钢渣粉磨及应用研究

不同炼钢炉的炉型所排出的钢渣的化学成份，%钢渣的化学成分SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOTiO2R2OP2O5SO3ClMnO杭钢21.507.463.9455.575.450.000.62.170.0110.420首钢15.285.3118.5543.1512.391.060.060.920.101.12柳钢14.864.105.7952.308.501.300.421.90钢渣的基本情况不同钢厂的钢渣化学成份，%产地SiO2Fe2O3Al2O3CaOMgOFeOMnOP2O5f-CaO碱度首都钢铁公司14.8610.373.8844.0010.0412.301.111.311.802.72本溪钢铁公司15.9912.293.0040.509.227.341.340.562.802.45唐山钢铁公司15.3812.732.5440.309.0514.061.881.101.842.45太原钢铁公司14.228.792.8647.809.2913.291.060.561.573.13鞍山钢铁公司15.4310.712.4439.2911.0416.481.270.742.022.43马鞍山钢铁公司11.486.472.1041.297.2615.831.791.0612.773.29南京钢厂17.197.431.4840.148.7916.941.991.514.312.15韶钢18.387.463.0440.773.1415.495.381.278.572.07我国部分钢铁厂转炉钢渣的化学成分%

钢渣的基本情况主要矿物：有硅酸二钙C2S、硅酸三钙C3S；RO相、蔷薇辉石C3RS2、橄榄石CRS、铁酸二钙C2F、铁酸钙CF、游离氧化钙(f-CaO)、游离氧化镁(f-MgO)，有的钢渣中还会出现黄长石C2AS、尖晶石等。钢渣的基本情况●钢渣中含有5~15%的金属铁和14~30%的含铁磁性物质；●早期治渣的目的：提取废钢10%，90%尾渣废弃；●济钢集团用2-Φ2.2×7.0球磨机，2006年年处理含铁量30％钢渣l0万吨，可产出产TFe>95％的粒钢0．75万吨，TFe>65％的铁精粉1．75万吨；比表面积>420mVkg的钢渣微粉7．5万吨。钢渣的含铁情况TFeFe2O3FeOSiO2Ai2O3CaOMgOMnOP2O5碱度硬度容重30.154.168．5015.913.9840.142.855.200.782.49~101.6钢渣的易磨性试样种类

密度,g/cm3水分,%粉磨功指数,kWh/t磨蚀性指数,g水淬钢渣3.480.7723.6(P=80μm)大块钢渣3.640.1229.3(P=80μm)0.4762（砂岩类0.4020水泥熟料0.1389）矿渣2.891.1423.5(P=80μm)钢渣的基本情况●杭钢钢渣粉磨功指数Wi=23.1kW·h/t

●首钢钢渣的粉磨功指数Wi

=19.4kW·h/t●矿渣的平均粉磨功指数21.3kW·h/t●熟料的平均粉磨功指数15.9kW·h/t

●石灰石的平均粉磨功指数11.0kW·h/t

唐山嘉恒实业有限公司的钢渣/矿渣试样样品SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOTiO2K2ONa2OSO3合量易磨性电炉渣15.804.9543.8728.206.680.050.100.2796.8824.7连铸渣14.5617.5113.9441.217.330.700.050.061.9997.6127.4天津（大无缝）钢管厂钢渣试样说明：连铸渣含5%的金属铁块，因无法破碎，所以在制样时剔除，破碎后又用磁铁吸除铁渣。●回收废钢：一些炼钢企业，也在开发渣山中回收了大量废钢；●作为冶金原料：利用钢渣中含有很高的CaO、铁分以及一定比例的MgO、MnO等能够有效降低熔剂、矿石的消耗及能耗的组分，将钢渣制成球后返回炼钢炉作为熔剂使用；●在基建中的使用：利用钢渣的容重大、呈块状、表面粗糙、不滑移、强度高、耐磨、耐蚀、与沥青粘结牢固等特点，在交通道路方面、海港码头、工厂住宅区等建设中，使用了大量钢渣用作筑路的基材或回填料等；●在农业方面的应用：钢渣富含钙、镁、磷、硅和少量锰、锌和铜等，具有多种农作物的营养元素，在钢渣的综合利用中，农业上的施用是有效利用的重要途径之一；●在水泥工业中的应用：钢渣在水泥工业中的应用主要包括配烧水泥熟料和作为水泥或混凝土的混合材来使用。钢渣的利用途径钢渣的基本情况钢渣的基本特点（总结）●成分和活性波动较大：因为钢的品种、原料来源和炼钢出渣工艺的不同，钢渣的成分和活性波动较大；●对混凝土有害成分：游离氧化钙(f-CaO)、游离氧化镁(f-MgO)水化后容易引起混凝土体积膨胀；●含铁量高：钢渣中含有5~15%金属铁和14~30%的含铁磁性物质，对破碎和粉磨部件的磨损比较严重；●易磨性差：平均易磨性25kWh/t左右。钢渣的基本情况钢渣水泥系列标准序号标准名称标准号1钢渣硅酸盐水泥GB

13590-20062钢渣道路水泥JC/T1087-20083低热钢渣水泥JC/T1082-20084钢渣砌筑水泥JC/T

1090-20085用于水泥的钢渣YB/T

022-20086用于水泥和混凝土中的钢渣粉GBT

20491-20067水泥用钢渣化学分析方法YB/T

140-19988水泥用钢渣中金属铁含量测定方法YB/T

148钢渣微粉的性能研究在利用钢渣生产水泥方面，中国起步较早，二十世纪六十年代，我国就开始用钢渣生产水泥的研究并投入生产，目前已经制定了一系列钢渣水泥标准。——中冶建筑研究总院有限公司项目级别350级450级750级比表面积（m2/kg）350±50450±50750±50密度（kg/m3）3.15±0.153.15±0.152.80±0.20游离CaO含量（％）≤3.0≤3.0≤3.0金属铁含量（％）≤0.8≤0.8≤0.8碱含量（％）≤0.3≤0.3≤0.3水含量（％）≤2.0≤2.0≤2.0碱度系数≥2.0≥2.0≥2.0活性指数（％）7天≥75≥80≥8528天≥80≥85≥90流动度比（％）≥100≥100≥100安定性如果MgO含量大于13％，则应在525硅酸盐水泥中掺加30％后，经压蒸法检验合格钢渣微粉标准（旧）钢渣微粉的性能研究钢渣的碱度M＝钢渣微粉标准（新）——用于水泥和混凝土中的钢渣粉中钢渣粉的技术要求项

目级

别一级二级比表面积，m2/kg≥400密度，g/cm3≥2.8含水量，%≤1.0f-CaO含量(质量分数)，%≤3.0SO3含量(质量分数)，%≤4.0碱度系数≥1.8活性指数，%7d≥65≥5528d≥80≥65流动度比，%≥90安定性沸煮法合格压蒸法当钢渣中MgO含量大于13%时应检验合格钢渣微粉的性能研究●不同比表面积水淬钢渣粉的物理性能试验结果样品水钢流动钢渣粉需水抗折强度抗压强度安编号泥渣度比表面积量7d28d7d28d定ggmmm2/kg%MPa活性%MPa活性%MPa活性%MPa活性%性B04500190+19033327.207.2100.009.05100.0047.3100.0060.2100.00合格B01315135190+19539126.565.474.887.482.1428.259.6250.684.04合格B1315135190+19542326.625.576.047.683.9829.562.3752.086.38合格B2315135190+19045526.705.069.127.381.0328.059.1551.986.15合格B3315135195+19547926.704.967.747.279.5627.357.6950.684.03合格B4315135195+19550826.604.662.907.785.0824.451.5949.982.95合格B5315135190+18560726.604.562.566.976.4324.952.7048.580.49合格B4'315135210+2055084.664.0622.447.33R1315135185+1804224.765.447.784.7126.155.1150.383.51合格R2315135195+1954434.662.907.683.9824.651.9949.682.45合格R3315135190+19549126.964.764.527.077.1624.451.4846.977.98合格R4315135190+1855184.561.527.481.7724.451.5048.680.71合格R5315135215+2106005.271.207.178.0826.556.0251.385.26合格钢渣微粉的性能研究唐山嘉恒实业有限公司的钢渣/矿渣试验结果●水淬钢渣粉与矿渣粉组成的复合粉的活性样品编号水泥g水淬钢渣g矿渣g复合粉比表面积m2/kg抗折强度抗压强度安定性7d28d7d28dMPa活性%MPa活性%MPa活性%MPa活性%SS131567.5067.504105.979.828.492.6331.467.2457.795.91合格SS231567.5067.504416.081.868.290.9832.369.1056.193.24合格SS331587.7547.256.081.868.189.13%34.072.8956.193.16%合格SS431547.2587.756.993.889.3103.04%36.277.4659.799.08%合格S131501354026.487.538.998.0135.976.8162.6104.01合格钢渣微粉的性能研究样品编号水淬矿渣熟料石需水凝结时间抗折强度抗压强度安定性钢渣粉粉粉膏量初凝终凝3d28d增进率3d28d增进率%%%%%h:minh:minMPaMPa28d/3dMPaMPa28d/3d13252106＞12＞120.37.616.181.037.435.94合格2324220627.9212:29＞120.67.56.803.140.412.96合格3323230627.659:2711:251.06.34.275.634.56.17合格4322240627.297:319:002.36.82.929.338.84.16合格5321250627.206:007:172.86.92.5013.243.73.30合格632260626.665:006:083.77.11.9116.542.92.61合格●钢渣/矿渣粉配制水泥的有关性能济钢集团2006年的试验结果试验次数编号组成／％抗折强度抗压强度水泥钢渣粉矿渣粉3d7d28d3d7d28d第一次试验P.I100006.38.59.331.446.770.6G3703003.56.58.116.237.153.6K3700305.16.98.721.635.961.5KG37010205.07.09.022.437.561.9K5500503.25.38.214.825.855.6KG55015352.95.28.112.526.152.4第二次试验P.I100005.87.810.128.650.272.1G3703003.96.27.816.133.858.4K3700304.36.38.619.335.366.3KG37010204.36.38.819.434.864.4K5500503.25.18.913.125.557.7KG55015352.64.87.810.824.752.5钢渣微粉的性能研究试样名称密度，g/cm3比表面积，m2/kg钢渣微粉3.25~3.35486.4矿渣微粉2.88~2.90478.7通用硅酸盐水泥标准品种代号熟料+石膏混合材烧失量细度凝结时间硅酸盐水泥P.I1000≤3.0≥300m2/kg初≥45min终≤390minP.II≥95矿渣或石灰石≤5≤3.5普通硅酸盐水泥P.O80~955~20≤5.0初≥45min终≤600min矿渣硅酸盐水泥P.S.A50~8020~50R80mm＜10%或R45mm＜30%P.S.B30~5050~70火山灰硅酸盐水泥P.P60~80火山灰质20~40粉煤灰硅酸盐水泥P.F60~80粉煤灰20~40复合硅酸盐水泥P.C50~8020~50钢渣微粉的性能研究水泥的强度性能指标品种强度等级抗压强度抗折强度3d28d3d28d硅酸盐水泥42.5≥17.0≥42.5≥3.5≥6.542.5R≥22.0≥4.052.5≥23.0≥52.5≥4.0≥7.052.5R≥27.0≥5.062.5≥28.0≥62.5≥5.0≥8.062.5R≥32.0≥5.5普通硅酸盐水泥42.5≥17.0≥42.5≥3.5≥6.542.5R≥22.0≥4.052.5≥23.0≥52.5≥4.0≥7.052.5R≥27.0≥5.0复合硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥火山灰硅酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥32.3≥10.0≥32.5≥2.5≥5.532.5R≥15.0≥3.542.5≥15.0≥42.5≥3.5≥6.542.5R≥19.0≥4.052.5≥21.0≥52.5≥4.0≥7.052.5R≥23.0≥4.5钢渣微粉的性能研究钢渣粉作为水泥活性混合材的试验结果1、钢渣粉的细度要求：比表面积≥380m2/kg2、水泥的性能指标：★石膏掺量控制SO3在1.8～2.2％；★凝结时间符合一般混合材的影响规律；★标准稠度无影响，完全正常★流动度略有改善，有所提高★安定性水泥的压蒸安定性合格陈益民博士（中国建筑材料科学研究院）

1999年开始《水泥和混凝土用高活性掺合料的磨细钢渣粉》项目研究：使用磨细钢渣粉可替代10％~45％的425#和525#水泥，配制C20~60高强度混凝土。每使用1吨磨细钢渣粉，可降低成本100元，并提高混凝土强度10％左右。钢渣微粉的性能研究钢渣粉作为混凝土活性掺合料的试验结果●钢渣粉是一种性能优越的混凝土掺合料，在混凝土中掺加10～35％的磨细矿渣粉，同时掺入0～20％磨细钢渣粉和0～9％硅灰，取代10～50％的水泥，胶凝材料总用量在380～550kg/m3，可以配置C20～C60混凝土。●钢渣粉可以单独掺入混凝土中，也可以与矿渣粉、粉煤灰、硅灰等复合掺入混凝土中。钢渣单独掺入时，以25％左右的钢渣粉代替水泥时混凝土的强度最高。钢渣粉对于混凝土的后期强度增长更为有利。●掺首钢磨细钢渣粉的混凝土强度高于掺一级粉煤灰的混凝土；与掺磨细矿渣粉的混凝土相当。●掺加首钢磨细矿渣粉的混凝土强度符合一般的混凝土强度规律，因此，掺磨细钢渣粉的混凝土配比设计完全可以按照通常方法和规范来进行。●掺钢渣粉的混凝土坍落度损失较小，也与外加剂有关。●掺入首钢的磨细钢渣粉可以大大降低胶凝材料的水化热，其降低水化热效果与单独掺粉煤灰时相当，优于矿渣粉。钢渣微粉的性能研究试验1：胶凝材料总量固定—不同掺量的配合比和强度混凝土强度设计等级：C40、C50胶凝材料总量——固定：514kg/m3新港普通水泥525#：383m2/kg钢渣粉比表面积：450m2/kg钢渣粉掺量——调整：10～35％1、四个配合比的28天强度均高于55MPa；2、钢渣粉掺量在15％～25％范围内，随掺量增加，7天强度几乎不变，但是28天强度持续增加；当钢渣粉取代量为25％时，强度最高；3、钢渣粉掺量超过25％时，强度随掺量增加而降低；当钢渣粉取代量为35％时，7天强度显著降低，28天强度降低到与掺15％钢渣粉时的强度相同；结论：混凝土掺入适量的磨细钢渣粉作为掺合料，有利于提高混凝土强度，尤其是提高后期强度。钢渣微粉的性能研究试验2：掺30％钢渣粉的混凝土配合比和强度混凝土强度等级：C20～C40胶凝材料总量：调整510～310kg/m3新港普通水泥425#：m2/kg钢渣粉比表面积：450m2/kg钢渣粉掺量——固定30%1、混凝土强度在C20～C40之间，随胶凝材料用量的增加和水/胶比的降低，混凝土的强度提高；2、对于掺入30％磨细钢渣粉的混凝土；水泥本身强度对混凝土强度的影响不如水胶比的影响大；钢渣微粉的性能研究试验3：复合掺加钢渣粉和矿渣粉的混凝土试验

混凝土配合比中同时掺钢渣粉和矿渣粉混凝土强度等级：C20～C50钢渣粉比表面积：380～460m2/kg矿渣粉比表面积：400m2/kg1、复合掺入适量的磨细钢渣粉和矿渣粉，可以配置出C20～C55混凝土。2、410kg/m3胶凝材料中掺入35％磨细钢渣粉（比表面积380m2/kg），28天强度达到39MPa，可以配置出C30混凝土。钢渣微粉的性能研究试验3分析1：配置C40混凝土

1、胶凝材料总量440～480kg/m3、掺合料总量50％（其中钢渣粉25％），可以配置C40和C45混凝土。2、比较而言（4-1、4-3与4-5），7天强度随着胶凝材料总量的增加而提高；28天强度460kg/m3比440kg/m3的低，是因为钢渣粉细度的影响。3、胶凝材料总量500kg/m3、掺合料总量70％（其中钢渣粉35％），页可以配置C40混凝土。钢渣微粉的性能研究试验3分析2：配置C30、C35混凝土

1、胶凝材料总量410kg/m3、单独掺钢渣粉（比表面积380m2/kg）35％，可以配置C30混凝土；2、胶凝材料总量440~455kg/m3，可以配置C30、C35混凝土。★总的来说，用普通425＃水泥掺加50～70％钢渣粉和矿渣粉，不难配置出C30～C40混凝土，水泥用量非常低，对于降低大体积混凝土的温升十分有利。钢渣微粉的性能研究试验3分析3：配置C30、C35混凝土结论：胶凝材料总量400kg/m3、单独掺钢渣粉（比表面积380m2/kg）50％，可以配置C20混凝土。试验3分析4：配置C50、C55混凝土结论：1、胶凝材料总量540kg/m3、掺合料总量50％(其中钢渣粉25％)，可以配置C50混凝土。

2、胶凝材料总量540～581kg/m3、掺合料总量33.4％(其中钢渣粉16.7％)，可以配置C55混凝土。

钢渣微粉的性能研究试验4：钢渣粉与一级粉煤灰效果对比的混凝土试验

混凝土强度等级：C20～C60；钢渣粉比表面积：450m2/kg；一级粉煤灰：1.设计为C25的混凝土（胶凝材料总量384kg/m3）：掺钢渣粉30.7％的28天强度比掺30.7％粉煤灰的混凝土高1.2MPa；2.设计为C35的混凝土（胶凝材料总量415kg/m3）：掺钢渣粉20％的28天强度比掺17.6％粉煤灰的混凝土高1.5MPa；3.设计为C40的混凝土（胶凝材料总量508kg/m3）：掺钢渣粉20％的28天强度比掺15.8％粉煤灰的混凝土高2.5Mpa.钢渣微粉的性能研究钢渣微粉的基本特性（总结）●钢渣粉磨至4000~5000cm2/g时可以达到二级或一级粉的要求，与钢渣本身的性能关系较大，靠提高比表面积增加活性意义不大；●钢渣粉掺量30%时可以配置42.5级别的水泥；与矿渣粉复合使用时活性发挥更好；●钢渣粉是一种性能优越的混凝土掺合料，在混凝土中掺加10～35％的磨细矿渣粉，同时掺入0～20％磨细钢渣粉和0～9％硅灰，取代10～50％的水泥，胶凝材料总用量在380～550kg/m3，可以配置C20～C60混凝土。●掺钢渣粉的混凝土坍落度损失较小；磨细钢渣粉可以幅度降低胶凝材料的水化热。钢渣微粉的性能研究◆“治渣王”冀更新：武汉冶金渣环保工程有限责任公司

φ1.83球磨机产量2t/h→6t/h“钢渣湿法磁选分级”及“钢渣综合利用方法”2003年获得国家专利

2004年底已形成年产11万吨磨细钢渣粉的生产能力，每吨按175元计算，产值达1925万元，可创利800万元。2006底将形成年处理钢渣150万吨的生产能力◆济钢集团：先将钢渣(水分<8％)预破碎，使其粒度<60mm，再进行粉碎、磁选、筛分，得中粉，最后入磨粉磨，分级，得到≥400m3／kg微粉。每吨钢渣粉经生产线加工处理后可收益274．4元／t；其中：所产钢渣微粉的收入100元/t×0.79=79元/t；铁精粉收入720元／t×0．145=104．4元／t；颗粒钢收入1400元／t×0．065=91元／t

钢渣粉的单位处理成本为：耗电费用：87kWh／t×0.5元/kWh=43.5元/t；工资福利费用17.8元/t（33人计)；备品备件、材料和介质费用11．1元／t；固定资产折旧费用：2.3元／t；管理费用2.45元／t；原料运输费2．5元／t；原料费用100元／t。总计为：179.65元／t。实际钢渣处理效益为：274．4元／t-179．65元/t=94.75元／t。

钢渣的粉磨加工研究

序号物料种类产量kg/h主机电耗kWh/t产量kg/h成品质量比表面m2/kgR80％R45％1水淬钢渣52.786267391.30.643.20241.577058422.90.482.70332.268647479.00.402.00418.1314528665.50.281.705水淬钢渣：水渣=1：148.186859425.60.723.006水渣69.295081361.8钢渣的粉