的再利用成为冶金行业循环经济关注的焦点。作为钢渣综合利用的最关键因素是钢渣的安定性，影响安定性有多种原因，其中游离氧化钙的水化分解是主要原因。钢渣中的这些游离氧化钙都经受了1700℃左右的高温煅烧，其结构致密，结晶颗粒粗大，水化速度极慢，在常温下比水泥熟料中的煅烧(1400℃)f-CaO更难水化。同时，钢渣中f-CaO固溶了一定量的FeO、MgO和MnO，并且其含量超过了15％，形成带状结构，使其反应能力降低，具有水化缓慢特点。当f-CaO与水接触时，会渐渐消解生产Ca(OH)₂，体积增加约一倍，使钢渣中产生内应力，内应力随f-CaO含量的增多而增大，当其超过钢渣本身的结合力时，就会导致钢渣崩裂甚至粉化。本技术方案用于有效降低钢渣中游离氧化钙含量。

目前转炉钢渣的处理主要采用热泼法、焖渣法以及轮式水淬法，这些工艺中，焖渣法与轮式水淬法处理工艺后的钢渣安定性较好，游离CaO含量在3％以下，这就有利于钢渣的稳定安全的使用。但这两种方法投资达数千万元，维护复杂，成本高。

有关钢渣安定性改质剂及其处理方法的专利检索很少，日本、德国有个别专利，但内容不详细；国内报道很少。钢渣是冶金污染的最大固体废弃物，每年仅武钢都有几十万吨，实际的利用效果很差，安定性问题是关键。通过液态钢渣的冲击力将钢渣安定性改质剂均匀分散并与渣反应；部分粘稠的渣可以用喷吹枪吹氧气搅拌。通过处理可以消解掉炼钢用石灰或白云石造渣的残余氧化钙，形成硅酸钙或硅酸二钙，减少游离CaO含量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钢渣安定性改质剂及钢渣安定性处理方法，以解决上述问题。

本发明的钢渣安定性改质剂，它的是成分及重量比为：SiO₂：30～99.98、Al₂O₃：0.001～40、CaO：0.001～40、MgO：0.001～20；这些成分的引入物可以为高炉渣、石英砂、河沙中的一种或几种的混合物。

本发明的钢渣安定性的处理方法，它是将钢渣安定性改质剂按钢渣总量的0.5～50％的比例加入炼钢渣罐中进行改质处理，所述钢渣安定性改质剂是成分及重量比为：SiO₂：30～99.98、Al₂O₃：0.001～40、CaO：0.001～40、MgO：0.001～20；这些成分的引入物可以为高炉渣、石英砂、河沙中的一种或几种的混合物。

所述粘稠的钢渣以吹氧气进行搅拌。钢渣的处理的温度在1610℃到1750℃之间，随不同的出钢后钢渣温度的变化有所波动。

本发明钢渣安定性改质剂原料来源广泛，成本低廉，钢渣安定性的处理方法简单，安全可靠，易操作。它对钢渣在转炉炉后直接采用价格低廉的钢渣安定性改质剂，适当喷吹处理，可以使得钢渣安定性改变，有效降低钢渣中游离氧化钙含量，扩大了钢渣的安全使用范围。

具体实施方式

以下实施例用以对本发明技术方案的解释，本发明的保护范围不限于下述施例中涉及的材料及组成。

实施例1

钢渣安定性改质剂的成分范围为(质量百分比，％)：SiO₂：97.5、Al₂O₃：1.86、CaO：0.05，其余为水分。引入物为含石英的河砂粉(天然河砂矿物粉磨)，小于80目。将上述钢渣安定性改质剂按照改质剂10kg，钢渣90kg的比例加入炼钢渣罐中进行改质处理，从而得到安定性合格的钢渣材料，可通过液态钢渣的冲击力将钢渣安定性改质剂均匀分散并与渣反应；部分粘稠的渣可以用喷吹枪吹氧气搅拌。将处理后的钢渣用于水泥生产中：按照加入10％河砂粉的改性钢渣30g，325号硅酸盐水泥70g的比例配制的净浆试块3天强度16.78MPa，7天强度26.35MPa，28天强度47.81MPa。安定性合格。

实施例2