中外钢渣一次处理技术特点及进展

钢渣作为炼钢过程中一种重要的副产品,其产量大、利用率低,大部分钢渣的堆存不仅占用了土地,还污染了环境,浪费了资源。因此,钢渣的资源化处理越来越受到重视。对钢渣的一次处理技术进行了综述,对每种钢渣处理工艺技术条件以及优缺点进行了描述和点评。鉴于钢渣辊压破碎-余热有压热闷技术在解决钢渣的后续处理和资源化利用、环境影响等方面的优越性,该钢渣处理工艺可能会成为未来一个时期钢渣一次处理的主要工艺技术。     

低温余热发电工程单压和双压系统的特点及应用

本文主要论述低温余热发电机组系统设计的特点,在同等余热烟气条件下,利用thermoflow软件对余热发电单压系统、双压系统进行计算。同时,本文还综合比较了单压系统、双压系统的使用条件及各个系统的优缺点。     

试述钢铁企业烧结余热发电应用

钢铁企业烧结余热发电是一项将烧结废气余热资源转变为电力的节能技术。该技术不产生额外的废气、废渣、粉尘和其它有害气等。文章在阐述其发电原理、特点基础上,重点论述了烧结废气余热发电中双压系统案例,最后得出结论。     

烧结余热发电发电机动态试验时无法建压故障处理

本文对韶钢烧结余热发电发电机在做动态调试试验时无法建压故障进行分析处理。     

CE图:一种余热利用循环及工质选择的定量评价方法

鉴于当前余热利用循环的系统优劣性评价和工质筛选缺乏定量的方法和评价准则,以帕累托最优解为基本思想,以多目标函数遗传算法为实现手段,在综合考虑年度经济收益及能量利用效率的基础上,提出了余热利用评价火用效率-年度现金流量双效图(以下简称CE图),给出了CE图的制作方法,分析说明了CE图中各特殊点的意义。以两种常见的余热利用循环系统———基本有机朗肯循环和内回热有机朗肯循环为例,采用30种常见有机工质,在100~300℃之间的不同余热温度下解释说明了所提出的CE图如何用来评价余热利用循环系统的优劣性,以及如何用来进行工质的筛选。对不同系统、不同工质CE图的对比方法进行了阐述,并且对CE图在余热利用领域的进一步开发利用进行了展望。     

颗粒级配对钢渣碳化的影响

分析钢渣碳化过程中矿物变化、微观形貌及钢渣颗粒级配对其碳化的影响,探讨碳化钢渣制品经济合理的颗粒级配。结果表明:纯钢渣碳化制品的适宜颗粒级配为w(钢渣微粉)=45%,w(钢渣粗粉)=40%,w(钢渣粗颗粒)=15%;钢渣混合矿渣制品适宜的颗粒级配分别为w(钢渣微粉)=10%,w(钢渣粗粉)=35%,w(钢渣粗颗粒)=5%,w(矿渣粗颗粒)=50%。颗粒级配对钢渣碳化具有显著影响。在相同的碳化条件下,相对于钢渣粗粉,钢渣微粉更易于碳化。     

微波加热对钢渣升温特性的影响

通过选取3类不同的转炉钢渣和3种不同的还原剂,混合后用微波加热到1100℃和1300℃.分别研究钢渣在不同粒度、不同还原剂、不同钢渣、钢渣混合物和纯钢渣对钢渣升温特性的影响.实验表明:钢渣具有优良的升温特性,可以很好实现对钢渣的加热.升温速率可以分为三个阶段,升温速率快慢依次为:第二阶段、第三阶段、第一阶段.其中不同粒度和不同还原剂对钢渣升温特性的影响较大,钢渣混合物和纯钢渣、钢渣种类对钢渣升温特性的影响次之.     

钢渣体积膨胀行为及改性方法研究进展

钢渣集料物理力学性能与天然碎石相似,然而钢渣集料体积稳定性较差,遇水易发生膨胀,严重制约其在道路工程中的应用。本文首先综述了钢渣集料的物理力学性能和化学组成;分析了诱发钢渣集料体积膨胀的主要因素;介绍了当下抑制钢渣集料体积膨胀的改性方法并总结其优缺点;提出采用钢渣表面改性的方法可增强钢渣表面疏水能力,消除钢渣遇水发生反应的前提条件。由于不同地区钢渣化学成分差异明显,钢渣改性处理工艺相对复杂,应深入研究钢渣表面改性方法,同时兼顾低成本有机改性剂的制备及循环利用,真正实现“低成本,高利用”的目的。     

基于卷积神经网络的钢渣砂图像识别及图像变化规律

钢渣安定性检验是实现钢渣安全资源利用的关键,针对钢渣安定性检测方法的效率低且受到取样代表性不足的问题,提出一种基于卷积神经网络的钢渣砂图像分类模型SE-ConvNeXt。该分类模型针对钢渣砂的图像特征,在ConvNeXt网络中添加通道注意力机制SE-Net（squeeze and excitation network）。相比于原ConvNeXt和其他卷积神经网络模型,SE-ConvNeXt的收敛速度更快,训练过程更稳定,准确率更高。实验数据集采集于蒸汽处理前后的钢渣砂图像,钢渣砂的粒径为4.75-2.36mm和2.36-1.18mm。分别使用两个粒径的钢渣砂图像训练网络,并分析钢渣砂图像变化规律。模型预测两个粒径的钢渣砂图像数据集准确率分别为92.5%、94%,且两个粒级的钢渣砂图变化规律相似,随着蒸汽陈化时间的增加,变化程度逐渐变小,随后图像变化程度趋于稳定。分析粉化率的变化规律,钢渣砂粉化率变化规律与钢渣砂图像变化规律具有相关性,蒸汽处理的钢渣砂可通过钢渣砂图像评价体积安定性。     

钢渣混凝土研究现状分析

目前钢渣的综合利用已经成为一个热点问题,本文主要论述了钢渣在混凝土中的研究意义,具体阐述了钢渣混凝土的发展概况、研究现状及实际工程应用状况等问题,提出了复合掺合料配比及掺量问题、钢渣钝化问题、安定性不良问题、钢渣细度问题等在钢渣混凝土研究中亟待解决的问题,指明了钢渣混凝土的应用前景。     

钢渣对阴离子染料刚果红的吸附特性和机理

研究了钢渣对阴离子染料刚果红的吸附,并考察了初始刚果红浓度、钢渣投加量、钢渣粒径等因素对吸附过程的影响.试验条件下,钢渣可以吸附去除95%以上的刚果红,且吸附过程不受pH值和温度的影响.钢渣单位吸附量随初始刚果红浓度的增加而增加,随钢渣投加量、钢渣粒径的增大而减少.钢渣吸附处理刚果红过程符合准二级吸附速率方程及Freundlich等温吸附方程.对比试验发现钢渣对阳离子孔雀石绿染料的吸附效果优于阴离子刚果红染料,但对同为阳离子染料的亚甲基蓝吸附效果却很差.电镜扫描(SEM)及红外光谱(FTIR)分析进一步表明,钢渣吸附处理阴、阳离子染料的效果,与染料在钢渣表面的结合方式密切相关,结晶体的形成有利于染料分子的吸附.     

水分对钢渣碳化的影响

应用加速碳化技术处理钢渣,固化储存温室气体二氧化碳,通过SEM-EDS,XRD,DTA-TG等测试手段,研究分析水分对钢渣碳化的影响及原因,阐述碳化反应的部分机理,并最终确定出钢渣微粉、钢渣粗粉及钢渣粗颗粒的最佳碳化水分掺加量分别为w=9.75%、w=8.35%和w=6.20%.由此钢渣微粉制备出碳化增重率10.79%,强度40.81MPa,安定性合格的碳化钢渣试样.     

全集料钢渣混凝土抗压强度试验研究

为提高钢渣的利用率,开展全集料钢渣混凝土抗压强度的试验研究,分析钢渣掺量、钢渣取代粒径、水胶比和砂率对混凝土抗压强度的影响.试验结果表明:随着钢渣掺量和砂率的逐渐增大,全集料钢渣混凝土抗压强度逐渐降低,随着水胶比逐渐减小和钢渣砂取代粒径逐渐增大,全集料钢渣混凝土抗压强度逐渐增大,其中水胶比对全集料钢渣混凝土抗压强度影响最为显著.在试验研究的基础上,分析试验因素的交互作用对全集料钢渣混凝土抗压强度的影响规律.     

二灰钢渣碎石路面基层材的设计与使用性能

通过实验室试验,研究了路面基层用石灰粉煤灰稳定钢渣碎石集料混合料的使用性能.试验结果及分析显示:二灰稳定钢渣碎石混合料无侧限抗压强度随钢渣质量分数增加而显著增加,掺钢渣可以减少二灰结合料的用量.钢渣碎石合成集料遇水累计膨胀率可以通过改变钢渣的掺量控制,必须在材料设计时予以考虑.钢渣可以提高二灰稳定材料间接抗拉强度与抗压回弹模量,集料中掺50%钢渣可以分别提高材料的抗拉强度与抗压回弹模量最高24%与21%,减小设计路面结构层厚度.钢渣可以减小二灰稳定材料总干缩系数,集料中掺50%钢渣可以减小材料的干缩系数最多27%,减缓路面基层由于失水导致的开裂.钢渣的存在对二灰稳定材料抗冲刷特性影响不大,材料设计时可以不必考虑.     

钢渣粒度分布对钢渣水泥水化特性影响的灰度分析

利用机械激发的原理,从强度与Ca(OH)₂含量两个方面,研究不同球磨时间下钢渣粉的粒度特性以及比表面积对钢渣水泥胶砂水化性能的影响,同时采用灰色关联分析方法探讨钢渣颗粒粒径与钢渣水泥胶砂强度和水化程度的影响规律.结果表明:球磨时间增加,钢渣比表面积增大,活性随之增强;通过DTG热分析发现钢渣的比表面积的变化会影响水化产物Ca(OH)₂结晶和晶体生长速率;钢渣粉中10~20μm粒级对钢渣水泥强度促进作用最大,5~10 μm粒级对钢渣水泥28 d Ca(OH)₂含量促进作用最大,因此增加5~20 μm范围的钢渣颗粒含量,有利于提高钢渣活性.     

不同钢渣掺量的沥青玛蹄脂碎石混合料路用性能

钢渣作为炼钢产物之一,在我国利用率较低,本研究将钢渣掺入到沥青玛蹄脂碎石混合料中,可提高路用性能又能减轻对天然石料的开采力度。为了确定SMA-13沥青混合料的最佳钢渣掺量,采用等体积法将陈化钢渣替换石灰岩粗集料,制备了5种钢渣掺量的SMA-13沥青混合料,确定了各钢渣掺量的级配组成及最佳沥青用量,通过高温稳定性、水稳定性、低温抗裂性、体积膨胀性等路用性能验证,分析得出最佳钢渣掺量。结果表明：随着钢渣的掺入,混合料的高温稳定性和水稳定性均有增加,超过75%钢渣掺量时开始下降;沥青混合料的低温抗裂性和体积安定性随着钢渣掺入量的增加而下降,但都满足规范要求;钢渣的掺入可以提高混合料的动态模量;通过对以上性能分析,建议SMA-13沥青混合料的钢渣最佳掺量为75%,为将来钢渣在道路工程中更广泛的应用提供参考。     

蒸养条件下钢渣粗骨料对混凝土的破坏作用

为了揭示钢渣粗骨料因安定性不良问题而对混凝土造成破坏的规律,将钢渣粗骨料和含钢渣粗骨料的混凝土进行了压蒸试验,研究了钢渣粗骨料含量对不同强度的混凝土的破坏规律。所用钢渣的游离CaO和MgO质量百分数分别为4.83%和4.76%。研究结果显示:压蒸条件下,游离CaO和MgO矿物会加速反应使钢渣粗骨料发生膨胀破坏,含钢渣粗骨料的混凝土可能会因钢渣产生的内部膨胀应力而产生损伤;钢渣粗骨料占粗骨料的比例越大,对混凝土造成的损伤越严重;混凝土的强度越高,抵抗钢渣粗骨料造成内部膨胀应力的能力越强,但钢渣粗骨料的含量仍需严格控制,就该文采用的钢渣而言,钢渣粗骨料质量百分数不能超过40%。     

钢渣集料表面形貌对沥青吸收与黏附性能的影响分析

针对钢渣集料表面多孔、吸水率高、表面陈化裹附粉尘的问题,利用扫描电子显微镜(scanning electron microscope, SEM)和荧光显微镜分别分析钢渣集料表面形貌和钢渣集料与沥青黏结界面结构,通过计算机断层扫描(computed tomography, CT)定量分析钢渣集料表面开口孔隙与沥青渗透深度的关系,研究钢渣集料与沥青拌和浸渍后钢渣集料有效密度和沥青吸收率变化规律,并用滚瓶法试验来评价沥青与钢渣集料的黏附性能。试验结果表明钢渣集料表面存在独特的多孔结构和陈化产物层,而陈化产物层阻碍沥青与钢渣集料直接黏结,在界面处形成夹层结构,在动水摩擦作用下易导致沥青膜剥落。钢渣集料表面多孔结构对沥青只是部分吸收与填充,且与开口孔隙形状和大小存在较强依赖性,沥青渗透深度约为开口孔径的0.6倍。钢渣集料的吸水率和沥青吸收率具有很好的线性相关性,线性斜率约为0.39。与沥青拌和后,长期静置吸收沥青导致钢渣集料有效密度增加幅度小于0.5%。上述钢渣集料表面形貌特性可显著影响钢渣沥青混合料体积性能和抗水损害能力。     

钢渣免烧砖碳化影响因素研究

针对钢渣制品在使用过程中存在安定性不良的问题,本文通过钢渣免烧砖碳化试验,从钢渣粒度、碳化时间、CO2气体压力、物料水分和成型压力5个方面探讨了钢渣免烧砖中钢渣碳化的影响因素。在试验范围内,这5个因素对碳化增重量和试块强度均产生明显影响,但影响趋势不尽相同。X射线衍射、扫描电镜和能谱成分分析表明,钢渣碳化后形成了大量细棒状的Ca CO3晶体。碳化后试块压蒸安定性合格,抗压强度≥15 MPa。对钢渣进行碳化制作免烧砖,能充分利用钢渣,吸收温室气体CO2,节约能源和养护时间,是钢渣利用的有效途径。     

钢渣基土聚水泥的抗压强度研究

以钢渣为原料制备了土聚水泥,研究了钢渣的球磨工艺及钢渣粒度对土聚水泥试块强度的影响,并优化了工艺条件.实验表明:钢渣原料在制样机中粉磨3min后球磨6h能达到波特兰水泥的细度.钢渣基土聚水泥的强度随着钢渣粒度的变小而增大.正交实验表明,当钢渣细度为0.076mm筛余5.06%,钢渣、烧碱、水玻璃、总液量的质量比为1:0.049:0.57:0.86时,制得的胶砂试块的14d最大抗压强度为15MPa.