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1、,不同冷却方式对重熔钢渣显微结构的影响,专业：冶金工程 答辩人：XX 指导老师：xxx,目录,1、研究背景,2、实验内容及方案,3、实验结果,4、结论,第一章 研究背景 钢渣是炼钢过程中产生的废渣，其产量约为粗钢产量的15%-20%，2011年我国的粗钢产量达到6.83亿吨，而钢渣的产量约达到一亿吨，同时累积堆积尚未利用的钢渣达3亿吨。随着钢铁工业的发展,钢渣已成为目前钢铁行业中最大的固体废物来源, 实现钢渣的综合利用，不仅可以改善钢渣对环境的污染，还可以获得较大的经济收益。因此， 实现转炉渣大规模资源化利用对钢铁行业的可持续经济发展意义重大。,钢渣,处理工艺,钢渣利用,钢渣有哪些处理工艺？

2、又有哪些用途？,钢渣依炉型分为转炉渣、平炉渣、电炉渣钢渣，而转炉吹氧炼钢，是现代炼钢的主要方法。目前我国转炉炼钢的比例已达80以上，因此钢渣以转炉钢渣为主。因而，转炉钢渣的处理和利用是钢渣综合利用的重点。而转炉渣依处理工艺分为：热泼转炉渣、风碎转炉渣和滚筒转炉渣等，不同处理方式下钢渣成分、性能和显微结构都存在差异，也决定了不同处理方式的钢渣应用不同。,热泼转炉渣 滚筒转炉渣,浅盘热泼工艺 熔融钢渣出渣倒入渣罐后，运送到钢渣热泼车间，利用吊车将渣罐的液态钢渣分层泼倒在渣床上并喷淋适量的水，使高温钢渣急冷碎裂并加速冷却。对于需要加工利用的，则运至钢渣处理车间首先进行一次磁选，将其中大块的渣钢分选出

3、来，然后将剩下的钢渣再进行粉碎、筛分、磁选等工艺处理。 优点（1）技术成熟,流程简单,设备及投资少； （2）排渣速度快，冷却时间短、便于机械化生产，处理能力大。 缺点（1）对环境和节能两方面都不利，产生的蒸汽对车间环境影响较 大，钢渣加工量大； （2）渣块比较大,钢渣的综合利用还比较困难； （3）设备损耗大，占地面积大，破碎加工粉尘大。,该法是将液态钢渣直接倒入运转的滚筒中，滚筒中有钢球，通过控制水量，钢渣在滚筒中热闷、粉化、研磨、冷却，然后用板式输送机从滚筒排到渣场。,1渣罐；2中间漏斗；3滚筒；4渣粒；5输送机； 6烟道；7烟囱；8转炉渣。,滚筒处理工艺,国内钢渣利用现状 钢渣可用作冶金原

4、料：作烧结溶剂、作高炉或化铁炉溶剂、作炼钢返回渣、利用磁选工艺回收废钢铁。可用于建筑材料：由于钢渣中含有和水泥相类似的硅酸三钙、硅酸二钙及铁铝酸盐等活性矿物质，具有水硬胶凝性，因此可作为生产无熟料或少熟料水泥的原料和掺和剂，同时钢渣碎石具有密度大、强度高、表面粗糙、稳定性好、耐磨与耐久性好、与沥青结合牢固等特点因而广泛用于铁路、公路和工程回填，特别适于沼泽、海滩的筑路造地。可用于污水处理：作为污水处理剂，处理含磷、铜及铬等污水处理。可用于农业：用作钢渣磷肥，钢渣中含有微量的锌、锰、铁、铜等元素，对缺乏此微量元素的不同土壤和不同作物，也同时起不同程度的肥效作用。用作硅肥。用作酸性土壤改良剂。,第

5、二章 实验内容及方案 本实验基于两种不同的处理方式得到的钢渣，在实验室将两种钢渣进行重新熔化，在不同冷却制度下（空冷、水冷）冷却，在矿相显微镜下，研究两种钢渣矿相显微结构的差异；对处理后的钢渣进一步分析，研究两种处理后钢渣SEM和EDS下矿相特征。,切割样品,制镶嵌样,磨金相样,样品观察,实验步骤,样品制备及处理,1、样品制备及处理 取热泼处理渣和滚筒渣进行破碎，用破碎机破碎成一定粒度，将两种破碎后的钢渣分别分成两份，标记为热泼处理水冷渣、热泼处理空冷渣、滚筒处理水冷渣和滚筒处理空冷渣，将四分渣样装入MgO坩埚中，做好标记。装料后的坩埚放在加热炉炉口盖上预热一段时间，在预热过程中渣中吸收的水分

6、会从小孔中逸出，减少渣中水含量。,打开管式高温炉开始升温，待高温炉升温至1600，将已预热的四份钢渣装料氧化镁坩锅依次放入炉内，加热保温30分钟左右确保其完全熔化。 热泼处理水冷渣和滚筒处理水冷渣进行水冷，热泼处理空冷渣和滚筒处理空冷渣至于空气中随空冷却，热泼处理炉冷渣和滚筒处理炉冷渣随炉冷却。将处理好的样品标记好装入样品袋中。炉冷渣随炉冷却至室温下取出，标记装样。,2、切割样品,切片机,3、制镶嵌样,金相试样镶嵌机,4、磨金相样,金相试样预磨机,5、试样观察,矿相显微镜,电子扫描显微镜,热泼处理水冷渣在金相显微镜的显微结构（500）照片,初步认为黑色近似树叶状A为C2S相，其多分散分布于灰色

7、物质B中，并有部分近似圆粒状；认为呈无定形状的填充在A矿物间的黄灰色相物质B是钙铁相，其含量较多，且大片连续分布，组成了整个矿物相的基底，可以称为“基质相” ；图中分布在基质B中，呈现亮白色的物相C，认为是氧化铁、氧化镁等氧化物的固溶体，称为RO相。,第三章 实验结果,C,A,B,热泼处理水冷渣的EDS数据,A点为钙铁相，B点为RO相，C点硅酸三钙相，D点为含少量P的硅酸二钙相。观察图2.21可知，热泼渣的矿相主要为粒状或圆柱状的硅酸二钙相，并含有少量的无定形硅酸三钙相，其中呈无定形的灰色相和白色相填充在硅酸盐矿物相之间的物质分别为钙铁相和RO相,A,C,B,D,热泼处理水冷渣SEM背散射电子

8、图,滚筒处理水冷渣在金相显微镜的显微结构照片,滚筒处理水冷渣(500),A,B,C,图中的矿物形貌是滚筒处理水冷渣的金相显微相貌，初步认为黑色圆粒状物质A为硅钙相，其部分分散分布，多个相组成树枝状；认为大片连续分布的灰色物质B是钙铁相；在500的图中，存在白色C，大量分布于钙铁相基质和硅酸盐相边界，认为是RO相。,由上表可以判断：A点为钙铁相，B点为固溶少量铁的硅酸三钙相，C点为固溶一定硅的钙铁相。由于重熔后的滚筒渣在水中冷却，样品冷却速度快，还来不及成相。滚筒渣的硅钙相较小且形状不规则，其基质相为钙铁相。,滚筒处理水冷渣的EDS数据,滚筒处理水冷渣SEM背散射电子图,C,B,A,图是热泼处理

9、空冷渣的（500）金相显微图像，初步认为黑色圆粒状物质A为硅酸盐相；认为大片连续分布的灰色物质B是钙铁相；在500的图中，存在白色C，分布于钙铁相基质和硅酸盐相边界，认为是RO相，初步认为D为固溶铁的方镁石。,A,B,C,D,热泼处理空冷渣的（500）金相显微图像,热泼处理空冷渣的EDS数据,由上述数据可判定：A点为RO相，B点为硅酸二钙相，C点为硅酸三钙相，D为钙铁相。滚热泼处理渣的主要是无定形的硅酸三钙相，其中呈无定形的灰色相和白色相填充在硅酸盐矿物相之间的物质分别为钙铁相和RO相。,热泼处理空冷渣SEM背散射电子图,A,B,C,D,滚筒处理空冷渣在金相显微镜的显微结构照片,钢渣金相显微相

10、貌，初步认为黑色圆粒状物质A为硅钙相，其部分分散分布，多个相组成树枝状；认为大片连续分布的灰色物质B是钙铁相；在500的图中，存在白色C，分布于钙铁相基质和硅酸盐相边界，认为是RO相。,A,B,C,滚筒处理空冷渣的EDS数据,A点为钙铁相，B、D点为方镁石相，C点为含少量P的硅酸二钙相，E点为含P的硅酸三钙相，F点为含P的硅酸二钙相。滚筒处理渣的矿相主要为钙铁相，并含有少量的硅酸三钙相，其中呈无定形的灰色相填充在硅酸盐矿物相之间的物质分别为钙铁相。,滚筒处理空冷渣SEM背散射电子图,A,B,C,D,E,F,第四章 结论 （1） 热泼法处理后的钢渣含大量不稳定的较大颗粒硅酸三钙相, 这些硅酸三钙易分解为硅酸二钙和游离氧化钙, 因而不宜将热泼渣直接资源化利用。滚筒水淬法处理后的钢渣消化较完全, 结构稳定, 以硅酸二钙与铁铝酸钙为主要矿物, 利于直接资源化利用。 （2） 重熔后的热泼渣置于空气冷却至室温，其中的矿相主要为粒状或圆柱状的硅酸二钙相，并含有少量的无定形硅酸三钙相，其中呈无定形的灰色相和白色相填充在硅酸盐矿物相之间的物