[发明专利]一种COREX炉渣配制的绿色混凝土

说明书

技术领域

本发明属于土木工程的混凝土技术领域，涉及一种新型的绿色混凝土的配制技术，特别涉及到采用COREX熔融还原法非高炉炼铁炉渣制备混凝土材料的技术。

背景技术

钢铁产品是人类社会非常重要的结构材料，也是产量最大、覆盖面最广的功能材料。近年来，随着我国经济建设的快速增长，特别是建筑业转型和绿色建筑的发展需求，钢铁工业得到了较好的发展，2010年我国粗钢产量已突破6亿吨，其中绝大部分来自高炉-转炉流程。高炉炼铁工艺历经数百年的发展，工艺已日趋成熟。即使如此，高炉工艺也存在一些问题：工艺流程复杂、能耗高、环境污染严重与投资庞大等。另外高炉炼铁工艺对冶金焦有很强的依赖性，然而从已探明的世界煤炭储量来看，焦煤仅占总储煤量的5％，而且分布很不均匀，因此高炉炼铁的发展面临着焦煤缺乏的困难。为解决这一困难，非高炉炼铁技术就应运而生了，而且得到了较快的发展。

非高炉炼铁技术可以分为熔融还原和直接还原两大类。熔融还原法是以非焦煤为能源，在高温熔态下进行铁氧化物还原，渣铁能完全分离，得到类似高炉的含碳铁水。熔融还原法是20世纪20年代开始提出的，其中最具重要意义的COREX法是由KORF和VOEST-ALPINE在奥地利和德国政府的财政支持下联合开发的。COREX法工艺流程为：矿石的还原和熔融分别在两个炉子中进行，采用预还原竖炉及熔融气化炉分别对铁矿石进行还原和熔化。COREX法的优点是：以非焦煤为能源，摆脱了高炉炼铁对优质冶金焦的依赖；对原、燃料适应性较强，生产的铁水可用于氧气转炉炼钢；生产灵活，必要时可生产高热值煤气以解决钢铁企业的煤气平衡问题；直接使用煤和氧，不需要焦炉及热风炉等设备，减少污染，降低了基建投资，生产费用比高炉减少30％以上。

但是，COREX熔融还原法非高炉炼铁工艺产生的炉渣与高炉炼铁工艺产生的炉渣存在以下差别：1)质量系数不同，造成COREX炉渣质量系数差的主要原因是其中的非活性成分(氧化硅)的含量相对较高，活性成分(氧化钙)的成分相对较低；2)容重不同；3)渣中铁含量不同-前者单质铁含量相当不稳定，最高含量达到7％左右，最低含量为0.3％；氧化铁含量波动也比较大，波动范围在1.2％～11％；而后者渣中的单质铁含量波动范围在0.6％～3％，氧化铁含量一般在1.78％左右。

正是由于COREX熔融还原法非高炉炼铁工艺产生的炉渣与传统的高炉炼铁工艺产生的炉渣存在很大差异，所以现有的关于炼铁炉渣的回收利用技术不能用于对COREX炉渣的回收处理，但是如果COREX炉渣不处理，将造成大量资源的浪费和环境污染问题，所以如何回收处理COREX熔融还原法非高炉炼铁工艺产生的大量炉渣，已成为本行业急需解决的一个重要技术课题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术所存在的缺陷，以及发展绿色混凝土技术要求，提供一种采用COREX熔融还原法非高炉炼铁炉渣配制的绿色混凝土，不仅实现COREX炉渣回收再利用，避免产生资源浪费和环境污染问题，而且开辟并且丰富了冶金固体废弃物的综合利用途径。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明所提供的采用COREX熔融还原法非高炉炼铁炉渣配制的混凝土，混凝土容重2300～2450kg/m³，其组分和含量为：硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥5wt％～9wt％，矿渣微粉2wt％～6wt％，粉煤灰2wt％～5wt％，COREX炉渣9wt％～36wt％，黄砂0wt％～32wt％，碎石45wt％～48wt％，奈系中效外加剂0.10wt％～0.15wt％，余量为拌合水。

所述硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥包括强度等级为42.5及其以上的水泥；具体强度等级根据混凝土强度等级选用。

所述COREX炉渣为COREX熔融还原法非高炉炼铁所产生的炉渣，细度模数(uf)为2.4～3.4，质量系数≥1.3。

所述黄砂细度模数为1.8～2.5。

所述碎石粒径为5～25mm。

本发明全部采用COREX炉渣或者部分采用COREX炉渣配制的绿色混凝土，一方面大量节约了冶金资源性材料，不用或少用天然资源性材料，降低了混凝土生产成本，另一方面又保证了所配制的混凝土具备良好的工作性、耐磨性能和持续增长的强度，配制的C30及其以下强度等级的混凝土，具备良好的和易性、可泵性、强度和耐久性，无放射性危害。混凝土制备工艺简单，同时解决了COREX炉渣的回收再利用问题，避免了资源浪费和环境污染，具有明显的社会、经济和环保效益。

具体实施方式