專利名稱:煉鋼渣的利用方法
本發(fā)明涉及煉鋼過程中大量產生，但處理卻極其困難的煉鋼渣的有效利用方法，更詳細地說，是涉及將煉鋼渣用作污泥硬化劑、土質改良劑或造粒和團礦粘結劑的方法。
煉鋼渣里含有2CaO.Al2O3，F(xiàn).CaO，F(xiàn).Mgo，2CaO.Fe2O3，4CaO.Al2O3.Fe2O3，F(xiàn)e2O3，F(xiàn)e3O4和FeO等。
目前，這種煉鋼渣，收容在渣罐里約20分鐘-12小時后排出。但是，如果渣溫達200-300℃左右，2CaO.SiO2由于β→
的轉變過程而膨脹破壞，因此無有效利用方法，大部分被用作填平材料而廢棄。
另一方面，在污泥硬化作業(yè)，或軟質土壤改良中采用水泥，其缺點是，需用量很大因而成本很高，此外，以水泥或水泥和膨潤土作粘結劑，將可塑性差的粉狀鐵礦石做成粒狀或球團時，如果大量添加這種粘結劑，就需要很長時間才能達到硬化。而且，如果添加量過多，會降低生鐵的品位。
本發(fā)明的目的是將上述煉鋼渣這種未能利用的自然資源給予有效地利用，具體說，在這種煉鋼渣中加入各種經過精細粉碎的添加物，使之具有潛在水硬性，即一旦加水混勻即硬化的性質，用作污泥硬化劑，土質改良劑或造粒和球團礦粘接劑。
為了達到上述目的，本發(fā)明采用以下方法;在熔融狀煉鋼渣中，添加重量百分比為5-30%的由一種或多種下列物質硅酸鹽質巖石、礦物或其風化物、異極礦、玻璃碴、鑄造廢砂、煤灰、廢磚、紅泥、火山噴出物、高爐渣、脫硅渣，氧化鐵等組成的改良劑，使其發(fā)生熔融反應，然后水渣化，從其水渣化物中除去鐵份，在除去鐵份的水渣化物中添加重量百分比為3-5%的石灰和(或)石膏，并混合粉碎，或者將上述除去鐵份的煉鋼渣的水渣化物和上述同量的石灰和(或)石膏分別粉碎后再進行混合，用作污泥硬化劑、土質改良劑或造粒和球團礦的粘結劑。
本發(fā)明中，首先在熔融狀態(tài)的煉鋼渣里，添加由一種或多種下列物質硅酸鹽質的巖石、礦物或其風化物，異極礦，玻璃碴、鑄造廢砂、煤灰、廢磚、紅泥、火山噴出物、高爐渣、脫硅渣，氧化鐵等組成的改良劑，利用熔融渣的顯熱引起熔融反應。由于添加了這種改良劑，煉鋼渣的礦物組成從α～β-2CaO.SiO2主體轉變成2CaO.Mgs.2SiO主體，而且融點和粘性降低，因而水渣化率升高，從而有可能通過水渣化處理生產玻璃主體物。
添加這種改良劑的方法(1)熔煉開始或中途投入精煉爐內。
(2)出鋼后投入精煉爐內。
(3)在精煉爐排渣時，投入排渣流。
(4)在遠離熔渣流的落下位置投入，在該位置，來自熔煉爐的熔渣落入排渣罐。
(5)作為墊渣的代用品預先放入排渣罐中。
(6)其投入形式為在排渣罐內與熔渣成夾層結構。
此外，還可以采用縮管狀物(lance pipe)和發(fā)泡氣體一起將改良劑投入的方法。改良劑的加入量考慮為5%(重量)-30%(重量)是基于以下原因。
這種情況下，改良劑的添加量小于5%(重量)時，在礦物組成的改良，以及降低融點或粘性等方面沒有顯示出特殊的效果，因此，添加量最低取5%(重量);從工作效率和經濟觀點來看，希望利用熔融狀煉鋼渣所具有的顯熱來進行熔融反應，因此從這個意義來看，添加量最高取30%(重量)。
如上所述，在本發(fā)明中，添加改良劑使之發(fā)生熔融反應后，一般利用水冷卻系統(tǒng)進行急冷處理，再用磁力分選分離回收其中含有的鐵份，在其殘余物中添加石灰和(或)石膏并混合、粉碎，或者分別粉碎后再混合，在這種情況下，石灰和石膏的添加量最低取3%(重量)，如果不這樣，硬化時間需要很長，而且最大硬化度也很低，即使改良劑的添加量超過5%(重量)，硬化性能也沒有太大的變化，與盡可能多地利用煉鋼渣的本發(fā)明目的相反，用作造粒或球團礦的粘接劑時，得到的粒塊和球團礦的品位降低，因此改良劑的添加量小于5%是合理的。
以下示出為確認本發(fā)明的作用及效果而進行的實驗及其結果。
表1示出實驗用試樣的化學分析值和性能。
上述表1中示出煉鋼
(A).(B).(C)進行脫鐵處理后的分析值。
以下表2示出使用上述各試樣，按不同重量的混合比所制取的每一種樣品的混合比。
表2
表2示出的用塞氏(Seger cone)測溫法測得的各種試樣的熔點示于表3。
表3。
將上述試樣放在恒溫干燥器(105-110℃)中保持24小時以上，將干燥后的每一種試樣500克放入電熔氧化鎂坩鍋里，在硅碳棒電爐(保持在1550℃)中再熔解，然后取出爐外，在水中冷卻、制成水渣，干燥后，使之粉碎至200目以下，添加3%(重量)的石灰混合，加水混勻后放入乙烯樹脂袋中密封，檢查硬化情況，在表4中示出。
表4
◎表示手感非常硬○表示硬。
△表示有點硬。
×表示不硬。
此外，用作試樣的水渣化渣很快變成粘結狀態(tài)，約2-10分鐘后開始硬化。
如上所述，由于添加硅酸鹽質的巖石、礦物等，就會使爐渣的固化溫度降低，而且2CaO.SiO2的結晶也少，由于水渣處理推進了玻璃化。而且比單一煉鋼渣的硬化更快。
實施例實施例1將表2列出之試樣、水泥、石灰、石膏粉碎至200網目以下，然后加到含水分為30.5%的污泥(高嶺土、微晶高嶺土和α-石英主體)中，用灰漿攪拌缽混合。用搗錘將它們分三層填入土質試驗模型里，并在潮濕情況下養(yǎng)護一個月。經歷這些過程后，檢查其抗壓強度，結果列入以下表5。
表5
＊1，＊2.為高爐渣粉注表5中，污泥、普通水泥、生石灰、石膏及試樣的添加量均為重量百分比。表示硬化狀況的O、△、X等符號的表示意義與上述表4一樣。
表6
實施例2將沒有可塑性、松散的粉礦(粒度分布示于表6)制成球團礦，作為原料使用的粘結劑來研究。表7給出試樣的混合比例。
首先作為預備試驗，使用混凝土壓縮試驗機(100噸)以小塊的形式成型(32×35mm，成型壓為1噸/厘米2，添加水分為4.5%)，測定各計時下的抗壓強度，結果示于表8中。
將充分混合的料用團礦機(50×50×32毫米，添加水分為5%線壓為3.3噸/厘米)制成團礦，測定其團礦的合格率和抗壓強度，結果在表9中示出。
表7
表7(續(xù))
表7中的試樣號與表2中的號相同。
表7示出的混合物料，用球磨機粉碎到3100±30厘米2/克。
表9
＊1表示在團塊
標有箭頭方向上加壓直至破壞的強度。
＊2表示試樣從1米高跌落到厚10毫米的鐵板上，破裂成1/2時的跌落次數(shù)。
表9左邊的數(shù)與表8左邊的數(shù)相同。
實施例3在下表10示出的粉礦中，以上述表8同樣的配比，加入作為粘結劑用的煉鋼渣粉碎物、普通水泥、膨潤土等。邊撒水，邊造粒，形成直徑為10-15毫米的顆粒，表11示出其造粒性和下落強度等的測得結果。
表10
表11
＊1在三天后，樣品從高1米跌落到10毫米厚的鐵板上，破裂成一半的跌落次數(shù)。
＊2在三天后的抗壓強度。
上述表11左邊的序號No與表8左邊的NO.一致。
如上所述，按照本發(fā)明，由于往熔融狀煉鋼渣里添加由硅酸鹽質巖石組成的改良劑，使之發(fā)生熔融反應，如表3所示，熔融溫度降低，同時粘度也下降，因此在處理中冷卻并硬化的煉鋼渣量減少，而且水冷等的急冷處理也容易進行，而急冷煉鋼渣量增加。其結果是，急冷處理煉鋼渣中的玻璃生成量增加。表4示出精磨情況下其自身的硬化性質。
此外，在具體的實施例中，根據(jù)示出實施例1結果的表5可看出，處理過的煉鋼渣粉，石灰和(或)石膏的混合物，經過一天以后開始變得非常硬，30天后的抗壓強度比高爐渣高，足以用作污泥的硬化劑。
實施例2是將本發(fā)明用于制造球團礦方面的例子。由表9和表10示出的結果，我們發(fā)現(xiàn)，與以前使用水泥作粘結劑的方法相比，早期的強度是足夠的。這一結果說明，使用水泥時經過長時間后，強度提高，這是可行的，而用團礦機制成團礦后，起模和運輸機運送時卻易破壞這一缺點可以得到解決。將粉礦作成球團時用作粘結劑，如實施例3的表11所示，如果利用本發(fā)明方法就能制成造粒性好并且有足夠強度的團礦。
因此，通過本發(fā)明可以有效地利用作為工業(yè)廢物或未加利用自然資源的煉鋼渣。很容易做到污泥硬化和土質改良，在用作團礦和造粒粘結劑時，我們發(fā)現(xiàn)，少量添加(該添加量不會引起品位下降)會得到早期有足夠硬化性能的結果。
權利要求
1.煉鋼渣的利用方法，其特征在于，在熔融的煉鋼渣中加入5-30%(重量)至少由一種以上的下列物質硅酸鹽質的巖石，礦物或其風化物、異極礦、玻璃碴、鑄造礦砂、煤灰、廢磚、紅泥、火山噴出物、高爐渣、脫硅渣、氧化鐵等組成的改良劑，使之發(fā)生熔融反應，急冷處理，隨后再進行脫鐵處理得到處理過的煉鋼渣，在這種處理煉鋼渣中加入3-5%(重量)的石灰和(或)石膏，然后混合粉碎，或者，將該處理煉鋼渣，石灰和(或)石膏分別粉碎后再混合，石灰和石膏的加入量與上述相同為3-5%(重量)。
2.根據(jù)權利要求
(1)所述之煉鋼渣的利用方法，其特征在于，將上述混合粉碎物或粉碎后的混合物用作污泥硬化劑或土質改良劑。
3.根據(jù)權利要求
(1)所述之煉鋼渣的利用方法，其特征在于，將上述混合粉碎物或粉碎后的混合物用作造粒和團礦的粘結劑。
專利摘要
涉及煉鋼渣的利用方法。在熔融狀的煉鋼渣中添加由一種以上的下列物質硅酸鹽質的巖石，礦物或其風化物、異極礦、玻璃碴、鑄造礦砂、煤灰、廢磚、紅泥、火山噴出物、高爐渣、脫硅渣、氧化鐵等組成的改良劑，使之發(fā)生熔融反應，急冷處理，隨后再進行脫鐵處理得到處理煉鋼渣，在其中加入石灰和(或)石膏，混合粉碎或將該處理煉鋼渣，石灰和(或)石膏分別單獨粉碎然后再混合，將所得之混合物用作污泥硬化劑、土質改良劑、造粒和團礦的粘接劑等。
文檔編號C04B5/00GK85105246SQ85105246
公開日1987年1月7日 申請日期1985年7月9日
發(fā)明者泊正雄, 利光孝司, 城后浩之, 吉森壽太郎 申請人:日本磁力選礦株式會社導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan