[发明专利]一种钢渣免烧砖

说明书

技术领域

本发明属于钢渣的回收利用领域，具体为一种钢渣免烧砖。

背景技术

钢渣是炼钢过程中排出的熔渣，主要是金属炉料中各元素被氧化后生成的氧化物、被侵蚀的炉衬料和补炉材料、金属炉料带入的杂质和为冶炼不同钢种需要而特意加入的石灰石、白云石、铁矿石、萤石等造渣材料。钢渣占钢铁工业固体废物的15～20％，每生产1吨粗钢都会排放约180Kg的钢渣，我国积存钢渣已有2亿吨以上，占地1万多亩，大量的钢渣，不仅侵占土地，而且钢渣在堆放过程中易于风化成碱性粉尘，对周围的环境造成严重的污染。目前钢渣主要在建筑材料领域有所应用，如生产钢渣水泥、做水泥配合料、钢渣微粉、地基材料等，但利用率较低，仅占10％左右，且每年仍以数百万吨的排渣量递增，如果不对其进行处理和综合利用，将会占用越来越多的土地，在形成环境污染的同时也造成大量可利用资源的浪费，从而影响到钢铁工业的可持续发展。

钢渣中含有大量的不稳定的游离氧化钙f-CaO和氧化镁MgO，形成温度高，结晶好。氧化钙的摩尔体积是16.9cm³/mol，氧化镁的摩尔体积是10.67cm³/mol，氢氧化钙的摩尔体积是33.1cm³/mol，氢氧化镁的摩尔体积是24.7cm³/mol，氧化钙水化时体积会增加近1倍，氧化镁水化时体积会增加得更多，导致钢渣制品使用过程中产生膨胀，从而限制了钢渣在各领域的使用。制作钢渣制品使用一般是自然放置20年后的老渣，新渣最多只能掺加到30％以下，而且要加入部分胶凝材料，才能保证不出现膨胀。在申请号为02114026.X的专利申请中，公开了一种钢渣砖的制作方法，该方法存在的缺陷是养护的时间长，需要的养护仓库大，生产周期长，费用高，投资大，并且还需要烘干，耗费热能，成本高。

钢渣制品在陈化过程中对工程造成的危害主要是膨胀与粉化，我国对钢渣做工程材料的要求是钢渣需陈化，粉化率不能高于5％，如何解决该问题现在是一个难度很大的问题。

发明内容

本发明的目的是针对上述钢渣砖存在养护时间长，生产周期长，需要热能烘干的缺陷而提供一种钢渣免烧砖，该方法解决了上述存在的问题，减少了生产周期，不需要烧结，不需要热能，节约时间，提高了生产率，降低了成本，更重要的是可以缓解钢渣造成的环境污染的问题以及二氧化碳的排放带来的温室效应。

本发明的钢渣免烧砖的技术方案是，所述的钢渣免烧砖的原料包括钢渣砂10-60份，钢渣粉5-50份，高炉渣20-70份，石灰5-30份，将上述原料中的两种以上经计量后混合，加4-15份水搅拌，至压砖机压制成型，其特征在于，然后将压制好的砖在自然条件下放至仓库养护2-3天，将经过养护的砖放入高压釜中，在常温下，通入纯度为10-100％CO₂气体进行陈化，陈化压力为0.1-2MPa，陈化时间为3-48h，陈化后制得成品钢渣免烧砖。

作为优选，所述的陈化步骤中，将经过养护的砖放入高压釜中，在常温下，通入CO2气体，陈化压力为0.1-1MPa，陈化时间为12-36h。

在陈化步骤中通入的CO₂气体的纯度为10-100％，可以是含有CO₂气 体的各种废气。

本发明的制作钢渣免烧砖的具体方法是：将按照原料配比称量好的物料送入搅拌机，加入水4-15份，搅拌均匀后，上料至压砖机进行成型压制，将压制好的砖在自然条件下放至仓库养护2-3天，然后将砖放入高压釜中进行陈化，陈化结束得到成品钢渣免烧砖。

本发明更具体的制作方法和步骤如下：

①物料的处理：钢渣砂是取炼钢生产新产生的钢渣经过热焖、磁选后的筛下物，粒径8mm以下；

钢渣粉是炼钢生产新产生的钢渣经过磁选铁后铁含量小于2％，粉磨成的粒径1mm以下细粉；

高炉渣是炼铁生产中产生的经水淬的粒化矿渣，过5mm方孔筛筛下物；

石灰经过粉磨；

②成型

按照钢渣免烧砖各原料配比关系称量物料，钢渣砂10-60份，钢渣粉5-50份，高炉渣20-70份，石灰5-30份，加入水4-15份，用混料机搅拌均匀，上料至压砖模具，用压砖机压制成型；

③养护

将压制好的砖在自然条件下放至仓库养护2-3天；

④陈化工艺

将成型养护后的砖放入高压釜，在常温下，通入CO₂气体，进行陈化。