利用钢渣粉烧结生产的探讨及利用工业废渣生产水泥的发展前景

PAGE利用钢渣粉烧结生产的探讨【摘要】转炉钢渣钢铁工业生产副产品，一直困扰着钢铁企业，全国各钢铁企业为之采取了各种措施，但利用效果都不甚理想。国丰公司潜心研究，针对钢渣粉物理及化学性质特点，开展了钢渣粉在烧结生产中配加的实验研究，本文详细介绍了烧结生产配加钢渣粉对烧结及铁水P含量变化的影响，并对其经济效益进行探讨。【关键词】钢渣粉烧结P防止烧结矿粉化1.前言近年来，为适应当前严峻的钢铁形势，进一步降低铁水成本，国丰钢铁公司持续从降低生产成本上下功夫，节能降耗，挖掘企业自身潜力，向企业内部要效益。对此，技术部炼铁室开展烧结生产利用炼钢生产工业副产品——钢渣粉的研究。针对烧结生产特点，在降低烧结工序能耗的基础上，继续深挖降本潜力，充分利用废弃资源，对炼钢产生的工业副产品钢渣，利用其低价和所含的大量TFe、CaO、MgO、P等成分的优势，合理在烧结生产中配加，以降低烧结原料消耗，进一步降低铁前成本。2.烧结生产中使用钢渣粉的优缺点烧结生产配入钢渣粉的优点：2.1由于钢渣粉为炼钢生产副产品，价格较为低廉，烧结生产使用钢渣粉能使烧结矿吨矿成本降低。2.2使用钢渣粉配加2%时烧结矿中磷含量可以达到0.1%，可以有效的抑制烧结矿低温还原粉化，可以取代其他添加剂。2.3钢渣粉以颗粒的形式配加到烧结中可以起到成球核心的作用，有利于烧结混合料造球，提高料层透气性。2.4钢渣粉中含有大量钢粒、氧化铁(Fe2O3)，氧化钙(CaO)、氧化镁(MgO)等有益成分。在烧结矿中配入粒度小于4mm的钢渣粉代替熔剂，作为烧结生产的“增强剂”，可利用渣中有益成分，降低熔剂(石灰石、白云石)消耗，改善烧结液相流动性．增加烧结矿强度，显著地提高烧结矿的质量和产量。2.5钢渣粉软化温度较低，且物相均匀可使烧结矿液相较早生成，并能迅速向四周扩散，与周围矿物质反应，使烧结粘结相分布均匀，利于烧结成型（提高烧结矿成品率）。2.6配加钢渣粉可有效利用钢渣中的磷来抑制正硅酸钙相变引起的烧结矿低温还原粉化。烧结生产配用钢渣粉取代添加剂，可有效的减少K、Na对高炉影响，并可以减少烧结粉尘排量。烧结生产配入钢渣粉的缺点：2.7.1配用钢渣粉造成烧结矿品位降低，使高炉入炉品位下降，焦比上升。2.7.2高炉生产不能脱磷，长时间使用将造成磷复积影响炼钢，应根据实际情况定期排放。3.烧结生产中使用钢渣粉的经济预算3.1计算烧结矿成本、原料配比及化学成分变化按照烧结矿R2=1.85MgO=2.40计算表1原料成分表分名称成分名称成TFeSiO2CaOMgOAl2O3PH2O烧损低品澳粉58.09%4.57%0.45%0%1.54%0.063%8.8%10.48%高品澳粉61.18%3.91%0.39%0%1.51%0.088%6.5%5.86%低硅巴粗65.66%3.2%0.39%0%1.51%0.055%6%1.61%槽下返矿56.5%5%9%2.3%1.2%0.08%1%0.65%普精粉65.74%3.91%0.72%1.17%1.87%0.03%7%1.43%巴精66.43%2.97%0.34%0%2.18%0.08%3%3.8%钢渣粉21.36%9.28%42.2%9.28%3.82%1.5%6%2.45%石灰石3.5%46%3.5%0.004%2%38.45%白云石3%29%20%0.004%3%45.84%生石灰6%76%6%0.006%7.83%球团60.33%0.04%外矿65.81%0.07%焦粉C：76%24.69%V：2.01%S：0.7%4.89%A：21%15.6%表2计算配比、成本表〈以一铁230烧结4月20日配比为计算基础，烧结机返未纳入配比〉原料名称单价（元）方案1方案2方案3配比单耗（吨）成本配比单耗（吨）成本配比单耗（吨）成本低澳5008.7%0.115857.897.7%0.103151.566.7%0.090245.12高澳515.385%0.066534.305%0.06734.515%0.067334.70巴粗555.5615%0.1996110.9115%0.2009111.6115%0.2020112.23槽返5009%0.119859.899%0.120560.279%0.121260.60精粉589.745%0.066539.245%0.06739.495%0.067339.71低印421.375%0.066528.045%0.06728.225%0.067328.37高印60218%0.2396144.2218%0.2411145.1318%0.2424145.93巴精638.0310%0.133184.9210%0.133985.4510%0.134785.93钢渣611%0.01341.862%0.02693.75灰石812%0.026622.161.4%0.01881.520.9%0.01210.98白云石84.076.8%0.09057.616.4%0.08577.216.0%0.08086.79生石灰324.792.6%0.034611.242.6%0.034811.312.6%0.035011.37焦粉8005.3%0.070556.435.3%0.071056.795.3%0.071457.10合计92.41.2298636.8591.41.2241633.8990.51.2188630.49原料名称单价（元）方案4方案5方案6配比单耗（吨）成本配比单耗（吨）成本配比单耗（吨）成本低澳5005.7%0.077338.634.7%0.064032.023.7%0.050725.37高澳515.385%0.067834.935%0.068135.115%0.068635.34巴粗555.5615%0.2033112.9515%0.2044113.5415%0.2057114.28槽返5009%0.122060.999%0.122661.319%0.123461.71精粉589.745%0.067839.975%0.068140.175%0.068640.44低印421.375%0.067828.565%0.068128.705%0.068628.89高印60218%0.2440146.8718%0.2452147.6318%0.2468148.60巴精638.0310%0.135586.4710%0.136286.9310%0.137187.50钢渣613%0.04075.664%0.05457.585%0.06869.54灰石810.3%0.00410.330%000%00白云石84.075.6%0.07596.385.2%0.07085.964.8%0.06585.53生石灰324.792.6%0.035211.452.5%0.034111.062.1%0.02889.35焦粉8005.3%0.071857.475.3%0.072257.775.3%0.072758.15合计89.51.2130627.4588.71.2085623.5187.81.2054619.34表3烧结矿成分和成本对比表钢渣对比TFeSiO2CaOMgOAl2O3PR2成本方案1（0%）58.314.187.722.411.330.06421.85636.85方案2（1%）58.244.227.782.411.370.08261.84633.89方案3（2%）58.124.277.902.411.400.10131.85630.49方案4（3%）58.054.317.962.411.440.12021.85627.45方案5（4%）57.904.368.102.411.480.13921.86623.51方案6（5%）57.834.408.122.411.520.15861.85619.341%与0%对比-0.07+0.04+0.06不变+0.04+0.0184不变-2.962%与0%对比-0.19+0.09+0.18不变+0.07+0.0371-0.01-6.363%与0%对比-0.26+0.13+0.24不变+0.11+0.0560不变-9.44%与0%对比-0.41+0.18+0.38不变+0.15+0.0750+0.01-13.345%与0%对比-0.48+0.22+0.40不变+0.19+0.0944不变-17.512.计算后对比分析2.1按照原料消耗和品位利润计算烧结矿在高炉配比76％，球团配比6%（TFe=60.33%、单价：700元/吨），外矿配比18%(TFe=65.81%、单价：631元/吨),未配入钢渣粉时，高炉综合入炉品位59.79%,吨铁矿耗1.596吨。（以一铁1780高炉4月20日配比为计算基础）以配用2%钢渣粉为例：配用2%钢渣粉时，则烧结矿品位降低0.19％，高炉综合入炉品位59.64%,降低0.15％，吨铁矿耗1.60吨。①配加2%钢渣粉时铁水成本：1.60*(76%*630.49+6%*700+18%*631)=1015.60元/吨。②由于高炉入炉品位降低0.15％，将导致焦比升高：0.15％×1.5%×510＝1.15公斤/吨焦炭价格1446.31元/吨，1.15×1.44631＝1.66元/吨③配加钢渣粉时可有效的利用钢渣中的磷抑制正硅酸钙相变造成的烧结矿低温还原粉化，同时可以取代添加剂，吨矿可节省成本0.49元/吨。（烧结生产数据）则有配入钢渣粉取代添加剂吨矿降低0.49元，吨铁降低：1.598*76%*0.49=0.60元/吨④整体估算吨铁降低成本：（1021.43元/吨-1015.60元/吨）+0.60元/吨－1.66元/吨＝4.77元/吨2.2具体情况见下表表4铁水成本内未计入炼铁工序能耗钢渣配比高炉综合入炉品位吨铁矿耗（t）铁水含P量原料带入量钢渣带入量吨铁成本（元/吨）吨铁效益(元)年效益（万元/年）0%59.78%1.5970.1020.102-1021.43--1%59.73%1.5980.1240.1010.0231018.472.925122%59.64%1.6000.1470.1010.0461015.64.7738163%59.58%1.6020.1700.1010.0691013.176.6554244%59.47%1.6050.1940.1000.0941010.278.4667685%59.42%1.6070.2180.1000.1181006.4311.7594004.烧结配加钢渣对铁水磷含量的影响由于钢渣内含有一定数量的磷，磷在烧结过程中可以抑制烧结矿粉化，但由于高炉冶炼不能脱磷，所以，原料中的磷将全部带入铁水，给转炉炼钢带来困难。因此，对钢渣配比变化引起铁水磷含量变化进行分析，以便指导下步生产。5.结论5.1使用钢渣粉可有效降低烧结矿和铁水成本。5.2烧结生产配加钢渣粉时应注意烧结矿含P量的变化，合理配加，防止因烧结矿含P量升高引起铁水含P量上升，造成炼钢系统成本上升，应结合炼钢做好整体经济效益分析，以制定合理的钢渣配比及操作制度。5.3要求炼铁、炼钢两系统做好沟通、协调，严格控制铁水中磷含量，以保证炼钢要求，防止炼钢因脱磷引起成本上升。唐山学院毕业设计设计题目：利用工业废渣生产水泥的发展前景系别：环境与化学工程系班级：材料工程技术（1）班姓名：指导教师：利用工业废渣生产水泥的发展前景摘要工业废渣是指在工业生产中，排放出的有毒的、易燃的、有腐蚀性的、传染疾病的、有化学反应性的以及其他有害的固体废物。我国各种工业废渣较多,结合节能减排、发展循环经济的国家政策和生产工艺要求需要,很多企业应用了各种工业废渣作为生产原料,取得了较好的经济效益和社会效益。利用工业废渣作为代用原料、替代燃料及混合材生产水泥，即处置了废料，又节约了资源和能源。工业废渣是作为混合材料来生产水泥，混合材料包括有潜在水硬性的混合材料、有火山灰性的混合材料、有水硬性的混合材料和非活性混合材料。例如：粒化高炉矿渣和铁合金渣是具有潜在水硬性的材料，粉煤灰、煤矸石和锂渣是火山灰性的混合材料，钢渣是具有水硬性的材料。水泥工业利用工业废渣的主要途径是用作水泥混凝土掺合料，以改善水泥混凝土的使用性能和耐久性能。工业废渣的掺入对水泥胶砂流动度、水泥与减水剂相容性等性能具有改善作用，对干燥收缩具有降低作用，对抗冻融性的影响有所提高，对硫酸盐侵蚀的影响有降低作用。……关键词：工业废渣水泥应用UsingindustrialwasteresidueintheproductionofcementdevelopmentprospectsAbstractItistopointtointheindustrialproduction,industrialwasteresiduedischargeoftoxic,flammable,corrosive,infectiousdiseases,chemicalreactivityandotherharmfulsolidwaste.AllkindsofindustrialwasteresidueinChinaismore,combinedwiththeenergyconservationandemissionsreduction,developmentofcirculareconomytonationalpolicyandprocessrequirements,manyenterpriseapplicationsforallkindsofindustrialwasteresidueasrawmaterial,haveachievedgoodeconomicandsocialbenefits.Usingindustrialwasteresidueasrawmaterialsforthesubstitute,alternativefuelandproductionofcementmixedmaterial,thedisposalofthewaste,andtheresourcesandenergysaving.Industrialwasteresidueistoproducecementasmixingmaterial,compositematerialhasthepotentialtoincludehydraulichybridmaterials,withashmixtureofmaterials,ahydraulichybridmaterialsmixedwithinertmaterials.Forexample,granulatedblastfurnaceslagandferroalloyslagispotentiallyhydraulicmaterial,flyash,coalgangueandlithiumslagisamixtureofvolcanicashsexualmaterial,steelslagisamaterialwithhardwater.Cementindustryandtheprincipalwayofusingindustrialwasteresidueisusedascementadmixtureofconcrete,inordertoimprovetheperformanceanddurabilityoftheconcrete.Industrialwasteresidueincorporationonthefluidityofcementmortar,cementandwaterreducercompatibilitytoimproveeffectsofperformance,suchastoreducetheeffectsofdryingshrinkage,againsttheimpactoffreezingandthawing,haslowereffecttotheeffectofsulfateattack.……Keywords:industrialwasteresidue;cement;application目录TOC\o"1-3"\h\z1引言 12试验 22.1试验所用仪器及原料 22.1.1偶联剂对碳化硅浆料粘度的影响 22.1.2使用KH550偶联剂时浆料中碳化硅固含量的确定 22.2试验所用仪器及原料 32.2.1单体对碳化硅浆料粘度的影响 32.2.2使用丙烯酸胺单体时浆料中碳化硅固含量的确定 33结论 4谢辞 5参考文献 6附录 7外文资料 8宋体，小四号，行距固定值20磅宋体，小四号，行距固定值20磅目录由毕业设计（论文）各部分内容的顺序号、名称和页码组成，目录应该用“…………”符号连接名称与页码。要求标题层次清晰，目录中标题应与正文中标题一致。唐山学院毕业设计PAGE8PAGE11引言由于碳化硅陶瓷具有较高的导热性能和良好的高温性能，广泛应用于冶金行业、轻工行业和窑炉行业，但传统的成型是采用半干法压制、捣打、可塑法及石膏模注浆等方法进行的，这些成型方法存在着多种弊端：坯体不均匀（存在层密度、体密度等现象）、生产效率低下，尤其是对复杂形状结构的陶瓷部件，材料的密度及可靠性会大大降低，对于制造高密度、高均匀性的碳化硅结构陶瓷材料来说，使用这些传统的成型方法难于满足日益苛刻的使用条件要求。而胶态原位凝固成型技术可以成型各种复杂形状的碳化硅制品、减少团聚、提高坯体密度均匀性[1,2]。它采用非孔模具，利用少量外加剂的化学反应，使浆料原位凝固成型[3]。对于此成型方法，关键是选用合适的外加剂以制备高固含量、分散均匀、低粘度的料浆。若选择了合适的外加剂，由于可制备出料浆含固相量很高，而且浆料具有很好的流动性能的稳定的悬浮体，故可实现成型复杂形状、致密、均匀的坯体，从而保证制品的高密度和干均匀性[4]。前言（引言）主要说明研究工作的目的、内容，对前人工作的评述以及理论分析、研究设想、研究方法、实验设计、预期结果和意义等。前言（引言）主要说明研究工作的目的、内容，对前人工作的评述以及理论分析、研究设想、研究方法、实验设计、预期结果和意义等。正文行距固定值20磅正文行距固定值20磅，宋体，小四号参考文献标注，上标

2试验一级标题，黑体，三号，居中三级标题，黑体，四号二级标题，黑体，小三号2.1试验所用仪器及原料一级标题，黑体，三号，居中三级标题，黑体，四号二级标题，黑体，小三号2.1.1偶联剂对碳化硅浆料粘度的影响偶联剂的加入能改变碳化硅颗粒的界面特性，使包覆有偶联剂的碳化硅颗粒能与实现原位凝固成型的单体（在引发剂的作用下聚合成高分子聚合物）很好的结合起来。因为偶联剂分子结构中存在两种官能团，一种官能团可与无机物料表面形成化学键，另一种官能团可与高分子化合物发生化学反应或两者有很好的相容性。偶联剂的加入能改变碳化硅颗粒的界面特性，使包覆有偶联剂的碳化硅颗粒能与实现原位凝固成型的单体（在引发剂的作用下聚合成高分子聚合物）很好的结合起来。因为硅烷类偶联剂（通式为RSiX3）,其中R是与聚合物分子有亲和力和反应能力的活性官能团；X为能够水解的烷氧基。硅烷偶联剂对含有极性基团的或引入极性基团的填充体系偶联效果较明显，而对非极性体系则效果不显著。对于碳化硅来说，它属于极性体系，且硅烷偶联剂组成中含有同碳化硅中同样的成分硅元素，使制品不会导致性能下降。为此选用硅烷偶联剂。今选用以下四种偶联剂进行试验研究……2.1.2使用KH550偶联剂时浆料中碳化硅固含量的确定表标题，黑体，五号选定KH550偶联剂，其用量为2.5%，取一定量的蒸馏水，不断加入碳化硅微粉，直到泥浆的粘度达到1Pa·S，测定其最高固含量。表标题，黑体，五号简明三线表格式，宋体，五号……简明三线表格式，宋体，五号表2-1试验所用主要仪器仪器名称规格型号生产厂家旋转式粘度计NDJ-7上海精密科学仪器有限公司恩氏粘度计SYP1004-Ⅲ上海石油仪器厂超声波分散器KQ-50B昆山市超声仪器有限公司真空干燥箱2K-82上海实验仪器总厂球磨机——酸度计PHS-25上海雷磁仪器厂真空泵2XZ-0.5黄岩县头陀求精机械厂用上述四种偶联剂对碳化硅颗粒进行包覆：将特殊处理后的一定量的碳化硅粉料在80℃下用各种不同含量的偶联剂进行包覆1小时……其试验结果见图2-粘度粘度/mPa·S图标题，黑体，五号偶联剂的加入量/图标题，黑体，五号偶联剂的加入量/wt%图2-1不同偶联剂的加入量对碳化硅浆料粘度的影响2.2试验所用仪器及原料2.2.1单体对碳化硅浆料粘度的影响根据查阅的资料，单体选用丙烯酰胺。在经过KH550包覆的碳化硅粉料中加入丙烯酰胺，经处理后，与一定的水进行混合配成浆料(按质量比1:1混合)。……2.2.2使用丙烯酸胺单体时浆料中碳化硅固含量的确定测定用KH550包覆，并加入单体丙烯酸胺（加入量为2.5%）的碳化硅粉料制成的料浆最大固含量。试验结果见图2-4。……根据各个特征峰的积分面积推到如下计算环氧化程度（E）的公式：（2-1）式（2-1）中分子代表环氧化的双键，……

3结论一级标题，黑体，三号，居中(1)对碳化硅原位凝固成型，采用KH550偶联剂包覆可取得较好的效果，其合适的加入量为2.5%，粘度达1Pa·S固含量可达到46vol%。一级标题，黑体，三号，居中(2)单体丙烯酰胺可导致碳化硅浆料粘度降低，其合适的加入量为2.5%，粘度达1Pa·S固含量可达到65vol%。(3)引发剂选用过硫酸铵，可很好的实现原位凝固成型，其合适的加入量为1.0%。结论是对整个研究工作进行归纳和综合而得出的总结，应包括所得结果与已有结果的比较和本课题尚存在的问题，以及进一步开展研究的见解与建议。结论集中反映作者的研究成果，表达作者对所研究的课题的见解，是全文的思想精髓，是文章价值的体现，结论要写得概括、简短。撰写时应注意以下几点。（1）结论要简洁、明确，措辞应严密，且又容易被人领会；（2）结论应反映个人的研究工作，属于他人已有过的结论要少提；（3）要实事求是地介绍自己研究的成果，切忌言过其实，在无充分把握时应留有余地，因为科学问题的探索是永无止境的。结论是对整个研究工作进行归纳和综合而得出的总结，应包括所得结果与已有结果的比较和本课题尚存在的问题，以及进一步开展研究的见解与建议。结论集中反映作者的研究成果，表达作者对所研究的课题的见解，是全文的思想精髓，是文章价值的体现，结论要写得概括、简短。撰写时应注意以下几点。（1）结论要简洁、明确，措辞应严密，且又容易被人领会；（2）结论应反映个人的研究工作，属于他人已有过的结论要少提；