鋼渣粉磨及應用研究

不同煉鋼爐的爐型所排出的鋼渣的化學成份，%鋼渣的化學成分SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOTiO2R2OP2O5SO3ClMnO杭鋼21.507.463.9455.575.450.000.62.170.0110.420首鋼15.285.3118.5543.1512.391.060.060.920.101.12柳鋼14.864.105.7952.308.501.300.421.90鋼渣的基本情況不同鋼廠的鋼渣化學成份，%產(chǎn)地SiO2Fe2O3Al2O3CaOMgOFeOMnOP2O5f-CaO堿度首都鋼鐵公司14.8610.373.8844.0010.0412.301.111.311.802.72本溪鋼鐵公司15.9912.293.0040.509.227.341.340.562.802.45唐山鋼鐵公司15.3812.732.5440.309.0514.061.881.101.842.45太原鋼鐵公司14.228.792.8647.809.2913.291.060.561.573.13鞍山鋼鐵公司15.4310.712.4439.2911.0416.481.270.742.022.43馬鞍山鋼鐵公司11.486.472.1041.297.2615.831.791.0612.773.29南京鋼廠17.197.431.4840.148.7916.941.991.514.312.15韶鋼18.387.463.0440.773.1415.495.381.278.572.07我國部分鋼鐵廠轉爐鋼渣的化學成分%

鋼渣的基本情況主要礦物：有硅酸二鈣C2S、硅酸三鈣C3S；RO相、薔薇輝石C3RS2、橄欖石CRS、鐵酸二鈣C2F、鐵酸鈣CF、游離氧化鈣(f-CaO)、游離氧化鎂(f-MgO)，有的鋼渣中還會出現(xiàn)黃長石C2AS、尖晶石等。鋼渣的基本情況●鋼渣中含有5~15%的金屬鐵和14~30%的含鐵磁性物質；●早期治渣的目的：提取廢鋼10%，90%尾渣廢棄；●濟鋼集團用2-Φ2.2×7.0球磨機，2006年年處理含鐵量30％鋼渣l0萬噸，可產(chǎn)出產(chǎn)TFe>95％的粒鋼0．75萬噸，TFe>65％的鐵精粉1．75萬噸；比表面積>420mVkg的鋼渣微粉7．5萬噸。鋼渣的含鐵情況TFeFe2O3FeOSiO2Ai2O3CaOMgOMnOP2O5堿度硬度容重30.154.168．5015.913.9840.142.855.200.782.49~101.6鋼渣的易磨性試樣種類

密度,g/cm3水分,%粉磨功指數(shù),kWh/t磨蝕性指數(shù),g水淬鋼渣3.480.7723.6(P=80μm)大塊鋼渣3.640.1229.3(P=80μm)0.4762（砂巖類0.4020水泥熟料0.1389）礦渣2.891.1423.5(P=80μm)鋼渣的基本情況●杭鋼鋼渣粉磨功指數(shù)Wi=23.1kW·h/t

●首鋼鋼渣的粉磨功指數(shù)Wi

=19.4kW·h/t●礦渣的平均粉磨功指數(shù)21.3kW·h/t●熟料的平均粉磨功指數(shù)15.9kW·h/t

●石灰石的平均粉磨功指數(shù)11.0kW·h/t

唐山嘉恒實業(yè)有限公司的鋼渣/礦渣試樣樣品SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOTiO2K2ONa2OSO3合量易磨性電爐渣15.804.9543.8728.206.680.050.100.2796.8824.7連鑄渣14.5617.5113.9441.217.330.700.050.061.9997.6127.4天津（大無縫）鋼管廠鋼渣試樣說明：連鑄渣含5%的金屬鐵塊，因無法破碎，所以在制樣時剔除，破碎后又用磁鐵吸除鐵渣?！窕厥諒U鋼：一些煉鋼企業(yè)，也在開發(fā)渣山中回收了大量廢鋼；●作為冶金原料：利用鋼渣中含有很高的CaO、鐵分以及一定比例的MgO、MnO等能夠有效降低熔劑、礦石的消耗及能耗的組分，將鋼渣制成球后返回煉鋼爐作為熔劑使用；●在基建中的使用：利用鋼渣的容重大、呈塊狀、表面粗糙、不滑移、強度高、耐磨、耐蝕、與瀝青粘結牢固等特點，在交通道路方面、海港碼頭、工廠住宅區(qū)等建設中，使用了大量鋼渣用作筑路的基材或回填料等；●在農(nóng)業(yè)方面的應用：鋼渣富含鈣、鎂、磷、硅和少量錳、鋅和銅等，具有多種農(nóng)作物的營養(yǎng)元素，在鋼渣的綜合利用中，農(nóng)業(yè)上的施用是有效利用的重要途徑之一；●在水泥工業(yè)中的應用：鋼渣在水泥工業(yè)中的應用主要包括配燒水泥熟料和作為水泥或混凝土的混合材來使用。鋼渣的利用途徑鋼渣的基本情況鋼渣的基本特點（總結）●成分和活性波動較大：因為鋼的品種、原料來源和煉鋼出渣工藝的不同，鋼渣的成分和活性波動較大；●對混凝土有害成分：游離氧化鈣(f-CaO)、游離氧化鎂(f-MgO)水化后容易引起混凝土體積膨脹；●含鐵量高：鋼渣中含有5~15%金屬鐵和14~30%的含鐵磁性物質，對破碎和粉磨部件的磨損比較嚴重；●易磨性差：平均易磨性25kWh/t左右。鋼渣的基本情況鋼渣水泥系列標準序號標準名稱標準號1鋼渣硅酸鹽水泥GB

13590-20062鋼渣道路水泥JC/T1087-20083低熱鋼渣水泥JC/T1082-20084鋼渣砌筑水泥JC/T

1090-20085用于水泥的鋼渣YB/T

022-20086用于水泥和混凝土中的鋼渣粉GBT

20491-20067水泥用鋼渣化學分析方法YB/T

140-19988水泥用鋼渣中金屬鐵含量測定方法YB/T

148鋼渣微粉的性能研究在利用鋼渣生產(chǎn)水泥方面，中國起步較早，二十世紀六十年代，我國就開始用鋼渣生產(chǎn)水泥的研究并投入生產(chǎn)，目前已經(jīng)制定了一系列鋼渣水泥標準?！幸苯ㄖ芯靠傇河邢薰卷椖考墑e350級450級750級比表面積（m2/kg）350±50450±50750±50密度（kg/m3）3.15±0.153.15±0.152.80±0.20游離CaO含量（％）≤3.0≤3.0≤3.0金屬鐵含量（％）≤0.8≤0.8≤0.8堿含量（％）≤0.3≤0.3≤0.3水含量（％）≤2.0≤2.0≤2.0堿度系數(shù)≥2.0≥2.0≥2.0活性指數(shù)（％）7天≥75≥80≥8528天≥80≥85≥90流動度比（％）≥100≥100≥100安定性如果MgO含量大于13％，則應在525硅酸鹽水泥中摻加30％后，經(jīng)壓蒸法檢驗合格鋼渣微粉標準（舊）鋼渣微粉的性能研究鋼渣的堿度M＝鋼渣微粉標準（新）——用于水泥和混凝土中的鋼渣粉中鋼渣粉的技術要求項

目級

別一級二級比表面積，m2/kg≥400密度，g/cm3≥2.8含水量，%≤1.0f-CaO含量(質量分數(shù))，%≤3.0SO3含量(質量分數(shù))，%≤4.0堿度系數(shù)≥1.8活性指數(shù)，%7d≥65≥5528d≥80≥65流動度比，%≥90安定性沸煮法合格壓蒸法當鋼渣中MgO含量大于13%時應檢驗合格鋼渣微粉的性能研究●不同比表面積水淬鋼渣粉的物理性能試驗結果樣品水鋼流動鋼渣粉需水抗折強度抗壓強度安編號泥渣度比表面積量7d28d7d28d定ggmmm2/kg%MPa活性%MPa活性%MPa活性%MPa活性%性B04500190+19033327.207.2100.009.05100.0047.3100.0060.2100.00合格B01315135190+19539126.565.474.887.482.1428.259.6250.684.04合格B1315135190+19542326.625.576.047.683.9829.562.3752.086.38合格B2315135190+19045526.705.069.127.381.0328.059.1551.986.15合格B3315135195+19547926.704.967.747.279.5627.357.6950.684.03合格B4315135195+19550826.604.662.907.785.0824.451.5949.982.95合格B5315135190+18560726.604.562.566.976.4324.952.7048.580.49合格B4'315135210+2055084.664.0622.447.33R1315135185+1804224.765.447.784.7126.155.1150.383.51合格R2315135195+1954434.662.907.683.9824.651.9949.682.45合格R3315135190+19549126.964.764.527.077.1624.451.4846.977.98合格R4315135190+1855184.561.527.481.7724.451.5048.680.71合格R5315135215+2106005.271.207.178.0826.556.0251.385.26合格鋼渣微粉的性能研究唐山嘉恒實業(yè)有限公司的鋼渣/礦渣試驗結果●水淬鋼渣粉與礦渣粉組成的復合粉的活性樣品編號水泥g水淬鋼渣g礦渣g復合粉比表面積m2/kg抗折強度抗壓強度安定性7d28d7d28dMPa活性%MPa活性%MPa活性%MPa活性%SS131567.5067.504105.979.828.492.6331.467.2457.795.91合格SS231567.5067.504416.081.868.290.9832.369.1056.193.24合格SS331587.7547.256.081.868.189.13%34.072.8956.193.16%合格SS431547.2587.756.993.889.3103.04%36.277.4659.799.08%合格S131501354026.487.538.998.0135.976.8162.6104.01合格鋼渣微粉的性能研究樣品編號水淬礦渣熟料石需水凝結時間抗折強度抗壓強度安定性鋼渣粉粉粉膏量初凝終凝3d28d增進率3d28d增進率%%%%%h:minh:minMPaMPa28d/3dMPaMPa28d/3d13252106＞12＞120.37.616.181.037.435.94合格2324220627.9212:29＞120.67.56.803.140.412.96合格3323230627.659:2711:251.06.34.275.634.56.17合格4322240627.297:319:002.36.82.929.338.84.16合格5321250627.206:007:172.86.92.5013.243.73.30合格632260626.665:006:083.77.11.9116.542.92.61合格●鋼渣/礦渣粉配制水泥的有關性能濟鋼集團2006年的試驗結果試驗次數(shù)編號組成／％抗折強度抗壓強度水泥鋼渣粉礦渣粉3d7d28d3d7d28d第一次試驗P.I100006.38.59.331.446.770.6G3703003.56.58.116.237.153.6K3700305.16.98.721.635.961.5KG37010205.07.09.022.437.561.9K5500503.25.38.214.825.855.6KG55015352.95.28.112.526.152.4第二次試驗P.I100005.87.810.128.650.272.1G3703003.96.27.816.133.858.4K3700304.36.38.619.335.366.3KG37010204.36.38.819.434.864.4K5500503.25.18.913.125.557.7KG55015352.64.87.810.824.752.5鋼渣微粉的性能研究試樣名稱密度，g/cm3比表面積，m2/kg鋼渣微粉3.25~3.35486.4礦渣微粉2.88~2.90478.7通用硅酸鹽水泥標準品種代號熟料+石膏混合材燒失量細度凝結時間硅酸鹽水泥P.I1000≤3.0≥300m2/kg初≥45min終≤390minP.II≥95礦渣或石灰石≤5≤3.5普通硅酸鹽水泥P.O80~955~20≤5.0初≥45min終≤600min礦渣硅酸鹽水泥P.S.A50~8020~50R80mm＜10%或R45mm＜30%P.S.B30~5050~70火山灰硅酸鹽水泥P.P60~80火山灰質20~40粉煤灰硅酸鹽水泥P.F60~80粉煤灰20~40復合硅酸鹽水泥P.C50~8020~50鋼渣微粉的性能研究水泥的強度性能指標品種強度等級抗壓強度抗折強度3d28d3d28d硅酸鹽水泥42.5≥17.0≥42.5≥3.5≥6.542.5R≥22.0≥4.052.5≥23.0≥52.5≥4.0≥7.052.5R≥27.0≥5.062.5≥28.0≥62.5≥5.0≥8.062.5R≥32.0≥5.5普通硅酸鹽水泥42.5≥17.0≥42.5≥3.5≥6.542.5R≥22.0≥4.052.5≥23.0≥52.5≥4.0≥7.052.5R≥27.0≥5.0復合硅酸鹽水泥礦渣硅酸鹽水泥火山灰硅酸鹽水泥粉煤灰硅酸鹽水泥32.3≥10.0≥32.5≥2.5≥5.532.5R≥15.0≥3.542.5≥15.0≥42.5≥3.5≥6.542.5R≥19.0≥4.052.5≥21.0≥52.5≥4.0≥7.052.5R≥23.0≥4.5鋼渣微粉的性能研究鋼渣粉作為水泥活性混合材的試驗結果1、鋼渣粉的細度要求：比表面積≥380m2/kg2、水泥的性能指標：★石膏摻量控制SO3在1.8～2.2％；★凝結時間符合一般混合材的影響規(guī)律；★標準稠度無影響，完全正?！锪鲃佣嚷杂懈纳?，有所提高★安定性水泥的壓蒸安定性合格陳益民博士（中國建筑材料科學研究院）

1999年開始《水泥和混凝土用高活性摻合料的磨細鋼渣粉》項目研究：使用磨細鋼渣粉可替代10％~45％的425#和525#水泥，配制C20~60高強度混凝土。每使用1噸磨細鋼渣粉，可降低成本100元，并提高混凝土強度10％左右。鋼渣微粉的性能研究鋼渣粉作為混凝土活性摻合料的試驗結果●鋼渣粉是一種性能優(yōu)越的混凝土摻合料，在混凝土中摻加10～35％的磨細礦渣粉，同時摻入0～20％磨細鋼渣粉和0～9％硅灰，取代10～50％的水泥，膠凝材料總用量在380～550kg/m3，可以配置C20～C60混凝土?！皲撛劭梢詥为殦饺牖炷林校部梢耘c礦渣粉、粉煤灰、硅灰等復合摻入混凝土中。鋼渣單獨摻入時，以25％左右的鋼渣粉代替水泥時混凝土的強度最高。鋼渣粉對于混凝土的后期強度增長更為有利?！駬绞卒撃ゼ氫撛鄣幕炷翉姸雀哂趽揭患壏勖夯业幕炷?；與摻磨細礦渣粉的混凝土相當。●摻加首鋼磨細礦渣粉的混凝土強度符合一般的混凝土強度規(guī)律，因此，摻磨細鋼渣粉的混凝土配比設計完全可以按照通常方法和規(guī)范來進行?！駬戒撛鄣幕炷撂涠葥p失較小，也與外加劑有關。●摻入首鋼的磨細鋼渣粉可以大大降低膠凝材料的水化熱，其降低水化熱效果與單獨摻粉煤灰時相當，優(yōu)于礦渣粉。鋼渣微粉的性能研究試驗1：膠凝材料總量固定—不同摻量的配合比和強度混凝土強度設計等級：C40、C50膠凝材料總量——固定：514kg/m3新港普通水泥525#：383m2/kg鋼渣粉比表面積：450m2/kg鋼渣粉摻量——調整：10～35％1、四個配合比的28天強度均高于55MPa；2、鋼渣粉摻量在15％～25％范圍內，隨摻量增加，7天強度幾乎不變，但是28天強度持續(xù)增加；當鋼渣粉取代量為25％時，強度最高；3、鋼渣粉摻量超過25％時，強度隨摻量增加而降低；當鋼渣粉取代量為35％時，7天強度顯著降低，28天強度降低到與摻15％鋼渣粉時的強度相同；結論：混凝土摻入適量的磨細鋼渣粉作為摻合料，有利于提高混凝土強度，尤其是提高后期強度。鋼渣微粉的性能研究試驗2：摻30％鋼渣粉的混凝土配合比和強度混凝土強度等級：C20～C40膠凝材料總量：調整510～310kg/m3新港普通水泥425#：m2/kg鋼渣粉比表面積：450m2/kg鋼渣粉摻量——固定30%1、混凝土強度在C20～C40之間，隨膠凝材料用量的增加和水/膠比的降低，混凝土的強度提高；2、對于摻入30％磨細鋼渣粉的混凝土；水泥本身強度對混凝土強度的影響不如水膠比的影響大；鋼渣微粉的性能研究試驗3：復合摻加鋼渣粉和礦渣粉的混凝土試驗

混凝土配合比中同時摻鋼渣粉和礦渣粉混凝土強度等級：C20～C50鋼渣粉比表面積：380～460m2/kg礦渣粉比表面積：400m2/kg1、復合摻入適量的磨細鋼渣粉和礦渣粉，可以配置出C20～C55混凝土。2、410kg/m3膠凝材料中摻入35％磨細鋼渣粉（比表面積380m2/kg），28天強度達到39MPa，可以配置出C30混凝土。鋼渣微粉的性能研究試驗3分析1：配置C40混凝土

1、膠凝材料總量440～480kg/m3、摻合料總量50％（其中鋼渣粉25％），可以配置C40和C45混凝土。2、比較而言（4-1、4-3與4-5），7天強度隨著膠凝材料總量的增加而提高；28天強度460kg/m3比440kg/m3的低，是因為鋼渣粉細度的影響。3、膠凝材料總量500kg/m3、摻合料總量70％（其中鋼渣粉35％），頁可以配置C40混凝土。鋼渣微粉的性能研究試驗3分析2：配置C30、C35混凝土

1、膠凝材料總量410kg/m3、單獨摻鋼渣粉（比表面積380m2/kg）35％，可以配置C30混凝土；2、膠凝材料總量440~455kg/m3，可以配置C30、C35混凝土?！锟偟膩碚f，用普通425＃水泥摻加50～70％鋼渣粉和礦渣粉，不難配置出C30～C40混凝土，水泥用量非常低，對于降低大體積混凝土的溫升十分有利。鋼渣微粉的性能研究試驗3分析3：配置C30、C35混凝土結論：膠凝材料總量400kg/m3、單獨摻鋼渣粉（比表面積380m2/kg）50％，可以配置C20混凝土。試驗3分析4：配置C50、C55混凝土結論：1、膠凝材料總量540kg/m3、摻合料總量50％(其中鋼渣粉25％)，可以配置C50混凝土。

2、膠凝材料總量540～581kg/m3、摻合料總量33.4％(其中鋼渣粉16.7％)，可以配置C55混凝土。

鋼渣微粉的性能研究試驗4：鋼渣粉與一級粉煤灰效果對比的混凝土試驗

混凝土強度等級：C20～C60；鋼渣粉比表面積：450m2/kg；一級粉煤灰：1.設計為C25的混凝土（膠凝材料總量384kg/m3）：摻鋼渣粉30.7％的28天強度比摻30.7％粉煤灰的混凝土高1.2MPa；2.設計為C35的混凝土（膠凝材料總量415kg/m3）：摻鋼渣粉20％的28天強度比摻17.6％粉煤灰的混凝土高1.5MPa；3.設計為C40的混凝土（膠凝材料總量508kg/m3）：摻鋼渣粉20％的28天強度比摻15.8％粉煤灰的混凝土高2.5Mpa.鋼渣微粉的性能研究鋼渣微粉的基本特性（總結）●鋼渣粉磨至4000~5000cm2/g時可以達到二級或一級粉的要求，與鋼渣本身的性能關系較大，靠提高比表面積增加活性意義不大；●鋼渣粉摻量30%時可以配置42.5級別的水泥；與礦渣粉復合使用時活性發(fā)揮更好；●鋼渣粉是一種性能優(yōu)越的混凝土摻合料，在混凝土中摻加10～35％的磨細礦渣粉，同時摻入0～20％磨細鋼渣粉和0～9％硅灰，取代10～50％的水泥，膠凝材料總用量在380～550kg/m3，可以配置C20～C60混凝土?！駬戒撛鄣幕炷撂涠葥p失較小；磨細鋼渣粉可以幅度降低膠凝材料的水化熱。鋼渣微粉的性能研究◆“治渣王”冀更新：武漢冶金渣環(huán)保工程有限責任公司

φ1.83球磨機產(chǎn)量2t/h→6t/h“鋼渣濕法磁選分級”及“鋼渣綜合利用方法”2003年獲得國家專利

2004年底已形成年產(chǎn)11萬噸磨細鋼渣粉的生產(chǎn)能力，每噸按175元計算，產(chǎn)值達1925萬元，可創(chuàng)利800萬元。2006底將形成年處理鋼渣150萬噸的生產(chǎn)能力◆濟鋼集團：先將鋼渣(水分<8％)預破碎，使其粒度<60mm，再進行粉碎、磁選、篩分，得中粉，最后入磨粉磨，分級，得到≥400m3／kg微粉。每噸鋼渣粉經(jīng)生產(chǎn)線加工處理后可收益274．4元／t；其中：所產(chǎn)鋼渣微粉的收入100元/t×0.79=79元/t；鐵精粉收入720元／t×0．145=104．4元／t；顆粒鋼收入1400元／t×0．065=91元／t

鋼渣粉的單位處理成本為：耗電費用：87kWh／t×0.5元/kWh=43.5元/t；工資福利費用17.8元/t（33人計)；備品備件、材料和介質費用11．1元／t；固定資產(chǎn)折舊費用：2.3元／t；管理費用2.45元／t；原料運輸費2．5元／t；原料費用100元／t?？傆嫗椋?79.65元／t。實際鋼渣處理效益為：274．4元／t-179．65元/t=94.75元／t。

鋼渣的粉磨加工研究

序號物料種類產(chǎn)量kg/h主機電耗kWh/t產(chǎn)量kg/h成品質量比表面m2/kgR80％R45％1水淬鋼渣52.786267391.30.643.20241.577058422.90.482.70332.268647479.00.402.00418.1314528665.50.281.705水淬鋼渣：水渣=1：148.186859425.60.723.006水渣69.295081361.8鋼渣的粉