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。
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。
将熟料的三率值设定为:KH=0.940±0.020、SM=2.6±0.1、IM=1.5±0.1,钢渣掺量从3%~6%逐步调整。生料掺钢渣前后对熟料物理性能影响见表7。
从表7可知,随着生料中钢渣掺量提高,煅烧熟料的初终凝时间呈现缩短趋势,甚至在钢渣掺量达到6%时出现了急凝现象,对水泥熟料的适应性产生不利影响。同时随着钢渣掺量提高,熟料抗折强度变化较小,3d和28d抗压强度随着钢渣掺量提高先增加后降低,在钢渣掺量3%时达到最大值,综合考虑钢渣利用率和熟料性能,最终确定试生产中生料钢渣掺量为3%。选取同一年份掺钢渣配料前后熟料强度进行对比,见表8。
(1)通过比较不同钢厂的钢渣,A钢厂提供的0~6mm尺寸的钢渣易磨性和磁选性能更佳,实际生产中可在预处理阶段增加除铁装置,避免铁元素含量限制钢渣的掺量及损耗设备,提高钢渣粉磨效率。
(2)在熟料煅烧过程中引入钢渣,充分发挥其矿化作用,可降低熟料烧成温度,改善熟料烧结性能,在充分利用工业废渣的同时,降低了水泥生产成本,具有极为广阔的应用前景。
(3)为进一步发挥钢渣作为晶相调节材料的作用,在实际生产中可采用高饱和比、高硅率的配料方案,建议熟料率值为KH=0.940±0.020、SM=2.6的±0.1、 IM=1.5±0.1,实施过程中从低到高逐步进行。
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