低碱度钢渣基油井及地热井胶凝材料的研究

通过XRD、DTA-TG、OM等手段研究了钢渣的膨胀及抑制机理.结果表明RO相在压蒸条件下是相对稳定的;f-CaO较高会影响蒸养安定性;压蒸安定性不良是由于方镁石含量较高所致,硅质材料能有效地抑制其膨胀.     

煤基固废复合改性剂高温重构钢渣的性能及机理研究

为了促进钢渣和煤基固废的综合利用,研究了煤基固废复合改性剂(CMCSR)(煤气化渣-硅钙渣-煤田区域水库底泥)对高温重构钢渣的胶凝性能和体积稳定性的影响,采用XRD、SEM、EDS等测试方法,对重构钢渣的物相组成、微观结构及高温重构机理进行了分析。发现CMCSR可以提高钢渣的胶凝性能,显著降低了钢渣中f-CaO含量。当重构温度为1250℃,CMCSR掺量为25%时,重构钢渣28d活性指数比原钢渣可提高16.1%,重构钢渣中f-CaO的含量由4.04%降至1.90%,满足GB/T20491-2017《用于水泥和混凝土中的钢渣粉》中f-CaO含量≤3%的要求。CMCSR掺量由15%增加至35%,重构钢渣中形成透辉石(CMS₂)、钙铝黄长石(C₂AS)、C₃A等硅铝基矿物。高温重构过程促使RO相中的FeO转变为镁铁尖晶石(MgFe₂O₄)和磁铁矿(Fe₃O₄)。重构温度为1250℃,掺25% CMCSC的重构钢渣形成结晶良好、粒径可达10μm以上椭圆形的C₂S颗粒。研究表明,掺入煤基固废复合改性剂的高温改性钢渣,其体积稳定性、胶凝活性和易磨性得到了有效改善,从而为钢渣的低能耗细磨加工进行制品开发,或在水泥和混凝土中的直接应用提供了可能,实现了煤基固废与冶金固废的协同利用。     

高炉渣对钢渣改性的物理化学基础研究

钢渣用作建筑材料时,由于其中含有大量游离氧化钙(f-CaO),稳定性较差,通常需要改性钢渣以提高其稳定性、胶凝性.在对钢渣、高炉渣进行化学成分和矿物组成分析的基础上,对高炉渣改性钢渣的可能性进行了热力学计算,结果表明高炉渣中的SiO2与钢渣中f-CaO反应,生成胶凝相,同时降低了钢渣中的f-CaO含量.本文通过研究热态高炉渣改性钢渣,结合X射线衍射、拉曼光谱、扫描电镜及能谱分析等研究方法,对改性钢渣的矿物成分、f-CaO含量、黏度变化等进行了分析.研究发现随着热态高炉渣配比量的增加,改性渣黏度缓慢增加,改性钢渣中f-CaO、RO相含量降低,改性渣的胶凝性能提高.在1550℃下,钢渣中添加10%高炉渣时,改性渣中2CaO·SiO2(C2S)、3CaO·SiO2(C3S)含量显著提高,f-CaO质量分数降至1.64%,稳定性大大提高,符合建材化使用要求.此外,进一步使用焦炭还原改性渣中的铁,轻松实现了渣铁分离,提高改性渣的易磨性.     

钢渣可磨性与磁选提铁交互性影响的实验研究

针对转炉钢渣可磨性差和含铁量高的状况,根据铁的赋存状态对钢渣可磨性的影响,研究了钢渣可磨性、磁选提铁及两者的交互性影响.研究表明:在细磨时间3 h以上时,钢渣粒度分布的峰值在100-120μm之间,铁含量越小,钢渣可磨性越好.钢渣的细磨次数愈多,磁选提铁越彻底.经过3次磨碎以后,可得到含铁量为45％以上的样品,钢渣中的...     

几种物料中f-CaO的膨胀特性及其对硬化水泥浆体强度的影响研究

不同物料中f-CaO的水化活性、膨胀特性及其对硬化水泥浆体强度的影响各不相同.高钙粉煤灰中的f-CaO水化最快,试样膨胀主要发生在7天以内;水泥熟料中的次之;钢渣中的水化最慢,试样膨胀稳定期超过56天.掺高f-CaO熟料的试样强度最高;掺高钙粉煤灰者次之;掺钢渣者强度最低.     

转炉钢渣的物相及其冷却析出研究

利用X射线荧光光谱、X射线衍射、扫描电镜和能谱分析仪对转炉钢渣的物相组成及其形貌特征进行研究,并用热力学软件FactSage对钢渣冷却过程中各物相的析出情况进行模拟。结果表明,转炉钢渣中的主要物相为硅酸钙相、铁酸钙相以及RO相,此外还有少量的游离氧化钙(f-CaO)等物相。从物相的形貌特征上来看,硅酸钙相多呈圆形或椭圆形,尺寸为10~20μm;铁酸钙相以延伸的状态分布在硅酸钙相和RO相之间,无规则形状;RO相为连续延伸的无定形状,尺寸大小不一;游离氧化钙呈堆积状态,无规则形状,尺寸在30~50μm之间,且表面较为粗糙。转炉钢渣在缓慢冷却的过程中,最终会析出γ-Ca2SiO4、Ca2Fe2O5、(MnO)(Fe2O3)以及少量的MgO等物相,且各物相的析出温度分别为175、1325、425、1550℃。     

转炉钢渣细粉的粉体特性

采用500×500 mm球磨机,磨制了比表面积为210~485 m2.kg-1的慢冷转炉钢渣粉体,并对其粉体特性进行了研究.所测性能包括:安息角、自然堆积密度、粉体压缩特性和力学特性.研究结果表明:慢冷转炉钢渣粉体是一种粘聚性较低的典型库仑粉体,其粘聚性低于高炉矿渣粉体;随着比表面积的增大,慢冷转炉钢渣粉体的安息角随之增大,而自然堆积密度和压缩密度随之减小.当压力卸载时,受压粉体表现出了一定的弹性性能.     

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.     

钢渣在微波场中还原脱磷的工艺

在1100～1400℃温度内,利用微波加热方式对转炉钢渣的碳热还原行为进行研究.结果表明,钢渣和无烟煤粉是微波的良吸收体,钢渣在微波场中经碳还原可得到直径为10～20 mm的Fe-C合金.研究了脱磷率高低与碳当量、温度以及保温时间之间的关系.在低温条件下实现了钢渣的还原脱磷,脱磷率平均可达到85%.