專利名稱：利用還原渣粉末的超快硬化水硬性結(jié)合材料及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種用于高附加值地利用電爐還原渣的技術(shù)，所述電爐還原渣由于游離石灰(free-CaO)的含量高而具有自分解性，因此到目前為止未得到利用而被廢棄。更詳細(xì)地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種通過(guò)將還原渣粉末和石膏混合而制造的具有超快硬性的水硬性結(jié)合材料及其制造方法，所述還原渣粉末是通過(guò)用高壓氣體使在煉鋼廠煉鐵中產(chǎn)生的副產(chǎn)物中的電爐還原渣分散，并進(jìn)行淬火處理來(lái)粉碎而得到的，并且，涉及一種利用電爐還原渣粉末的超快硬化水硬性結(jié)合材料及其制造方法，所述電爐還原渣粉末不僅可以應(yīng)用于要求超快硬性特性的各種領(lǐng)域，而且通過(guò)與石膏的混合使用來(lái)調(diào)節(jié)凝結(jié)和硬化時(shí)間，從而可以用作普通硅酸鹽水泥的替代品。
背景技術(shù)：
I960年代以后，為了應(yīng)對(duì)隨著快速的經(jīng)濟(jì)發(fā)展而增長(zhǎng)的鋼鐵需求，煉鐵及煉鋼產(chǎn)業(yè)發(fā)展很快。根據(jù)鋼鐵協(xié)會(huì)的資料，韓國(guó)國(guó)內(nèi)的粗鋼生產(chǎn)能力雖然在1998年IMF時(shí)期多少有一些退縮，但是每年得到不斷的增加，在2008年達(dá)到約5，300萬(wàn)噸而成了世界第六粗鋼
生產(chǎn)國(guó)。這種鋼鐵產(chǎn)業(yè)是消耗大量的原料和能量的代表性行業(yè)，經(jīng)由煉鐵、煉鋼、軋制等復(fù)雜的一系列生產(chǎn)工序，并在各工序中產(chǎn)生大量的伴隨鋼鐵生產(chǎn)的副產(chǎn)物、即鋼鐵渣。這樣的鋼鐵渣分為高爐渣和鋼渣，高爐渣分為水淬渣和緩冷渣，鋼渣分為轉(zhuǎn)爐渣和電爐渣，并且電爐渣分為氧化渣和還原渣。近年來(lái)，由于鋼渣實(shí)際上是由于比重差而分離出的比鐵輕的物質(zhì)，而幾乎不含重金屬，環(huán)境危害性低，因此積極地進(jìn)行關(guān)于將其用作建筑業(yè)用材料的研究。但是，由于在內(nèi)部含有游離氧化鈣(f-CaO)，而在與水接觸時(shí)引起化學(xué)反應(yīng)，體積膨脹，因此當(dāng)將其作為公路用或混凝土用來(lái)使用時(shí)會(huì)發(fā)生龜裂，在這種情況下雖然提出了通過(guò)進(jìn)行諸如老化(Aging)之類的后處理工序使其化學(xué)穩(wěn)定化后使用的方法，但是至今還是因其可靠性不高而很少實(shí)際應(yīng)用。為了使鋼渣常用化，開(kāi)發(fā)了通過(guò)利用高速空氣對(duì)熔融狀態(tài)的鋼渣進(jìn)行淬火的方法來(lái)控制游離氧化鈣(f-CaO)的生成量的方法，并得到普遍使用，其中，由于利用上述方法生產(chǎn)的鋼渣呈球形，因此也稱為霧化鋼渣(ASS, Atomizing Steel Slag)，并且由于通過(guò)淬火工序來(lái)制造，因此也稱為淬火鋼禮:(RCSS, Rapidly Cooled Steel Slag)。這樣的經(jīng)霧化處理的鋼渣因游離氧化鈣的生成量低而膨脹塌縮的危險(xiǎn)少，并且具有粒形接近球形的細(xì)集料形狀，因此，在將其用作混凝土用建筑材料的情況下，雖然具有因滾珠軸承效應(yīng)(Ball Bearing Effect)而流動(dòng)性增加的優(yōu)點(diǎn),但是與構(gòu)成混凝土的其他材料相比密度高、材料偏析(Segregation )的可能性高，因此存在除了特殊用途的混凝土之外難以應(yīng)用于一般用途的問(wèn)題。韓國(guó)鋼鐵渣的生成量在2006年為1，662萬(wàn)噸、在2007年為1，753萬(wàn)噸、在2008年為1，867萬(wàn)噸，幾乎每年增加100萬(wàn)噸。近年持續(xù)增加的趨勢(shì)是如下原因造成的:通過(guò)POSCO FINEX設(shè)備的啟動(dòng)而引起的出鐵量增加、唐津現(xiàn)代制鐵熱延工廠的電爐的啟動(dòng)等(鋼鐵協(xié)會(huì)，2008年)。關(guān)于鋼鐵渣的再利用量，有報(bào)道說(shuō)在2007年生成量的99.7%、即1，861萬(wàn)噸得到了再利用。高爐渣和轉(zhuǎn)爐渣分別生成了 950萬(wàn)噸、540萬(wàn)噸，100%的全量得到了再利用，電爐渣是98.4%、即3，707千噸得到了再利用，從而視為再利用得以順利進(jìn)行。但是當(dāng)考慮再利用水平時(shí)，在高爐渣的情況下，因長(zhǎng)期努力開(kāi)發(fā)了再利用用途，而將80%以上用于水泥原料、肥料用等具有高附加值的用途，可以認(rèn)為再利用水平比較高，但是在鋼渣的情況下，至今還是將80%左右應(yīng)用于低附加值的建筑業(yè)用集料，可以評(píng)價(jià)為再利用水平低，并且在用作集料的情況下，需要長(zhǎng)時(shí)間的老化處理，因此存在再利用所需的費(fèi)用高的問(wèn)題。相反，電爐洛是在對(duì)諸如生鐵、廢鐵之類的煉鋼原料進(jìn)行精煉的轉(zhuǎn)爐(ConverterFurnace)或電爐(Electric Arc Furnace)中排出的產(chǎn)業(yè)廢棄物,在將其直接廢棄而不利用的情況下，不僅發(fā)生諸如揚(yáng)塵、滲濾液之類的環(huán)境問(wèn)題，而且由于需要確保大規(guī)模處理場(chǎng)而發(fā)生經(jīng)濟(jì)問(wèn)題等，因此為了利用上述廢棄物而進(jìn)行了各種研究。這樣努力的結(jié)果是，近年對(duì)電爐氧化渣細(xì)集料制定了 KS (韓國(guó)產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn))。對(duì)于電爐還原渣而言，雖然還沒(méi)有統(tǒng)計(jì)上的分類，但是在電爐渣中約占20%，以此為基準(zhǔn)估計(jì)的話，在2007年生成了約75萬(wàn)噸左右，估計(jì)在2010年會(huì)生成幾乎接近100萬(wàn)噸的量。但是，電爐還原渣由于沒(méi)有適當(dāng)?shù)挠猛径鴥H作為降低電爐渣的再利用率的要因來(lái)發(fā)揮作用，因此急需確立再利用技術(shù) 。然而，在電爐還原渣中存在游離石灰最多可達(dá)到20%，因此有報(bào)道說(shuō)沒(méi)有過(guò)有附加值地利用的事例。作為有關(guān)這樣的還原渣再利用的現(xiàn)有技術(shù)，在韓國(guó)國(guó)內(nèi)專利公開(kāi)公報(bào)第10-2009-0070404號(hào)中，公開(kāi)了通過(guò)向緩冷的還原渣中添加粉煤灰(fly ash)和普通硅酸鹽水泥來(lái)制造混合水泥的技術(shù)。此外，在美國(guó)專利第6033467號(hào)中，公開(kāi)了利用鎳、銅、鉛或鋅冶煉廠中所生成的渣來(lái)制造水泥的方法，該方法并不把重點(diǎn)放在混合水泥的制造，而著眼于用于去除環(huán)境污染源的廢棄物利用方法，因此開(kāi)發(fā)產(chǎn)品不具有獨(dú)特的性能。在美國(guó)專利第6776839號(hào)中，公開(kāi)了通過(guò)與渣的火山灰反應(yīng)而增加了強(qiáng)度的混合水泥，但是比硅酸鹽水泥強(qiáng)度低。正如所知，出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因被估計(jì)為緩冷渣不具有早期水硬性。此外，在韓國(guó)專利公開(kāi)公報(bào)第10-2002-0039520中公開(kāi)了如下技術(shù):以改善水泥的低早期強(qiáng)度為目的，使用高爐渣作為主材料，制造免煅燒水泥來(lái)代替普通硅酸鹽水泥。與本發(fā)明不同，以上專利都是以緩慢且充分冷卻的電爐還原渣為對(duì)象，在冷卻后包括粉碎及加工的工序，并且都具有應(yīng)確保冷卻所需的用地以及針對(duì)冷卻后的游離石灰的安全性這樣的問(wèn)題，作為用于解決這些問(wèn)題的手段，提出了將其他廢棄物或各種添加材料等混合使用的方法，但其具有制造方法變得復(fù)雜且生產(chǎn)成本上升這樣的致命的缺點(diǎn)。另一方面，通常水泥和水泥應(yīng)用產(chǎn)品以約28天左右進(jìn)行硬化為目標(biāo)，自此顯示各種特性，因此在公路、橋梁、港灣、下水管道等緊急工程中使用快硬性水泥以及利用該快硬性水泥的產(chǎn)品。已知如下制造通常的快硬性水泥的方法:通過(guò)將含有Ca0.Al203、12Ca0.7A1203、IlCa0.7A1203.CaX (X:鹵元素)等快硬性礦物的熟料與石膏混合并粉碎、或者將這些快硬性礦物的粉碎物與普通硅酸鹽水泥、石膏及其他的添加材料混合來(lái)制造。(大韓民國(guó)專利公報(bào)公開(kāi)號(hào)第 76-397 號(hào)、第 90-33 號(hào)、日本特開(kāi)昭 52_139819、63-285114、64_37450)但是，上述的快硬性水泥存在如下問(wèn)題:在煅燒爐中制造熟料時(shí)需要高制造成本，且由于難以控制揮發(fā)性成分或熔融成分，根據(jù)制造時(shí)機(jī)的不同而水泥的物性不同等，特別是，由于Al2O3成分的比率高，在水泥與水反應(yīng)而生成的水合物中顯示快硬性的主水合物、即鈣礬石(3Ca0.Al2O3.3CaS04.32H20)發(fā)生結(jié)晶轉(zhuǎn)變，由此引起體積變化或者Al (OH) 3凝膠水合物對(duì)水分的穩(wěn)定性下降，并且當(dāng)存在硫酸鹽時(shí)，還發(fā)生通過(guò)與SO4離子的反應(yīng)而引起的體積膨脹，因此從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看降低構(gòu)造物的穩(wěn)定性而成為問(wèn)題。作為為了改善這種水泥的性能問(wèn)題且提高硬化以后的構(gòu)造體的穩(wěn)定性而改良的制造方法，已知如下方法:以含有硫鋁酸鈣的藍(lán)方石系熟料為主體，在其粉碎物中混合普通硅酸鹽水泥、石膏、消石灰等來(lái)制造。(大韓民國(guó)專利公報(bào)公開(kāi)號(hào)第97-008685、10-0220340、10-0310657)此外，在韓國(guó)國(guó)內(nèi)專利第0310657號(hào)中公開(kāi)了基本的快硬性水泥制造方法，在韓國(guó)國(guó)內(nèi)專利第0670458號(hào)中公開(kāi)了利用快硬性水泥的砂漿制造方法，并在韓國(guó)國(guó)內(nèi)專利第0755272號(hào)中公開(kāi)了快硬性水泥制造方法及乳膠混凝土。然而，對(duì)于上述的快硬性水泥而言，通常在制造砂漿或混凝土?xí)r與水反應(yīng)而在幾分鐘至幾十分鐘內(nèi)進(jìn)行硬化以在3小時(shí)至6小時(shí)內(nèi)顯示出20MPa以上的強(qiáng)度，在早期形成水泥構(gòu)造體，由此可以使通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的水的蒸發(fā)等而引起的變形最小化，可以制造幾乎不發(fā)生龜裂的穩(wěn)定的構(gòu)造體，因此其主要用于公路、橋梁等構(gòu)造物的緊急維修中，但是目前開(kāi)發(fā)的砂漿的大部分未能使用快硬水泥，這是由于大部分的砂漿開(kāi)發(fā)企業(yè)對(duì)快硬水泥的技術(shù)有局限，而實(shí)際上利用在砂漿中添加功能性原料的方法使產(chǎn)品專業(yè)化，因此不含有上述功能性原料且具有快硬性的 水硬性結(jié)合材料的開(kāi)發(fā)成為當(dāng)務(wù)之急。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)課題本發(fā)明是意識(shí)到如上所述的問(wèn)題后為了再利用電爐還原渣的同時(shí)開(kāi)發(fā)出具有超快硬性的結(jié)合材料而完成的，其技術(shù)課題在于，高附加值地利用電爐還原渣，所述電爐還原渣由于游離石灰(free-CaO)的含量高而具有自分解性，因此到目前為止未得到利用而被廢棄。更具體地說(shuō)，還原渣是以熔融狀態(tài)產(chǎn)生且在冷卻時(shí)成為固體塊，但是因堿度(CaO/SiO2)高而在冷卻中石灰的游離率增加，在冷卻后與水分接觸時(shí)，游離石灰變成石灰水合物、即Ca(OH)2的同時(shí)容積增加1.95倍，由此產(chǎn)生內(nèi)部分離壓，而具有自分解的特性，在游離石灰的水化結(jié)束后將還原渣應(yīng)該用于其他用途，但是由于上述特性而不僅水化所需的時(shí)間很長(zhǎng)，而且在水化結(jié)束后粉化成粉末狀，因此目前未開(kāi)發(fā)出適當(dāng)?shù)挠猛尽榱私鉀Q該問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)課題在于，通過(guò)用高壓氣體使熔融渣分散，并將分散到空中的熔融渣幾秒鐘內(nèi)快速冷卻，形成不存在游離石灰的渣，從而具有與快凝水泥類似的化學(xué)組成，因此為了利用該方法能夠高附加值地利用電爐還原渣，提供利用電爐還原渣粉末的超快硬化水硬性結(jié)合材料及其制造方法。
解決課題手段本發(fā)明為了解決上述技術(shù)課題，以如下的利用還原渣粉末的超快硬化水硬性結(jié)合材料為技術(shù)解決方法，該結(jié)合材料的特征在于，包含按照如下方式制造的還原渣粉末而構(gòu)成:使電爐熔融還原渣通過(guò)中間包下落的同時(shí)，用高壓氣體使其分散到空氣中，并快速冷卻至常溫，使得游離石灰不存在。此外，以如下的利用還原渣粉末的超快硬化水硬性結(jié)合材料為技術(shù)解決方法，該結(jié)合材料的特征在于，所述還原渣粉末具有3，000/g-12, 000/g的細(xì)度。此外，以如下的利用還原渣粉末的超快硬化水硬性結(jié)合材料為技術(shù)解決方法，該結(jié)合材料的特征在于，所述還原渣粉末中的成分含量為包含Ca040w%-60w%、Si025w%_15w%、A120315w%-25w%,通過(guò)含有這些成分而構(gòu)成，且不具有游離石灰(F-CaO)成分，并且，作為加快硬化且提高早強(qiáng)性、耐蝕性、耐火性成分的氧化鋁(Al2O3)的含量比普通硅酸鹽水泥或超快硬化水泥以重量％基準(zhǔn)計(jì)多2 7倍，作為提高快硬性和強(qiáng)度且防止龜裂的成分的氧化鎂(MgO，方鎂石)的含量比普通硅酸鹽水泥或超快硬化水泥以重量％基準(zhǔn)計(jì)多2 3倍。此外，以如下的利用還原渣粉末的超快硬化水硬性結(jié)合材料為技術(shù)解決方法，該結(jié)合材料的特征在于，所述還原渣粉末含有大量的作為快硬性水合物的七鋁酸十二鈣(C12A7,12Ca0.A1203)、和作為水泥的主要組成化合物且對(duì)水硬性做大貢獻(xiàn)的二鈣硅酸鹽(β -C2S, β -2Ca0.Si02)。此外，以如下的利用還原渣粉末的超快硬化水硬性結(jié)合材料為技術(shù)解決方法，該結(jié)合材料的特征在于，為了調(diào)節(jié)快硬性反應(yīng)速度，所述超快硬化水硬性結(jié)合材料進(jìn)一步包含選自無(wú)水石膏、天然石膏、半·水石膏中的石膏而構(gòu)成。此外，本發(fā)明以如下的利用還原渣粉末的超快硬化水硬性結(jié)合材料為技術(shù)解決方法，該結(jié)合材料的特征在于，包括如下步驟:淬火處理步驟，使在煉鋼廠煉鐵中產(chǎn)生的副產(chǎn)物中的電爐熔融還原渣通過(guò)中間包下落的同時(shí)，用高壓氣體使其分散到空氣中，并快速冷卻至常溫，使得游離石灰不存在；粉碎步驟，將上述經(jīng)淬火處理的還原渣粉碎成規(guī)定細(xì)度；混合步驟，向粉碎的還原渣中添加石膏并進(jìn)行混合。發(fā)明效果現(xiàn)有的緩冷處理方式由于老化所需時(shí)間長(zhǎng)且需要寬廣的露天空間而不僅使生產(chǎn)成本變高而且具有產(chǎn)生揚(yáng)塵、產(chǎn)生滲濾液、產(chǎn)生高噪音這樣的環(huán)境問(wèn)題，但本發(fā)明提供大大改善了這種各種問(wèn)題的工藝，其技術(shù)優(yōu)越性高。另外，本發(fā)明的產(chǎn)品、即超快硬化水硬性結(jié)合材料不僅可以應(yīng)用于要求快硬性特性的各種領(lǐng)域，而且通過(guò)與石膏的混合使用來(lái)調(diào)節(jié)凝結(jié)和硬化時(shí)間而可以用作普通硅酸鹽水泥的替代品。此外，本發(fā)明的產(chǎn)品、即超快硬化水硬性結(jié)合材料所消耗的能量?jī)H限于熔融渣的分散工序和冷卻粒子的粉碎工序，而溫室氣體的排出系數(shù)很低，因此具有如下優(yōu)點(diǎn):在代替二氧化碳的排出量高的普通硅酸鹽水泥來(lái)使用的情況下，可以實(shí)現(xiàn)直接減少溫室氣體的效果


圖1是本發(fā)明的還原渣成分表。
圖2是本發(fā)明的還原洛和娃酸鹽水泥的三成分系圖表。圖3是本發(fā)明的還原渣冷卻經(jīng)過(guò)圖表。圖4是一般的硅酸鹽水泥制造工序圖。圖5是本發(fā)明的還原渣粉制造工序圖。圖6是本發(fā)明的還原渣XRD圖表。圖7是本發(fā)明的還原渣凝結(jié)試驗(yàn)圖表。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明為了解決上述課題，以如下的利用還原渣粉末的超快硬化水硬性結(jié)合材料為技術(shù)方案的特征，該結(jié)合材料包含按照如下方式制造的還原渣粉末而構(gòu)成:使在電爐熔融還原渣通過(guò)中間包下落的同時(shí)，用高壓氣體使其分散到空氣中，并快速冷卻至常溫，使得游離石灰不存在。此外，以如下的利用還原渣粉末的超快硬化水硬性結(jié)合材料為技術(shù)方案的特征，所述還原渣粉末具有3，000/g-12, 000/g的細(xì)度。此外，以如下的利用還原渣粉末的超快硬化水硬性結(jié)合材料為技術(shù)方案的特征，所述還原渣粉末包含CaO、SiO2, Al2O3而構(gòu)成，這些成分的含量分別為40-60w%、5-15w%、15-25w%，且不具有游離石灰(F-CaO)成分，并且，作為加快硬化且提高早強(qiáng)性、耐蝕性、耐火性成分的氧化鋁(Al2O3)的含量比普通硅酸鹽水泥或超快硬化水泥以重量％基準(zhǔn)計(jì)多2 7倍，作為加快硬化、提高強(qiáng)度且防止龜裂的成分的氧化鎂(MgO，方鎂石)的含量比硅酸鹽水泥或超快硬化水泥以重量％基準(zhǔn) 計(jì)多2 3倍。此外，以如下的利用還原渣粉末的超快硬化水硬性結(jié)合材料為技術(shù)方案的特征，所述還原渣粉末含有大量的作為快硬性水合物的七鋁酸十二鈣(C12A7,12Ca0.A1203)、和作為水泥的主要組成化合物且對(duì)水硬性做大貢獻(xiàn)的二鈣硅酸鹽(β -C2S, β -2Ca0.Si02)。此外，以如下的利用還原渣粉末的超快硬化水硬性結(jié)合材料為技術(shù)方案的特征，為了調(diào)節(jié)快硬性反應(yīng)速度，所述超快硬化水硬性結(jié)合材料進(jìn)一步包含選自無(wú)水石膏、天然石膏、半水石膏中的石膏而構(gòu)成。此外，本發(fā)明以如下的利用還原渣粉末的超快硬化水硬性結(jié)合材料制造方法為技術(shù)方案的特征，該方法包括如下步驟:淬火處理步驟，使在煉鋼廠煉鐵中產(chǎn)生的副產(chǎn)物中的電爐熔融還原渣通過(guò)中間包下落的同時(shí)，用高壓氣體使其分散到空氣中，并快速冷卻至常溫，使得游離石灰不存在；粉碎步驟，將上述經(jīng)淬火處理的還原渣粉碎成規(guī)定細(xì)度；混合步驟，向粉碎的還原渣中添加石膏并進(jìn)行混合。本發(fā)明的技術(shù)特征在于，通過(guò)用高壓氣體使熔融渣分散到空氣中，從而在幾秒鐘內(nèi)從1400°C冷卻至600°C，在分散后幾分鐘內(nèi)冷卻至200°C。如圖1和圖2所示，以往的還原渣的組成實(shí)際上與超快硬化水泥類似。但是，由于堿度(CaO與SiO2的摩爾比)高，因而當(dāng)進(jìn)行緩冷時(shí)，如圖3所示，在700°C 1200°C下游離石灰的粉化變得劇烈。因此，本發(fā)明的淬火還原渣是按照快速經(jīng)過(guò)該溫度范圍使游離石灰不發(fā)生粉化的方式而形成的，從而幾乎不產(chǎn)生游離石灰，這可以從圖1所示的用XRF測(cè)定的化學(xué)組成結(jié)果得以確認(rèn)。另一方面，如圖4所示，普通硅酸鹽水泥是如下制造的:主要將石灰質(zhì)原料和粘土質(zhì)原料以適當(dāng)?shù)谋嚷驶旌?，并且為了根?jù)所要求的性能而調(diào)節(jié)成分，添加硅酸質(zhì)原料和氧化鐵原料后進(jìn)行微粉碎，為了進(jìn)行熔融而將所粉碎的材料投入窯內(nèi)，煅燒至約1，450°C，并將所煅燒的材料稱為熟料。在使該熟料淬火后，加入少量的石膏作為調(diào)凝劑，進(jìn)行微粉碎。將這樣的硅酸鹽水泥制造工序與本發(fā)明的對(duì)電爐熔融渣進(jìn)行淬火處理的還原渣制造工序相比較時(shí)二者很類似。即，在制鐵工序中，鐵礦石的熔融溫度為1，500°C，該溫度比煅燒水泥所需的溫度、即1，450°C高。因此判斷為，在電爐內(nèi)，渣充分完成煅燒反應(yīng)。由此，如圖5所示，當(dāng)在高溫狀態(tài)下使該渣快速冷卻并粉碎時(shí)，可以得到如熟料那樣活度很高的粉末。為了確認(rèn)這樣的技術(shù)思想，以進(jìn)行了淬火的電爐還原渣為對(duì)象，利用XRD，分析礦物組成。如圖6所示，確認(rèn)到淬火渣含有大量的作為快硬性水合物的七鋁酸十二鈣(C12A7,12Ca0.A1203)、和作為水泥的主要組成化合物且對(duì)水硬性做大貢獻(xiàn)的二鈣硅酸鹽(β -C2S,β -2Ca0.SiO2X下面，通過(guò)實(shí)施例更詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。但是，下面的實(shí)施例并不限定本發(fā)明的范圍，在本發(fā)明的技術(shù)思 想范圍內(nèi)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以進(jìn)行通常的變更。實(shí)施例1:經(jīng)淬火處理的還原渣的某礎(chǔ)物件測(cè)定I)淬火處理將在生產(chǎn)鐵的工序中產(chǎn)生的副產(chǎn)物、即渣排出并放入罐內(nèi)后，將罐轉(zhuǎn)移到實(shí)施淬火處理工序的場(chǎng)所。使轉(zhuǎn)移的渣通過(guò)中間包以規(guī)定的傾斜角下落的同時(shí),用高速氣體噴射并分散到空氣中，從而制造經(jīng)淬火處理的粒子狀淬火還原渣。該工序示于圖5。2 )經(jīng)淬火處理的還原渣的某礎(chǔ)特件-物理特性:真密度:3.17/g-氧化物分析:如圖1所示，經(jīng)淬火處理的還原洛包含50w%的Ca0、7w%的Si02、21w%的Al2O3而構(gòu)成。-礦物分析:如圖6所示，經(jīng)淬火處理的還原渣含有大量的作為快硬性水合物的七鋁酸十二鈣(C12A7,12Ca0.A1203)、和作為水泥的主要組成化合物且對(duì)水硬性做大貢獻(xiàn)的二鈣硅酸鹽(β -C2S, β -2Ca0.Si02)。C12A7是當(dāng)與水反應(yīng)時(shí)引起快凝的礦物，由此可知其具有超快硬性效果，并且，β -C2S與水緩慢反應(yīng)，由此可知其可以增加持續(xù)性強(qiáng)度。實(shí)施例2:經(jīng)淬火處理的還原渣凝結(jié)試齡I)試驗(yàn)方法利用借助KS L5108費(fèi)開(kāi)氏針的水硬性水泥的凝結(jié)時(shí)間試驗(yàn)方法，在試樣成型10分鐘后開(kāi)始以30秒單位進(jìn)行測(cè)定。2)試驗(yàn)結(jié)果通常，關(guān)于普通硅酸鹽水泥的凝結(jié)試驗(yàn)時(shí)間，規(guī)定在試樣成型30分鐘后開(kāi)始以15分鐘的間隔進(jìn)行測(cè)定，但是如圖7所示，可知本發(fā)明的經(jīng)淬火處理的還原渣發(fā)生快凝。出現(xiàn)這樣的結(jié)果的原因是，除了七鋁酸十二鈣(C12A7,12Ca0.Al2O3)的快硬性之夕卜，如圖1所示，本發(fā)明的還原渣粉末包含CaO、Si02、Al2O3而構(gòu)成，這些成分的含量分別為50w%、7w%、21w%，并且，作為加快硬化且提高早強(qiáng)性、耐蝕性、耐火性成分的氧化鋁(Al2O3)的含量比普通硅酸鹽水泥或超快硬化水泥以重量％基準(zhǔn)計(jì)多2 7倍，作為加快硬化、提高強(qiáng)度且防止龜裂的成分的氧化鎂(MgO，方鎂石)的含量比硅酸鹽水泥或超快硬化水泥以重量％基準(zhǔn)計(jì)多2 3倍。
_9] 實(shí)施例3:本發(fā)明的還原渣和硅酸鹽水泥的三成分系分析對(duì)于本發(fā)明的淬火還原渣和普通硅酸鹽水泥的主化學(xué)成分、即CaO、SiO2, Al2O3進(jìn)行化學(xué)成分分析的結(jié)果如圖2所示。即，可知經(jīng)淬火處理的還原渣的三成分系與超快硬化水泥基本上類似。產(chǎn)業(yè)上的可應(yīng)用性根據(jù)本發(fā)明的淬火還原渣大大改善了按照現(xiàn)有的緩冷處理方式的渣的問(wèn)題、即產(chǎn)生揚(yáng)塵、產(chǎn)生滲濾液、產(chǎn)生高噪音這樣的環(huán)境問(wèn)題，本發(fā)明的產(chǎn)品、即超快硬化水硬性結(jié)合材料不僅可以應(yīng)用于要求快硬性特性的各種領(lǐng)域，而且通過(guò)與石膏的混合使用來(lái)調(diào)節(jié)凝結(jié)和硬化時(shí)間，從而可以用作普通硅酸鹽水泥的替代品，此外，由于代替二氧化碳的排出量高的普通硅酸鹽水泥，具有可以實(shí)現(xiàn)直接減少溫室氣體的效果的優(yōu)點(diǎn)，因此在水泥代替領(lǐng)域中，產(chǎn)業(yè)上的可應(yīng) 用性很高。
權(quán)利要求
1.一種利用還原渣粉末的超快硬化水硬性結(jié)合材料，其特征在于，包含按照如下方式制造的還原渣粉末而構(gòu)成:使在煉鋼廠煉鐵中產(chǎn)生的副產(chǎn)物中的電爐熔融還原渣通過(guò)中間包下落的同時(shí)，用高壓氣體使其分散到空氣中，并快速冷卻至常溫，使得游離石灰不存在。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用還原渣粉末的超快硬化水硬性結(jié)合材料，其特征在于，所述還原渣粉末具有3，ΟΟΟ/g 12，ΟΟΟ/g的細(xì)度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用還原渣粉末的超快硬化水硬性結(jié)合材料，其特征在于，所述還原渣粉末中的成分含量為CaO 40w%-60w%、SiO2 5w%_15w%、Al2O3 15w%_25w%，通過(guò)含有這些成分而構(gòu)成，且不具有游離石灰F-CaO成分，并且，作為提高快硬性、早強(qiáng)性、耐蝕性、耐火性成分的氧化鋁Al2O3的含量比普通硅酸鹽水泥或超快硬化水泥以重量％基準(zhǔn)計(jì)多2倍 7倍，作為提高快硬性和強(qiáng)度且 防止龜裂的成分的氧化鎂MgO即方鎂石的含量比普通硅酸鹽水泥或超快硬化水泥以重量％基準(zhǔn)計(jì)多2倍 3倍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用還原渣粉末的超快硬化水硬性結(jié)合材料，其特征在于，所述還原渣粉末含有大量的作為快硬性水合物的七鋁酸十二鈣C12A7即12Ca0.Al2O3、和作為水泥的主要組成化合物且對(duì)水硬性做大貢獻(xiàn)的二鈣硅酸鹽β -C2S即β -2Ca0.Si02。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任意一項(xiàng)所述的利用還原渣粉末的超快硬化水硬性結(jié)合材料，其特征在于，為了調(diào)節(jié)快硬性反應(yīng)速度，所述超快硬化水硬性結(jié)合材料進(jìn)一步包含選自無(wú)水石膏、天然石膏、半水石膏中的石膏而構(gòu)成。
6.利用還原渣粉末的超快硬化水硬性結(jié)合材料的制造方法，其特征在于，其包括如下步驟來(lái)構(gòu)成: 淬火處理步驟，使在煉鋼廠煉鐵中產(chǎn)生的副產(chǎn)物中的電爐熔融還原渣通過(guò)中間包下落的同時(shí)，用高壓氣體使其分散到空氣中，并快速冷卻至常溫，使得游離石灰不存在； 粉碎步驟，將上述經(jīng)淬火處理的還原渣粉碎成規(guī)定細(xì)度；和 混合步驟，向粉碎的還原渣中添加石膏并進(jìn)行混合。
全文摘要
本發(fā)明是一種用于高附加值地利用電爐還原渣的技術(shù)，所述電爐還原渣由于游離石灰(free-CaO)的含量高而具有自分解性，因此到目前為止未得到利用而被廢棄。更詳細(xì)地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種通過(guò)將還原渣粉末和石膏混合而制造的具有超快硬性的水硬性結(jié)合材料及其制造方法，所述還原渣粉末通過(guò)使在煉鋼廠煉鐵中產(chǎn)生的副產(chǎn)物中的電爐還原渣用高壓氣體分散、進(jìn)行淬火處理至室溫并粉碎而得到，并且，涉及一種利用電爐還原渣粉末的超快硬化水硬性結(jié)合材料及其制造方法，所述電爐還原渣粉末不僅可以應(yīng)用于要求快硬性特性的各種領(lǐng)域，而且通過(guò)與石膏的混合使用來(lái)調(diào)節(jié)凝結(jié)和硬化時(shí)間，從而可以用作普通硅酸鹽水泥的替代品。
文檔編號(hào)C04B5/00GK103201231SQ201180054009
公開(kāi)日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2011年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月10日
發(fā)明者金振晚, 郭殷求, 吳相潤(rùn), 金暢學(xué), 姜淇雄, 許東哲 申請(qǐng)人:易高麥斯特株式會(huì)社