钢渣配料在预热器窑上的试应用体会

利用钢渣作混合材增加水泥耐磨性的实验研究(副答论文)抚顺水泥股份有限公司常宏2006年7月15日利用钢渣作混合材增加水泥耐磨性的实验研究————孙丽华严丽华常宏随着水利、电力和交通运输业的蓬勃发展，对水泥耐磨性能的要求也越来越被用户和生产厂家所重视。

在以往的生产中，为了增加水泥的耐磨性，主要采用的方法是：调整熟料的矿物组成。

即适量增加C4AF和C3S的含量，限制C3A的含量，以达到耐磨性和抗干缩的目的。

但是这种方法必须重新确定符合高C4AF和C3S，低C3A的配料方案。

改变窑的煅烧制度，也不利于正常生产。

实践证明，钢渣可用于增加水泥耐磨性。

为此，我们用正常生产的熟料，加入一定比例的钢渣，进行了水泥耐磨性试验研究。

并开发出耐磨水泥品种。

钢渣的选择钢渣是炼钢生产排出的废渣，产量约占钢产量的20%。

抚顺是一个重工业城市，两大钢厂钢渣的排放量为30—40万吨/年，而且利用率低。

水泥厂如能合理利用，可变废为宝。

但是，因出渣方式的不同，钢渣的成分不稳定。

为选择一种成分稳定、对水泥性能无害且充分发挥水泥耐磨性的钢渣，我们取了钢厂的电炉渣和转炉渣，在试验小磨进行了水泥耐磨性试验。

方法如下：取正常生产的熟料和生产所用石膏，加入相同比例的两种钢渣，在试验小磨中粉磨至相同比面积，取得样品，进行物理试验及耐磨性试验。

结果如下表从表试验数据看出，加入相同比例的两种钢渣，在比面积和石膏掺加量基本相同的条件下，水泥的强度相差不大，耐磨性却有所不同。

加入电炉渣的水泥磨损量为3.09kg/m2，而加入转炉渣的水泥磨损量为2.17 kg/m2。

显然，加入转炉渣的水泥耐磨性能好与加入电炉渣的水泥。

说明，在提高水泥耐磨性上，转炉渣由于电炉渣。

在小磨试验后，我们又进行了两种钢渣的化学分析以验证两者是否符合《用于水泥中的钢渣》的标准。

数据如下：从化学分析看，电炉渣中Al 2O 3、MgO 的含量均高于转炉渣，而水泥的有效成分CaO 含量相对转炉渣低。

钢渣因其易磨性差、安定性不良、水化活性低及化学和矿物成分波动大等，限制了它在水泥混凝土中的大规模应用，其综合利用率在我国仍只有22%。

钢渣熔附烧结梯度熟料技术是在钢渣分相熟料烧成工艺的基础上进一步提出的概念，是对粒状钢渣直接用于煅烧水泥熟料技术更加科学合理的阐述。

该技术是指将未经粉磨的原状钢渣从靠近窑尾斜坡处随预分解的生料一同入窑，钢渣中的细颗粒与生料混合参与烧成反应形成水泥熟料矿物，粗颗粒钢渣入窑后则率先熔融并裹覆生料，经高温烧成后形成一种以高温重构钢渣相、高铁熟料相以及普通熟料相梯度分布的熟料。

该技术有望在根本上突破钢渣在水泥工业再循环利用中面临的易磨性差及安定性不良的瓶颈，对钢渣化学成分与矿物组成波动的包容性大，对水泥工业的节能减排及增产降耗效果显著。

之前的研究表明，钢渣掺入后不会对熟料主要矿物相造成明显影响，但会增加熟料中C4AF的含量，且适量钢渣掺入后可显著提升熟料的各项性能，并使熟料烧成温度降低30~80 ℃。

本文根据室内模拟试验的理论基础和试验方案，在贵州博宏实业有限责任公司水泥分公司进行了工业化试生产。

工业化试验在2 500 t/d的熟料生产线上进行，试验期间钢渣的投放量采取由少增多的策略。

本次工业化试生产的成功进行为钢渣熔附烧结梯度熟料技术的大规模推广应用起到了示范作用。

1、工业化试验1.1 试验原材料本工业化试验的原材料化学成分见表1，入窑钢渣含水率为3.98%，10 mm方孔筛筛余为0.41%，5 mm方孔筛筛余为19.12%。

钢渣的矿物组成分析如图1所示，钢渣的矿物相主要以钙铁矿、硅酸二钙、RO相及含镁矿物相，并含有一定量的非晶相。

钢渣中CaO含量较低，MgO含量较高，为中碱度钢渣。

试生产期间的熟料率值平均值为：KH=0.93，SM=2.34，IM=1.28。

表1 原材料的化学成分%图1 钢渣X射线衍射图谱1.2 试验方案粒状钢渣在窑尾烟室入窑，试验开始时钢渣的投放量为熟料质量的2.5%，窑况稳定后继续增加钢渣投放量为熟料质量的7.5%，但因出窑熟料强度太低要求减钢渣配料，钢渣投放量改为熟料质量的5%。

与管庄院项目合作工作总结——使用钢渣提高熟料强度我公司为提高熟料强度于2007年年底就多次与管庄院专家联系研究，并最终根据管庄院专家提供的方案于2009年4月份开始使用钢渣代替硫酸渣进行生料配料，根据试验结果来看熟料强度有了一些提高，但是没有达到预期的效果。

钢渣的使用总结如下：1、提高熟料强度方案机理介绍和方案确定1.1 提高熟料强度的宗旨就是提高硅酸盐矿物中C3的含量根据陈益民等编著的《高性能水泥制备和应用的科学基础》一书中记载以及管庄院几位科学家的介绍来看，其提高熟料强度的主要手段就是提高熟料中C3S的含量，最终实现C3S含量超过70%的目标，实现高阿利特含量硅酸盐水泥熟料烧成以及实现高凝胶性。

高阿利特熟料水化产生的氢氧化钙能对辅助凝胶成分进行有效激发，从而可以提高水泥性能。

1.2使用钢渣提高生料易烧性，从而可以提高熟料中C3S的含量高阿利特含量就意味着烧成温度更高，如何提高阿利特在正常烧成温度下的形成速度减少热耗也就自然成了生产操作中的重点，在这一方面上，管庄院科学家们的理念就是“有针对性的多元复合掺杂”，在这个理念指导下，我公司熟料强度提高项目就提出“使用钢渣配料”的想法，这个想法基于以下几点支持：1）钢渣的化学组分与硅酸盐熟料成分较为接近，而且目前我们使用的是莱钢转炉钢渣，其主要矿物组成是C2S、C3S、RO相，还有少量的C4AF、铁酸钙（C2F）和游离的CaO、Ca（OH）2以及单质铁等，具备代替硫酸渣进行生料配料的条件。

2）由于钢渣是经过高温煅烧后的产物，所以具有相对比较高的活性，使用钢渣配料可以较明显的提高生料的易烧性，从而可以大幅度提高生料配料KH值，进而提高熟料中C3S含量，与原目标一致。

3）我公司周围有莱钢、济钢等大型钢铁公司，钢渣资源丰富，使用钢渣配料整体成本几乎不会增加。

4）管庄院在上海浦江水泥厂、华新集团一水泥厂以及曲阜中联水泥厂有成功的使用经验。

5）钢渣中碱含量较硫酸渣含量少，有利于降低熟料有害成分，与公司原先分析的有害成分严重影响熟料强度的目标一致。

钢渣在水泥生产中的应用研究摘要：钢渣因成分波动大、易磨性差、稳定性差等原因，导致其用于水泥熟料烧成技术没有得到广泛推广。

本文结合公司对铁质原料的需求，开展钢渣在水泥生产中的应用研究，从钢渣优选、生料易烧性分析、熟料性能研究入手，改善水泥熟料质量，提高钢渣在水泥生产中的综合利用率。

关键词：钢渣；易烧性；熟料性能引语在水泥生产中，钢渣因其潜在水硬性高、产量大、成本低，并且含有相当数量的近似水泥熟料组成的矿物而成为水泥生产中首选原材料，在熟料煅烧中可起到诱导结晶、加速助熔的作用，使水泥生产实现优质、高产和低耗。

把钢渣用作水泥生产原材料，节约了大量宝贵自然资源，保护了环境，同时降低了水泥生产成本，具有广阔的应用前景。

本文结合公司对铁质校正原料的需求，研究钢渣在水泥生产中应用的可行性，确定煅烧水泥熟料的钢渣种类；结合实际设计配料方案，多角度分析了掺入钢渣后对生料易烧性及熟料性能的影响，解决了钢渣在水泥工业中应用时均化和粉磨的难题，已在所属单位实现了产业化和推广应用，控制生产成本的同时保证产品质量，具有一定的实践指导意义。

1原材料选择本文所选用所有原燃料物理化学性能和放射性等指标均符合相应标准要求，综合考虑成本等因素最终确定如下原燃料：钙质材料选用公司自备矿山单独生产和均化的石灰石；硅铝质材料选用公司附近砂岩和页岩；对比用铁质材料选用当地产铁粉；钢渣由公司附近两家钢厂提供，其中0-6YA是A钢厂提供的0～6mm 尺寸的钢渣，0-10YB是B钢厂提供的0～10mm尺寸的钢渣。

各材料化学分析见表1。

表1 原材料化学成分分析2钢渣基本性能研究2.1钢渣粉磨性能试验将0-10YB和0-6YA分别置于电热干燥箱中，在105 ℃的条件下烘干24 h直至恒重，分别称取50kg，经球磨机粉磨30min后称重；将粉磨后的钢渣过0.6mm 标准筛筛出大颗粒难磨物相（0.6mm筛上颗粒）并称重，得出0-6YA和0-10YB中难磨物相的重量见表2。

第27卷　第9期2005年9月武　汉　理　工　大　学　学　报JOURNA L OF WUH AN UNIVERSIT Y OF TECHN OLOG YV ol.27　N o.9　Sep.2005钢渣在水泥熟料烧成中的作用及其机理马保国1,许婵娟1,2,蹇守卫1,郝先成1,董荣珍1(1.武汉理工大学硅酸盐材料工程教育部重点实验室,武汉430070;2.中国人民解放军63653部队,马兰841700)摘　要:　通过对原材料化学组成的分析,发现在水泥熟料烧制中钢渣不仅可以作石灰质及铁质原料,而且可以作为“晶种”,有利于水泥熟料的煅烧。

因此将钢渣作为独立组分,利用自编全组分水泥配料计算系统在较大率值范围内,进行大量计算并分析规律,选取配比进行烧成实验。

结果表明:在生料中掺入钢渣不仅可以降低硅氧率,明显减少f 2CaO 含量,提高熟料质量,而且能够降低环境负荷,具有良好的经济效益、社会效益和环境效益。

关键词:　钢渣;　水泥熟料;　晶种;　熟料烧成中图分类号:　T Q 172.4文献标志码:　A文章编号:167124431(2005)0920001203Function and Mechanism of Steel Slag in the CementClinker Forming ProcessMA Bao 2guo 1,XU Chan 2juan1,2,JIAN Shou 2wei 1,H AO Xian 2cheng 1,DONG Rong 2zhen1(1.K ey Laboratory for S ilicate Materials Science and Engineering of Ministry of Education ,Wuhan University of T echnology ,Wuhan 430070,China ;2.The People ’s Liberation Army Unit 63653,Malan 841700,China )Abstract :　The result of this research which showed that the steel slag can not merely replace lime and iron raw materials in cement ,and could be used as “crystal seed ”to accelerate the reaction of cement clinker was obtained by analyzing the chemistry component of raw materials.S o steel slag could be regarded as the independent component by using the self 2programming computing system of cement batching within larger range of ratio to calculate and analyze a large am ount data.The result of experiment indicated that steel slag could not only reduce the silica m odulus ,obviously reduced f 2CaO content ,improved clinker quality and reduced environmental load ,but als o had better economic benefits and s ocial benefit.K ey w ords :　steel slag ;　cement clinker ;　crystal seed ;　clinkering 收稿日期:2005205210.基金项目:国家“863”计划(2002AA335050)和国家“973”项目(2001C B61070423).作者简介:马保国(19572),男,博导,教授.E 2mail :mbgjob @钢渣是炼钢时产生的工业废渣,约为粗钢产量的15%～20%,是我国主要的工业废弃物之一。

钢渣分相熟料工业化生产工艺控制方法作者：饶轩韦俊美黄运敏刘骥莫锐覃天树来源：《企业科技与发展》2021年第11期【关键词】钢渣分相;熟料;工艺控制【中图分类号】TQ172.44 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2021）11-0063-04＼0 引言钢渣是炼钢过程中的一种副产品，由生铁中的硅、锰、磷、硫等杂质在熔炼过程中氧化而成的各种氧化物和这些氧化物与溶剂反应生成的盐类组成。

因钢渣自身存在的“两个瓶颈和一个短板”问题，导致其利用率极低。

针对钢渣特有的性质，近两年广西鱼峰水泥股份有限公司在3#线窑采用钢渣分相熟料技术进行相关试验工作，以提升钢渣利用率，实现“变废为宝”。

试验过程中的工艺参数在经过调整后基本能够满足钢渣分相熟料的正常和稳定生产，试生产阶段的成功也意味着试生产阶段的工艺控制的可行性较高，为下一步钢渣分相熟料工业化生产提供了宝贵的工艺控制经验[1]。

1 钢渣分相熟料烧成技术钢渣分相熟料烧成技术是将25 mm以下未经粉磨的原状钢渣从窑尾C5级下料管（5级筒预热器）翻板阀下方靠近窑尾斜坡处随预分解的生料一同入窑，钢渣中的细颗粒作为铁质原料参与烧成反应形成熟料矿物，大颗粒的钢渣会因温度骤升而碎裂成更小粒径的钢渣，同时在烧成过程中钢渣会率先熔化，表面裹覆粉状生料，烧成后形成一种以高温重构钢渣为核心，高铁相熟料为过渡区，普通熟料为外壳的钢渣分相熟料[2]。

钢渣分相熟料试生产流程图如图1所示。

2 钢渣分相熟料工业化试生产2.1 钢渣分相熟料工业化试生产情况广西鱼峰水泥股份有限公司分别于2019年3月8日至9日、2020年5月23日至31日在3#线窑熟料生产线进行钢渣分相熟料的工业化试生产。

3#线窑设计为4 m×60 m窑，产能为2 500 t/d。

试验过程中，钢渣通过铲车掺入料仓，再由人工均匀地耙入钢渣提升机内，通过提升机提升至预热器3楼平台上的钢丝传送带，最后喂入C5筒下料管内与已预分解的生料共同从烟室斜坡处入窑。