CN104556754A

CN104556754A - 钢渣水泥的制备方法

Info

Publication number: CN104556754A
Application number: CN201410727692.XA
Authority: CN
Inventors: 史才军; 安晓鹏; 李晃; 李�远; 刘豫; 焦登武
Original assignee: China Building Materials Academy CBMA
Current assignee: China Building Materials Academy CBMA
Priority date: 2014-12-03
Filing date: 2014-12-03
Publication date: 2015-04-29

Abstract

本发明公开了一种钢渣水泥的制备方法，用水泥回转窑进行煅烧，钢渣水泥原料的组成及重量百分含量为：水泥生料80～95％，钢渣5～20％；其中所述水泥生料为普通硅酸盐水泥生料，所述钢渣的粒径为5mm-30mm；其中在位于远火端的水泥回转窑窑尾增加开口，将钢渣从窑尾增加的开口加入水泥回转窑，钢渣在水泥回转窑内逐渐向近火端移动，且钢渣部分熔融后在窑内与其他原材料混合。本发明制备的钢渣水泥降低成本，质量高。

Description

钢渣水泥的制备方法

技术领域

本发明涉及水泥技术领域，尤其涉及一种钢渣水泥的制备方法。

背景技术

钢渣的主要成分与水泥是一致的，且其矿物相也是相似的，所以，可以现在已有人提出使用钢渣作为水泥生产的原材料，同时，钢渣中有一定量的铁，可以替代水泥生产中的部分铁粉。

钢渣作为钢铁生产的副产品，其产量是较大的，钢渣的堆积侵占了大量的土地，另一方面，钢渣中的硅、锰、磷、硫等物质渗入到地下，也会对环境造成破坏。因此将钢渣作为水泥生产原料是将钢材生产中产生的钢渣进行废物利用，是可持续发展和循环经济发展有效手段，使环境保护和经济发展能够协调进行。但是，虽然钢渣与水泥的组分相似，而由于矿物相的不同，钢渣的活性极低，因此，如何实现钢渣潜在胶凝性能的激发，且保证钢渣再利用过程中的经济性，降低能耗，是钢渣循环再利用的关键。

钢渣本身无独立的水活性，但可以通过物理、化学手段将钢渣的潜在活性进行有效的激发。目前现有技术中在水泥生产过程中，将钢渣粉磨后取代一部分铁粉与生料一同进行煅烧的尝试，但由于钢渣液相温度较低等原因，容易造成回转窑结皮的问题，没有形成相应的生产工艺，同时，由于对细度要求较高，钢渣前期粉磨也造成了生产成本的较大提高。所以，现有技术中采用钢渣生产水泥存在成本高，质量差，造成回转窑结皮等问题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种钢渣水泥的制备方法，主要目的是降低成本，提高质量。

为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：

一方面，本发明实施例提供了一种钢渣水泥的制备方法，用水泥回转窑进行煅烧，所述钢渣水泥原料的组成及重量百分含量为：水泥生料80～95％，钢渣5～20％；其中所述水泥生料为普通硅酸盐水泥生料，所述钢渣的粒径为5mm-30mm；

其中在位于远火端的水泥回转窑窑尾增加开口，将钢渣从窑尾增加的开口加入水泥回转窑，钢渣在水泥回转窑内逐渐向近火端移动，且钢渣部分熔融后在窑内与其他原材料混合。

作为优选，所述水泥回转窑的斜度为3.5-4.0％，转速为3.0-4.0r/s。

作为优选，所述水泥回转窑内气体最高温度不能低于1500℃，水泥生料与钢渣表面最高温度不低于1400℃。

作为优选，控制煅烧过程中液相量在20％-30％之间。

作为优选，所述水泥生料分解率为90-95％，燃料在分解炉和回转窑内能完全燃烧，三次风管内温度为18-22m/s，多通道煤管的一次风量占理论空气需要量的比例不宜大于15％。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明实施例的钢渣水泥及其制备方法在现有的普通硅酸盐水泥生料的基础上加入颗粒状钢渣，不必进行磨粉，保证了低成本。另外，通过在窑尾加入钢渣，钢渣在窑内逐渐向近火端移动，且钢渣部分熔融后在窑内与其他原材料混合，生产得到硅酸盐水泥。在煅烧过程中通过高温重构，改变钢渣的晶型来增加钢渣的活性，并且钢渣与水泥生料之间发生反应和重组，对钢渣活性明显提高。可以通过加入钢渣粒径调节炉内混合料液相量，防止由于钢渣加入降低混合料共熔点，造成回转窑结皮的问题。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

本发明实施例中的含量均为重量百分含量。

实施例1

将普通硅酸盐水泥生料在水泥回转窑进行煅烧，在位于远火端的水泥回转窑窑尾增加开口，将钢渣从窑尾增加的开口加入水泥回转窑，钢渣在水泥回转窑内逐渐向近火端移动，且钢渣部分熔融后在窑内与其他原材料混合，最终得到钢渣水泥。其中水泥生料由石灰石、粘土和铁粉组成，原料的具体配比为：石灰石74.1％、粘土18％、铁粉2.9％、钢渣5％；钢渣的粒径范围在5mm-30mm之间。水泥回转窑的斜度为3.5-4.0％，转速为3.0-4.0r/s，保证钢渣与水泥生料充分的混合均匀。水泥回转窑内气体最高温度不能低于1500℃，水泥生料与钢渣表面最高温度不低于1400℃，保证钢渣自身矿物相发生变化且在界面处与水泥生料发生反应所需要的温度。控制煅烧过程中液相量在20％-30％之间，保证不造成窑炉结皮。水泥生料分解率为90-95％，燃料在分解炉和回转窑内能完全燃烧，三次风管内温度为18-22m/s，多通道煤管的一次风量占理论空气需要量的比例不大于15％。

实施例2

本实施例与实施例1不同在于：原料的具体配比为：石灰石70.2％、粘土17.1％、铁粉2.7％、钢渣10％。

实施例3

本实施例与实施例1不同在于：原料的具体配比为：石灰石66.3％、粘土16.1％、铁粉2.6％、钢渣15％。

实施例4

本实施例与实施例1不同在于：原料的具体配比为：石灰石62.4％、粘土15.2％、铁粉2.4％、钢渣20％。

本发明实施例中熟料率值设定为石灰石饱和系数(KH)值为0.90-0.92之间。水泥生料，即石灰石、粘土、铁粉(采用铁尾矿)三种原料在水泥烧制前预先粉磨，粉磨细度在80um方孔筛余低于8％，钢渣经破碎后不经粉末过方孔筛，筛取粒径5mm～30mm的颗粒钢渣。再与水泥生料进行混合煅烧，煅烧完成后，混合料选用篦式冷却机进行冷却，出冷却机的熟料温度不高于环境温度70℃。

下面以不加钢渣的水泥生料作为对比例，检测本发明实施例和对比例的水泥孰料砂浆试件的抗压强度。具体见下表1。其中对比例的比例为石灰石78％、粘土19％、铁粉3％.。

表1

通过表1可以看出，本发明实施例得到的钢渣水泥的性能与现有的普通硅酸盐水泥的性能基本相同，但本发明实施例的成本远低于现有普通硅酸盐水泥，并且能够消耗大量的作为废物的钢渣，保护了环境。

另外，经过对比发现了钢渣细度及掺量对其熟料矿物种类、矿物含量及水化性质的影响，具体如下：

与现有的钢渣磨粉后掺入相比，本发明实施例中钢渣以粗颗粒掺入后，更能降低烧成熟料的烧成温度，提高液相量，促进游离氧化钙的吸收。并且由于钢渣易磨性较差，将其研磨至粉磨状需有极大的耗能。另外，本发明实施例控制钢渣的粒径，可以控制水泥回转窑中液相量的多少。

经X射线衍射和红外光谱分析后发现，本发明实施例中钢渣以粗颗粒掺入后，铁铝相含量的增加，易取代钢渣中硅相，生成较多的铝酸钙和铁铝酸钙。

通过X射线衍射和水化热分析得知，本发明实施例中钢渣以粗颗粒掺入后，其带入的C₂S和C₃S能够在熟料的烧成过程中起到晶种的作用，促进C₂S和C₃S的形成，生长速度增大，晶体颗粒尺寸增大，从而造成水化反应放热峰延迟，放热量减少，粗颗粒钢渣的掺入有利于低热水泥的制备。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims

1.钢渣水泥的制备方法，用水泥回转窑进行煅烧，其特征在于，所述钢渣水泥原料的组成及重量百分含量为：水泥生料80～95％，钢渣5～20％；其中所述水泥生料为普通硅酸盐水泥生料，所述钢渣的粒径为5mm-30mm；

2.根据权利要求1所述的钢渣水泥的制备方法，其特征在于，所述水泥回转窑的斜度为3.5-4.0％，转速为3.0-4.0r/s。

3.根据权利要求1所述的钢渣水泥的制备方法，所述水泥回转窑内气体最高温度不能低于1500℃，水泥生料与钢渣表面最高温度不低于1400℃。

4.根据权利要求1所述的钢渣水泥的制备方法，控制煅烧过程中液相量在20％-30％之间。

5.根据权利要求1所述的钢渣水泥的制备方法，所述水泥生料分解率为90-95％，燃料在分解炉和回转窑内能完全燃烧，三次风管内温度为18-22m/s，多通道煤管的一次风量占理论空气需要量的比例不宜大于15％。