專利名稱：高爐水碎爐渣、由其得到的細(xì)骨料以及它們的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及粗粒的硬質(zhì)高爐水碎爐渣(粒狀高爐爐渣)及其生產(chǎn)方法，具體地說，涉及對該水碎爐渣的粒度進(jìn)行調(diào)整并使其成為粗粒并且硬質(zhì)(高比重)的細(xì)骨料的方法，以及由此方法得到的細(xì)骨料。
背景技術(shù)：
高爐的爐渣經(jīng)常以向處于熔融狀態(tài)的爐渣噴射冷卻水進(jìn)行急冷，使其成為水碎爐渣的方式得到利用。這種急冷處理稱為水碎處理。目前，高爐水碎爐渣的生產(chǎn)方法大致分為熔融的爐渣由接收池接收后對其進(jìn)行水碎的“爐外方法”與對從高爐排出的熔融爐渣原樣進(jìn)行水碎的“爐前方法”。
雖然由此得到的水碎爐渣根據(jù)其形狀主要被分為成為水泥等的原料的“軟質(zhì)水碎爐渣”與適合混凝土用細(xì)骨料的“硬質(zhì)水碎爐渣”，但大部分水碎爐渣成為適合水泥原料的軟質(zhì)水碎爐渣。此外，JISA5011中對適合混凝土用細(xì)骨料的硬質(zhì)水碎爐渣作出了規(guī)定。
當(dāng)將上述硬質(zhì)水碎爐渣作為混凝土用細(xì)骨料加以利用時，僅使用硬質(zhì)水碎爐渣的情況很少。也就是說，向天然砂、砂礫中混入這種硬質(zhì)水碎爐渣來使用是很普通的。其原因是硬質(zhì)水碎爐渣具有水硬性，在存儲時與水發(fā)生反應(yīng)粘結(jié)，成為細(xì)骨料不優(yōu)選的形態(tài)。這就是說，原樣保持了水分的硬質(zhì)水碎爐渣不適合單獨(dú)長時間保存。
一般來說，對混凝土用細(xì)骨料的粒度有詳細(xì)的規(guī)定?？墒?，最近的天然砂能滿足該規(guī)格的很少，通過混合碎砂等來調(diào)整粒度是很普通的。當(dāng)將水碎爐渣用作碎砂等的代替品時，有必要根據(jù)待混合的天然砂的粒度分布來調(diào)整該水碎爐渣的粒度。這就是說，當(dāng)天然砂為細(xì)粒時，需要混合粗粒水碎爐渣，而當(dāng)天然砂為粗粒時，需要混合細(xì)粒水碎爐渣。
此時，例如當(dāng)需要細(xì)粒的硬質(zhì)水碎爐渣時，雖然可以通過破碎或研磨將粒度較大的硬質(zhì)水碎爐渣調(diào)整成為粒度較小的硬質(zhì)水碎爐渣，但當(dāng)需要粗粒的硬質(zhì)水碎爐渣時，就需要粒度比目標(biāo)粒度更大的硬質(zhì)水碎爐渣。
為了得到硬質(zhì)的高爐水碎爐渣(在本申請中也簡稱為硬質(zhì)水碎爐渣)，可以實施從(1)由爐外方法以及(2)由爐前方法得到的軟質(zhì)水碎爐渣中只選出高比重的硬質(zhì)水碎爐渣的兩種方法。
在爐前方法的水碎處理中，關(guān)于軟質(zhì)水碎爐渣的生成條件，已知存在當(dāng)出鐵初期爐渣的流量較小時，所得的軟質(zhì)水碎爐渣的粒度變??；相反，當(dāng)出鐵末期爐渣的流量較大時，軟質(zhì)水碎爐渣的粒度變大的趨勢。然而，還沒有一種技術(shù)已知能提高生成的軟質(zhì)爐渣中所含的高比重硬質(zhì)水碎爐渣的粒度。
但是，在特公平6-39340號公報中有關(guān)于調(diào)整水碎爐渣的粒度的方法的示例。即該專利提出了一種將冷卻爐渣的冷卻水從4個位置的噴嘴噴射出來，獨(dú)立控制各個噴嘴的水壓，分別生產(chǎn)硬質(zhì)水碎爐渣和軟質(zhì)水碎爐渣的技術(shù)。在此技術(shù)中有當(dāng)降低最初與熔融爐渣接觸的冷卻水的水壓時，水碎爐渣的粒度變粗的記載。但是公開的這種方法僅僅是一種只能通過調(diào)整水壓來調(diào)整爐渣的粒度，使其變粗或變細(xì)的技術(shù)，無法得到同時具備了與本申請發(fā)明一樣高的單位體積質(zhì)量和細(xì)度系數(shù)的高爐水碎爐渣。
而且，該技術(shù)要求適當(dāng)控制各噴嘴的水壓，設(shè)備較為復(fù)雜。因此，不能說它是一種可以通過簡單的設(shè)備來高效地使硬質(zhì)水碎爐渣粒度變粗的方法。
另外，由于通過該技術(shù)得到的高爐水碎爐渣的細(xì)度系數(shù)不夠，因此在通過破碎或磨碎生產(chǎn)作為混凝土用細(xì)骨料的原料的、具有適宜粒度的細(xì)骨料時是不利的。
本發(fā)明的第一個目的是提供一種比先有方法簡單并且高效地生產(chǎn)具有先有方法無法得到的失粒度、并且高硬質(zhì)的高爐水碎爐渣的方法，以及由該方法得到的高爐水碎爐渣。另外，本發(fā)明還提供了一種活用了本發(fā)明的高爐水碎爐渣的高粒度和高硬質(zhì)的特征，通過調(diào)整它的粒度而得到的具有適宜的粒度和硬度的細(xì)骨料，以及這種細(xì)骨料的生產(chǎn)方法。
發(fā)明的公開發(fā)明者們對實現(xiàn)上述目的的方法進(jìn)行了不斷的銳意研究，完成了本發(fā)明。
也就是說，本發(fā)明首先是一種單位體積質(zhì)量為1.45千克/升或以上、細(xì)度系數(shù)為3.7或以上的高爐水碎爐渣。
此外，本申請也提供高爐水碎爐渣的生產(chǎn)方法的發(fā)明，該方法包括使1350-1400℃的高爐渣以2-5噸/分鐘的流量流出，以5-8米/秒的流速向爐渣噴射水，并且水與爐渣的重量流量比為7-15。
在所述高爐水碎爐渣的生產(chǎn)方法中，優(yōu)選上述噴射水的溫度為50-80℃和/或上述噴射水的壓力為20-50kPa。另外，優(yōu)選上述高爐水碎爐渣的生產(chǎn)方法均按爐外方法進(jìn)行。因此，更優(yōu)選將這些條件適當(dāng)?shù)亟M合起來進(jìn)行。
另外，本申請還提供細(xì)骨料的發(fā)明，該細(xì)骨料是通過對上述單位體積質(zhì)量為1.45千克/升或以上、細(xì)度系數(shù)為3.7或以上的高爐水碎爐渣進(jìn)行粒度調(diào)整而得到的。
優(yōu)選該細(xì)骨料是通過選自破碎法和磨碎法的至少一種方法調(diào)整粒度后得到的。另外，優(yōu)選這些細(xì)骨料的單位體積質(zhì)量均為1.6千克/升或以上，并且細(xì)度系數(shù)均為3.3-3.6。
而且，本申請還提供細(xì)骨料的生產(chǎn)方法，該方法包括使1350-1400℃的高爐渣以2-5噸/分鐘的流量流出，以5-8米/秒的流速向爐渣噴射水，并且水與爐渣的重量流量比為7-15，調(diào)整所得高爐水碎爐渣的粒度。
在所述細(xì)骨料的生產(chǎn)方法中，優(yōu)選上述噴射水的溫度為50-80℃和/或上述噴射水的壓力為20-50kPa。另外，優(yōu)選上述細(xì)骨料的生產(chǎn)方法均按爐外方法進(jìn)行。而且，在上述細(xì)骨料的生產(chǎn)方法中，均優(yōu)選粒度調(diào)整通過選自破碎法和磨碎法的至少一種方法進(jìn)行。因此，更優(yōu)選將這些條件適當(dāng)?shù)亟M合起來進(jìn)行。


圖1為表示采用爐外方法的硬質(zhì)水碎爐渣生產(chǎn)設(shè)備的簡圖。
實施發(fā)明的最佳方式本發(fā)明的高爐水碎爐渣的細(xì)度系數(shù)為3.7或以上，并且單位體積質(zhì)量為1.45千克/升或以上。
這里所用的“細(xì)度系數(shù)”是表示骨料粒度的一般指標(biāo)，在本說明書中也用FM值或細(xì)度模數(shù)來表示。該細(xì)度系數(shù)(FM值)的定義如下將既定重量的樣品用80、40、20、10、5、2.5、1.2、0.6、0.3和0.15mm的一系列篩網(wǎng)依次進(jìn)行篩分，將粗的篩網(wǎng)一側(cè)的總殘留顆粒(各篩上殘留的顆粒)的重量，即累計顆粒重量視為各篩的代表值，將各篩的累計顆粒重量相對于上述既定重量的百分率視為殘留累計百分率；將各篩的殘留累計百分率的總和除以100得到的值。
過去，F(xiàn)M值為3.7或以上的高爐水碎爐渣在工業(yè)上是無法得到的，它在作為混凝土用細(xì)骨料使用時特別有利。從用途上來看優(yōu)選將FM值的上限定為5。原因是在粒度調(diào)整之后，硬質(zhì)水碎爐渣單獨(dú)或與天然砂混合被用作細(xì)骨料，而在這種情況下細(xì)骨料的粒度通常被定為5mm或以下。因此，沒有必要根據(jù)其用途、目的來限定上限值。
另外，將單位體積質(zhì)量定為1.45千克/升或以上的原因是作為混凝土用細(xì)骨料的原料該值是優(yōu)選的，同時具備3.7或以上的細(xì)度系數(shù)是本申請的高爐水碎爐渣的特征。優(yōu)選的單位體積質(zhì)量的上限為1.70千克/升。這是因為通常所用的天然細(xì)骨料的單位體積質(zhì)量為1.50-1.60千克/升。沒有必要根據(jù)用途來限定上限值。
接下來，本申請還提供高爐水碎爐渣的生產(chǎn)方法的發(fā)明，該方法包括使1350-1400℃的高爐渣以2-5噸/分鐘的流量流出，以5-8米/秒的流速向爐渣噴射水，并且水與爐渣的重量流量比為7-15。
針對本發(fā)明涉及的上述高爐水碎爐渣的生產(chǎn)方法，說明本發(fā)明開發(fā)過程中的情況。
首先，發(fā)明者們?yōu)榱嗣鞔_水碎條件對水碎爐渣粒度的影響，在傳統(tǒng)的適合水泥的軟質(zhì)水碎爐渣的生產(chǎn)設(shè)備中，對冷卻水的排出流速進(jìn)行各種改變來進(jìn)行實驗。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，降低來自吹制裝置噴嘴的冷卻水的排出流速后，極為有效地使?fàn)t渣的粒度變粗。這里，上述排出速度是由下面的公式算出的。
排出速度(米/秒)＝冷卻水的流量(米3/秒)/噴嘴孔的總面積(米2)另外，為了降低來自噴嘴的冷卻水的排出流速，考慮到有減少水量和擴(kuò)大噴嘴開口面積的兩種方法，但是當(dāng)將水量減少后，存在水與爐渣的流量比降低，水碎爐渣起泡變輕，成為軟質(zhì)水碎爐渣的問題。因此，作為不降低水與爐渣的流量比而降低水流速的方法，擴(kuò)大噴嘴開口面積的方法較為有利。
如上所述，降低冷卻水的排出流速對水碎爐渣的粒度粗化具有有效的作用。但是從另一方面來看，與降低了水與爐渣的流量比的情況相同，產(chǎn)生了水碎爐渣重量變輕的問題。實際上，在軟質(zhì)水碎爐渣的生產(chǎn)設(shè)備中，當(dāng)將流速設(shè)定為10米/秒或更低時，在高爐的出鐵末期，爐渣溫度高并且爐渣流量多時，生產(chǎn)的水碎爐渣出現(xiàn)了重量全都過輕，并有一部分浮在水中的情況。
從上面的研究結(jié)果和下文將要敘述的其它條件要素中，得出了在本申請的方法中將水的流速定為5-8米/秒較好的結(jié)論。
再下來，發(fā)明者們對得到高比重的硬質(zhì)水碎爐渣的方法進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)降低爐渣溫度是最有效的方法。這就是說，如果爐渣溫度為1400℃或更低，初始爐渣的單位體積質(zhì)量容易成為1.45千克/升或更高。作為降低爐渣溫度的方法，優(yōu)選間隔一段時間，即在高爐的熔融爐渣被接收池接收后進(jìn)行水碎的“爐外方法”。也就是說，目前，熔融爐渣被渣鍋接收后，將其搬運(yùn)到與高爐設(shè)在不同場所的水碎設(shè)備進(jìn)行水碎的爐外方法最有成效，是有效的方法。當(dāng)然，為了降低爐渣的溫度，也可以采用其它方法。即，已經(jīng)知道如果高爐的熔融爐渣的溫度為1400℃或更低，則由于爐渣內(nèi)部產(chǎn)生氣體而引起的氣孔的生成受到抑制，單位體積質(zhì)量也不降低。只是，如果爐渣溫度降低得過多，爐渣會失去流動性，這在工業(yè)生產(chǎn)中不利，因此將下限溫度定為1350℃。
本申請中所稱的爐渣溫度是指臨被水碎前的熔融爐渣流的溫度。例如，使用輻射溫度計測量從渣鍋中落下的熔融爐渣流的溫度。
接下來對流到水碎噴嘴部分的熔融爐渣的流量進(jìn)行了研究。水碎爐渣的粒度有隨著爐渣流量的增加而變粗的趨勢。當(dāng)爐渣流量為5噸/分鐘或更小時，爐渣、水很少出現(xiàn)在水碎流槽中的溢出、阻塞現(xiàn)象。相反，當(dāng)爐渣流量為2噸/分鐘或更大時，由于爐渣的溫度降低很少，在水碎前的階段，例如在爐渣流槽中凝固的爐渣量很少，能夠避免凝固的爐渣引起的熔融爐渣不能順暢地在槽中流動、水碎成為不可能的情況。因此，已經(jīng)知道高爐渣的流量，即熔融爐渣流到水碎噴嘴部分的流量最好為2-5噸/分鐘。
接著研究了水與爐渣的最佳流量比。水與爐渣的重量流量比較小時，用來破碎爐渣流的能量較小，水碎爐渣的粒度變粗。然而，當(dāng)水與爐渣的重量流量比為7或更高時，有足夠的推動水碎爐渣的力，能夠防止在水碎流槽中的阻塞。相反，當(dāng)水與爐渣的重量流量比為15或更小時，水量與所需的量相比沒有超出很多，不需要較大的配管、水泵，所用設(shè)備比較便宜。因此，已經(jīng)知道水與爐渣的重量流量比最好為7-15。
綜合研究了以上各個要素條件，并對其進(jìn)行優(yōu)化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)了本申請的發(fā)明，即細(xì)度系數(shù)為3.7或以上，并且單位體積質(zhì)量為1.45千克/升或以上的高爐水碎爐渣的生產(chǎn)方法。
這就是說，本申請也提供高爐水碎爐渣的生產(chǎn)方法的發(fā)明，該方法包括使1350-1400℃的高爐渣以2-5噸/分鐘的流量流出；以5-8米/秒的流速向爐渣噴射水，并且水與爐渣的重量流量比為7-15。
對從水碎噴嘴排出的冷卻水的溫度進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)50-80℃為最好的溫度。多少存在一點(diǎn)冷卻水的溫度越高，水碎爐渣的粒度越粗，比重越輕的趨勢。研究了水碎條件與裂紋之間的關(guān)系后，發(fā)現(xiàn)當(dāng)冷卻水的溫度較低時容易出現(xiàn)裂紋。出現(xiàn)裂紋后在運(yùn)輸過程中粒度的降低變大，F(xiàn)M值變小。根據(jù)發(fā)明者們的知識，優(yōu)選將冷卻水的溫度定為50-80℃。當(dāng)然，發(fā)現(xiàn)了冷卻水與熔融爐渣接觸后，水幾乎同時沸騰、蒸發(fā)，具有冷卻作用。因此，雖然如果考慮與爐渣溫度之間的差，可以使用沸水，但優(yōu)選使用在鄰近噴嘴排出口前面的溫度為50-80℃的水。這就是說，本申請中所稱的冷卻水溫度是指用于水碎的冷卻水在噴嘴跟前的配管中的溫度或是該冷卻水槽中的溫度。例如可以在噴嘴的配管中或冷卻水的水槽中設(shè)置熱電偶來測定溫度。
在本申請中也對冷卻水的壓力進(jìn)行了研究。冷卻水的壓力根據(jù)水的流量、噴嘴孔的面積、噴嘴孔的形狀、配管的形狀等而變化。在本申請中，在噴嘴跟前的配管中設(shè)置壓力計，并對這些條件做各種改變以研究對壓力的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在本發(fā)明中當(dāng)冷卻水從水碎噴嘴中噴射時，優(yōu)選將該冷卻水的排出壓力調(diào)整為20-50kPa，更優(yōu)選20-30kPa。這是因為當(dāng)冷卻水的壓力為50kPa或更低時，粒度有顯著變粗的趨勢，而當(dāng)壓力為20kPa或更高時，水碎流槽中的起泡現(xiàn)象較少。
另外，本申請還提供細(xì)骨料的發(fā)明，該細(xì)骨料是通過調(diào)整上述單位體積質(zhì)量為1.45千克/升或以上，并且細(xì)度系數(shù)為3.7或以上的高爐水碎爐渣的粒度而得到的。
優(yōu)選該細(xì)骨料是采用選自破碎法和磨碎法的至少一種方法來進(jìn)行上述粒度調(diào)整而得到的。
也就是說，由于上述本申請的高爐水碎爐渣(未處理的初始爐渣)中存在末端尖銳的部分，若將其原樣用作混凝土等的細(xì)骨料，會存在招致新鮮混凝土的流動性降低、混凝土的強(qiáng)度降低的危險。因此，在將本申請的高爐水碎爐渣用作細(xì)骨料時，優(yōu)選通過粒度調(diào)整處理預(yù)先除去尖銳部分、不具有強(qiáng)度的部分。至于粒度調(diào)整，優(yōu)選使用破碎機(jī)或磨碎機(jī)來進(jìn)行，更優(yōu)選二者都使用。
此時，由于高爐水碎爐渣經(jīng)粒度調(diào)整處理粒度變小，在作為細(xì)骨料的原料時，有必要預(yù)先使高爐水碎爐渣成為粗粒。而且，由于通過粒度調(diào)整處理已去除了強(qiáng)度較低的部分，越調(diào)整粒度顆粒的強(qiáng)度就越高。即，高爐水碎爐渣的粒徑越大，顆粒的強(qiáng)度就越高。從這點(diǎn)來看，當(dāng)細(xì)度系數(shù)達(dá)到3.7或以上，單位體積質(zhì)量達(dá)到1.45千克/升或以上后，粒徑和硬度都較大的本申請的高爐水碎爐渣適合作為細(xì)骨料的原料。
因此，本申請也提供細(xì)骨料的發(fā)明，該細(xì)骨料是由上述方法得到的，其單位體積質(zhì)量為1.6千克/升或以上，并且細(xì)度系數(shù)為3.3-3.6。
另外，本申請還涉及上述細(xì)骨料的生產(chǎn)方法。并且，該生產(chǎn)方法是調(diào)整本申請發(fā)明的高爐水碎爐渣的粒度的生產(chǎn)方法。因此，上述的高爐水碎爐渣的生產(chǎn)方法及其優(yōu)選模式的內(nèi)容可以原樣適用。為了慎重起見，將本申請的細(xì)骨料的生產(chǎn)方法記敘如下。
即，使1350-1400℃的高爐渣以2-5噸/分鐘的流量流出，以5-8米/秒的流速向爐渣噴射水，并且水與爐渣的重量流量比為7-15，調(diào)整所得高爐水碎爐渣的粒度的細(xì)骨料的生產(chǎn)方法。
在該細(xì)骨料的生產(chǎn)方法中，優(yōu)選上述噴射水的溫度為50-80℃和/或上述噴射水的壓力為20-50kPa。另外，優(yōu)選上述細(xì)骨料的生產(chǎn)方法均以爐外方法進(jìn)行。而且，在上述細(xì)骨料的生產(chǎn)方法中，均優(yōu)選通過選自破碎法和磨碎法的至少一種方法進(jìn)行上述粒度調(diào)整。因此，更優(yōu)選將這些條件適當(dāng)?shù)亟M合起來進(jìn)行。
實施例以下對本發(fā)明的實施例進(jìn)行說明。
采用爐外方法的水碎爐渣生產(chǎn)設(shè)備的簡圖如圖1所示。
該水碎爐渣生產(chǎn)設(shè)備包括設(shè)置在高爐1附近的吹制裝置2、水碎流槽9、水碎容器3和脫水器4。供給吹制裝置2的冷卻水是由貯存脫水器回收的水的冷卻塔5經(jīng)過泵來供應(yīng)的。
來自高爐1的熔融爐渣被渣鍋6接收后，使熔融爐渣從渣鍋6經(jīng)過爐渣流槽7向下流向吹制裝置2。此時，冷卻水從水碎噴嘴流下，通過向熔融爐渣噴射來進(jìn)行水碎。這樣得到的水碎爐渣由水碎容器3被送至脫水器4，在這里進(jìn)行固液分離后被存儲在產(chǎn)品儲藏容器8中。
接下來，為了具體地說明本申請的發(fā)明，通過使用水碎爐渣生產(chǎn)裝置的實驗來示例硬質(zhì)水碎爐渣的生產(chǎn)方法。熔融爐渣被接收到位于高爐1下方的渣鍋6中后，渣鍋6被搬運(yùn)到水碎爐渣生產(chǎn)裝置。然后在使?fàn)t渣流動前，破化渣鍋6中的爐渣表面形成的凝固爐渣，將渣鍋6搬至傾動位置。傾斜渣鍋使?fàn)t渣流出，使流下的爐渣量保持一定，通過爐渣流槽7穩(wěn)定爐渣流使其流入吹制裝置2中。此時，用設(shè)置在該吹制裝置中的水碎噴嘴排出的冷卻水進(jìn)行水碎。在噴嘴排出口跟前的位置測定冷卻水的溫度。爐渣的溫度為用輻射溫度計測量的從渣鍋6中流出并落下的爐渣流的溫度。
另一方面，通過調(diào)節(jié)冷卻水配管的閥和形成噴嘴排出口的噴嘴底板的開孔面積來控制冷卻水的排出流速。具體地說，準(zhǔn)備多個具有不同開孔數(shù)目的噴嘴底板，并對各底板的一部分開孔進(jìn)行擰入塞子的加工，通過裝上/取下塞子來調(diào)節(jié)開口面積，用閥進(jìn)行調(diào)整使流量保持一定。
在實驗中，將一次從渣鍋排出的爐渣量定為約30噸。表1中概括了各實施例和對照實施例中的水碎條件，即從渣鍋排出的熔融爐渣的平均流量(噸/分鐘)、水與爐渣的重量流量比、從渣鍋排出的熔融爐渣的溫度(℃)、冷卻水的溫度(℃)、水從噴嘴排出的速度(米/秒)。
與爐前方法的水碎處理相同，將通過改變水碎條件生產(chǎn)出的高爐水碎爐渣，每次從儲藏容器中取出30噸，并運(yùn)送到空地上，每次都堆成一堆。接下來，從每一堆中抽樣，測定各樣品的FM值和單位體積質(zhì)量(千克/升)。結(jié)果列在表1中。
從表中所示結(jié)果可以看出，在適合1-19號本發(fā)明的水碎條件的實施例中，生產(chǎn)出了FM值≥3.7，單位體積質(zhì)量≥1.45千克/升的粗粒硬質(zhì)水碎爐渣。作為對照實施例，20-34號表示排出流速大于8米/秒的情況，35-46號表示水與爐渣的重量流量比大于15的情況，42-46號表示爐渣流量小于2.0噸/分鐘的情況。由于任何對照實施例都沒有滿足本發(fā)明的一個或多個條件，因此所得的FM值小于3.7。另外，在上述實驗中，1-21號與35-46號在冷卻水壓力為20-55kPa的范圍內(nèi)進(jìn)行，22-35號在壓力為56-110kPa的范圍內(nèi)進(jìn)行。特別是實施例1-8、10、11、13和15號是在壓力為20-50kPa的范圍內(nèi)進(jìn)行的，得到了特別是FM值和單位體積質(zhì)量都較大的數(shù)值。
由于存在爐渣流量過小引起爐渣流槽阻塞的現(xiàn)象、爐渣流量過大或水流量過小引起水碎流槽的溢出現(xiàn)象，也發(fā)生了生產(chǎn)不出水碎爐渣的情況。由于在這些情況下無法對質(zhì)量進(jìn)行評估，未記錄在表1中。另外，存在冷卻水的流速越小，粒度越粗的趨勢，當(dāng)流速小于5米/秒時，無法進(jìn)行水碎，熔融爐渣起泡，成為塊狀的結(jié)晶物質(zhì)。
下面用實施例詳細(xì)說明對上述粗粒且硬度較高的高爐水碎爐渣進(jìn)行粒度調(diào)整的方法，以及由此方法得到的細(xì)骨料。
將FM值為4.0、單位體積質(zhì)量為1.52千克/升的高爐水碎爐渣以10噸/小時的速度供給葉輪破碎機(jī)(通過沖擊使顆粒破碎的破碎機(jī))進(jìn)行處理。所得細(xì)骨料的FM值為3.42，單位體積質(zhì)量為1.68千克/升。
將FM值為3.80、單位體積質(zhì)量為1.60千克/升的高爐水碎爐渣以10噸/小時的速度供給ロ一タリ一クレ一マ一(通過顆粒之間的摩擦來磨顆粒表面的磨碎機(jī)，日本鑄造株式會社生產(chǎn))進(jìn)行處理。所得細(xì)骨料的FM值為3.55，單位體積質(zhì)量為1.67千克/升。
過去，水碎爐渣在通過破碎等調(diào)整粒度之后成為細(xì)粒，很難制出FM值為3.0或以上的細(xì)骨料。因此，當(dāng)想要得到例如FM值為3.3或更高的細(xì)骨料時，通常無法進(jìn)行，只有對粒度調(diào)整后生成的細(xì)粒部分進(jìn)行分級，留下粗粒部分等的方法。但是，如果分級除去細(xì)粒部分，則會產(chǎn)生收率降低的問題。
在本申請的細(xì)骨料的生產(chǎn)方法中，由于作為原料的高爐渣為粗粒且具有高強(qiáng)度，在破碎或磨碎的任一種粒度調(diào)整方法中都不必進(jìn)行分級處理。而且，幾乎能以100％的收率得到FM值為3.3-3.6，單位體積質(zhì)量為1.6千克/升或以上的粗粒并且高強(qiáng)度的細(xì)骨料。
將得到的細(xì)骨料作為混凝土的細(xì)骨料以30％的量混合，捏和后成型。在養(yǎng)護(hù)28天后測量成型體的壓縮強(qiáng)度，得到與使用100％的天然骨料時同等的壓縮強(qiáng)度。
如上所述可以發(fā)現(xiàn)，用本發(fā)明的方法制造的高爐水碎爐渣，雖然在作為后處理的粒度調(diào)整之后粒度也降低，但由于粒度調(diào)整之前高爐水碎爐渣的粒徑較大，在粒度調(diào)整后產(chǎn)品的粒度仍然可以較大，作為混凝土的細(xì)骨料是有利的。
表1

工業(yè)上的可利用性如上所述，根據(jù)本發(fā)明，通過適當(dāng)?shù)乜刂聘郀t渣的溫度和流量、冷卻水的流速和水與爐渣的重量流量比，可以簡單且高效地得到FM值為3.7或以上，并且單位體積質(zhì)量為1.45千克/升或以上的過去沒有的粗粒并且硬質(zhì)的高爐水碎爐渣。因此，可以適用于作為混凝土用細(xì)骨料的原料等。
權(quán)利要求
1.一種高爐水碎爐渣，它的單位體積質(zhì)量為1.45千克/升或以上，細(xì)度系數(shù)為3.7或以上。
2.一種生產(chǎn)高爐水碎爐渣的方法，它包括使1350-1400℃的高爐渣以2-5噸/分鐘的流量流出，以5-8米/秒的流速向所述高爐渣噴射水，并且水與爐渣的重量流量比為7-15。
3.權(quán)利要求2的生產(chǎn)高爐水碎爐渣的方法，其中所述噴射水的溫度為50-80℃。
4.權(quán)利要求2或3的生產(chǎn)高爐水碎爐渣的方法，其中所述噴射水的壓力為20-50kPa。
5.權(quán)利要求4的生產(chǎn)高爐水碎爐渣的方法，其中所述方法是用爐外方法進(jìn)行的。
6.一種細(xì)骨料，它是對權(quán)利要求1所述的高爐水碎爐渣進(jìn)行粒度調(diào)整后得到的。
7.權(quán)利要求6的細(xì)骨料，其中所述粒度調(diào)整通過選自破碎法和磨碎法的至少一種方法進(jìn)行。
8.權(quán)利要求6或7的細(xì)骨料，它的單位體積質(zhì)量為1.6千克/升或以上，細(xì)度系數(shù)為3.3-3.6。
9.一種生產(chǎn)細(xì)骨料的方法，它包括使1350-1400℃的高爐渣以2-5噸/分鐘的流量流出，以5-8米/秒的流速向所述高爐渣噴射水，并且水與爐渣的重量流量比為7-15，調(diào)整得到的高爐水碎爐渣的粒度。
10.權(quán)利要求9的生產(chǎn)細(xì)骨料的方法，其中所述噴射水的溫度為50-80℃。
11.權(quán)利要求9的生產(chǎn)細(xì)骨料的方法，其中所述噴射水的壓力為20-50kPa。
12.權(quán)利要求9-11中任一項的生產(chǎn)細(xì)骨料的方法，其中所述方法是用爐外方法進(jìn)行的。
13.權(quán)利要求12的生產(chǎn)細(xì)骨料的方法，其中所述粒度調(diào)整通過選自破碎法和磨碎法的至少一種方法進(jìn)行。
全文摘要
一種單位體積質(zhì)量為1.45千克/升或以上、細(xì)度系數(shù)為3.7或以上的新型高爐水碎爐渣,以及簡單并高效地生產(chǎn)所述高爐水碎爐渣的方法,該方法包括:使1350－1400℃的高爐渣以2－5噸/分鐘的流量流出,以5－8米/秒的流速向爐渣噴射水,水與爐渣的重量比為7－15。與傳統(tǒng)的高爐水碎爐渣相比,這種高爐水碎爐渣具有較大的顆粒直徑和較高的密度,因此在通過破碎、磨碎或其它類似方法進(jìn)行粒度調(diào)整后,所述高爐水碎爐渣也適合被用作混凝土的細(xì)骨料。
文檔編號C04B18/04GK1366513SQ01800985
公開日2002年8月28日 申請日期2001年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2000年2月25日
發(fā)明者當(dāng)房博幸, 后藤滋明, 鐮野秀行 申請人:川崎制鐵株式會社