CN1958497A - “一料三代”的电炉钢渣水泥生料 - Google Patents

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邹俊浦
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Abstract

本发明“一料三代”的电炉钢渣水泥生料，是在水泥生料中加入有2.0－3.0％的电炉钢渣；所加入的电炉钢渣其粒度＜10mm，含金属铁＜1％，化学成分为：SiO2 12－14％，AI2O3 4－5％，Fe2o3 45－49％，CaO 28－30％，MgO 4－5％，MnO 3－4％，P2O5 1－2％；本发明以废电炉钢渣取代原水泥生料中的三种较贵的配料，完全取代铁质原料、矿化剂、硅酸盐水泥熟料品种，减少了水泥生产配料中的原料数量和计量设备的投入与管理，简化了配料工艺，降低了成本，并使废电炉钢渣100％被利用，变废为宝，消除污染，广泛应用于水泥行业。

Description

“一料三代”的电炉钢渣水泥生料
(一)技术领域：本发明涉及水泥的生产技术，特别是一种“一料三代”的电炉钢渣水泥生料。
(二)背景技术：在水泥的生产工艺中，要在水泥生料中加入适量配料，再经锻烧制成水泥熟料，原有技术中，水泥生料中加入的配料有三种：铁质原料、矿化剂、硅酸盐水泥熟料晶种，配料计量较为繁琐，配料工艺较复杂，且成本高。而另一方面，在钢铁企业中，大量的电炉钢渣被作废渣处理，而且要占用土地，污染环境。
(三)发明内容：本发明的目的是要降低水泥生料的配制成本，并利用电炉钢渣变废为宝，消除污染，提供一种“一料三代”的电炉钢渣水泥生料。
本发明的具体方案是：总重量百分比为100％，在水泥生料中加入有2.0-3.0％的电炉钢渣；所加入的电炉钢渣其粒度＜10mm，含金属铁＜1％，化学成分为：SiO212-14％，AI2O34-5％，Fe2o345-49％，CaO28-30％，MgO4-5％，MnO3-4％，P2O51-2％。
本发明所谓的“一料三代”就是以电炉钢渣取代铁质原料、矿化剂、硅酸盐水泥熟料晶种，作水泥生料之配料。以电炉钢渣作水泥生料配料的作用原理分析如下：
1.取代铁质原料
电炉钢渣中有46-48％的Fe2O3(总量)，符合水泥生料用铁质原料Fe2O3＞40％的标准要求，是一种良好的铁质原料。由于其FeO存在于橄榄石中，又有一定量MgO、MnO与之共存，其熔点比其他铁质原料低，橄榄石1200℃20分钟可以完全熔融，因此，电磁钢渣具有矿化作用，降低了物料燃烧中液相形成温度及粘度，有助于C3S的形成及晶种的发育成长。
2.取代矿化剂
电炉钢渣中含有1％-2％的P2O5，在CaO-P2O5二元***中有CP、C2P、C3P、C4P四种化合物。CP、C2P在800℃下形成不具有水硬性；C3P、C4P在1000-1050℃下形成，具有很强的水化能力，因此，钢渣中的P2O5也是一种矿化剂；P2O5还是β-C2S的晶格稳定剂，它能够阻止β-C2S于675℃下向γ-C2S转化，降低了出窑熟料的防后分化率。
生料中P2O5含量与硅酸盐水泥熟料强度间关系
  生料中P2O5％             熟料相对强度％
  1d   3d   7d   28d
  0.00   22.1   49.6   71.3   100
  0.10   48.2   69.2   90.1   117.8
  0.20   65.9   86.1   105.6   139.3
  0.30   59.7   72.5   93.4   122.6
此外，钢渣中的CaF2也是一种良好的矿化剂。
3.取代硅酸盐水泥熟料晶种
钢渣与硅酸盐水泥熟料具有“类质同晶”现象，钢渣作非硅酸盐熟料晶种具有与后者相近的效果，且成本不足后者的1/4，故切实可行。
钢渣中含有30％左右的CaO，这部分CaO不再需分解热便可直接参与固相反应，可以降低熟料烧成热耗(在工业窑炉中由CaCO3获取1kgCaO约需4100-4200KJ分解热)，加上CaO的晶种作用，促进了生料中CaCO3的分解和固相反应的进行。
上世纪五十年代比利时德凯塞教授发现900℃下在上趁生成C2S的同时，还有少量C2S生成，该矿物在1000-1100℃下又发生分解，钢渣中含有C2S，勿需耗能即可生成。
中国建材科学研究院采用C3Ms2与C2As为主要矿相的矿渣配制水泥生料，经1090℃处理，以上两矿相消失，***中CaO化合激烈，说明矿渣生料有加速反应的能力。
水泥工业特别是立窑行业传统的硅铝质原料是粘土，有利于成球，但其熔点高，从1370℃到1730℃不等。钢渣中SiO2因出炉打水急冷，其中Si-O、Ai-O键结构多已断裂，具有较高的反应活性，不仅能够加快固相反应速度，而且还能够降低熟料烧成能耗和提高窑炉产量。
根据对普通水泥生料分析表明，905-910有个微小吸热峰，此时CA、CF、C12A7、C2S、C2F、C2AS等矿物形成，称为“一期固相反应”。
1279℃出现放热峰，处在固相反应剧烈阶段，C2S、C3A、C4AF大量形成，称为“二次固相反应”。
由于电炉钢渣的加入，使“一、二期固相反应”分别前移18℃、128℃，使液相形成温度降低70℃-80℃。
由以上分析可知，用电炉钢渣配入生料作“一料三代”具有很好的使用效果。
本发明减少了水泥生产配料中的原料数量和计量设备的投入与管理，简化了配料工艺，降低了生产成本；同时使电炉渣100％被利用，实现钢铁与水泥企业双赢、变废为宝，不与民争地，消除污染，改造环境，造福人类。
(四)具体实施方式：
例1：取9800公斤水泥生料，200公斤电炉钢渣(其粒度为8mm，含金属铁＜1％，化学成分为SiO212％，AI2O34％，Fe2o345％，CaO29％，MgO5％，MnO3％，P2O51％)，混合入磨即可制备成10吨“一料三代”电炉钢渣水泥生料。
例2：取970公斤水泥生料，30公斤电炉钢渣(其粒度为5mm，含金属铁＜1％，化学成分为SiO213％，AI2O34％，Fe2o346％，CaO28％，MgO4％，MnO3％，P2O51％)，混合入磨即可制备成1吨“一料三代”电炉钢渣水泥生料。

Claims (1)

1.“一料三代”的电炉钢渣水泥生料，其特征是：总重量比为100％，在水泥生料中加入有2.0-3.0％的电炉钢渣；所加入的电炉钢渣其粒度＜10mm，含金属铁＜1％，化学成分为：SiO212-14％，AI2O34-5％，Fe2o345-49％，CaO28-30％，MgO4-5％，MnO3-4％，P2O51-2％。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107555819A (zh) * 2017-09-19 2018-01-09 山东东华水泥有限公司 一种高铁专用水泥及其制备方法

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