[其他]利用高活性转炉钢渣生产高铁水泥的方法

说明书

一种利用改性后的转炉钢渣生产高铁水泥的方法。本方法是在转炉正常冶炼工艺条件下，在加入造渣原料的同时加入活性氧化钙和优质铝矾土，得到改性转炉钢渣，经热泼、破碎后掺入适量的二水石膏，再进行粉磨生产高铁水泥的方法。本方法具有工艺简单、易于操作、综合利用等特点。

本发明是一种关于综合利用转炉钢渣直接生产高铁水泥的方法。

随着转炉钢产量的不断增加，转炉钢渣越来越多。过去，这些大量的转炉钢渣被做为工业废渣，堆积于渣场，污染环境，占用农田。针对上述存在的问题，世界各国都在着手处理这些废渣的研究。

据《冶金工业废渣处理工艺与利用科技成果汇编》一书第230页介绍，日本利用钢渣制造矿物组成为：C₃S、C₂S、C₆A₂F的水泥熟料。西德利用钢渣、高炉矿渣和石灰石配料烧成抗硫酸盐水泥。

我国现在正在利用转炉钢渣加入高炉水渣、石膏作为原料，再加入一定量的硅酸盐水泥熟料、混合、粉磨后生产钢渣水泥。

以上几种利用转炉钢渣生产水泥的方法，都是将转炉钢渣作为生产水泥的原料，经过二次煅烧才能成为生产水泥的熟料。这些方法，工艺复杂、钢渣利用率低;且在二次煅烧时，将耗费了大量的能源。

本发明的目的就是针对上述几种利用钢渣生产水泥的方法存在的问题，提出一种利用改性后的转炉钢渣，不经过二次煅烧直接生产高铁水泥的方法。

本发明的特征是，在保证转炉正常冶炼的工艺前提下，使其转炉钢渣达到生产水泥的要求。即利用转炉冶炼过程中，在加入其他造渣原料的同时，加入适量活性氧化钙和优质铝矾土，使之钢渣改性成一种高活性的钢渣。加入的活性氧化钙的粒度应小于40mm，其粒度不应过细呈粉末状，氧化钙的含量为：65～85%;加入的优质铝矾土的粒度应小于45mm，Al₂O₃的含量为：75～85%。在保证转炉钢水质量的前提下，使钢渣的化学成分控制在下列范围内：

SiO₂ Al₂O₃ MgO CaO

15～17% 4～7% 10～12% 50～55%

矿物组成为：C₃S、C₂S及C₂AF（硅酸三钙、硅酸二钙及铁铝酸钙）的总和大于70%。钢渣的碱度控制在3.0～3.5。这样，既保证了钢的质量同时也满足了生产高铁水泥的要求。

本发明的工艺流程是：

转炉正常冶炼工艺→加入活性氧化钙和优质铝矾土→调整钢渣为高活性钢渣→控制转炉钢渣化学成分、碱度及矿物组成→出渣→热泼→破碎→加入二水石膏→粉磨→产品水泥。

本发明是利用转炉钢渣的化学成分和矿物组成都与硅酸盐水泥熟料相近且铁含量偏高的特点，针对转炉钢渣中CaO和Al₂O₃含量偏低，达不到生产水泥的标准，采取在转炉冶炼过程中加入造渣原料的同时加入适量活性氧化钙和优质铝矾土，使钢渣达到生产水泥的标准。由于加入了氧化钙，钢渣的碱度也相应提高，同时钢渣中的矿物组成也随碱度的增高而发生变化。在冶炼初期，钢渣中的碱度较低，其钢渣中主要矿物组成为橄榄石，随着碱度的增高，钢渣中将发生下列反应：

（1）2（CaO·SiO₂）+CaO→3CaO·RO·2SiO₂+RO

橄榄石 镁蔷微辉石

（2）3CaO·RO·2SiO₂+CaO→2CaO·SiO₂+RO

镁蔷微辉石 硅酸二钙

（3）2CaO·SiO₂+CaO→3CaO·SiO₂

硅酸二钙 硅酸三钙