利用鋼渣粉燒結生產的探討及利用工業(yè)廢渣生產水泥的發(fā)展前景

PAGE利用鋼渣粉燒結生產的探討【摘要】轉爐鋼渣鋼鐵工業(yè)生產副產品，一直困擾著鋼鐵企業(yè)，全國各鋼鐵企業(yè)為之采取了各種措施，但利用效果都不甚理想。國豐公司潛心研究，針對鋼渣粉物理及化學性質特點，開展了鋼渣粉在燒結生產中配加的實驗研究，本文詳細介紹了燒結生產配加鋼渣粉對燒結及鐵水P含量變化的影響，并對其經濟效益進行探討。【關鍵詞】鋼渣粉燒結P防止燒結礦粉化1.前言近年來，為適應當前嚴峻的鋼鐵形勢，進一步降低鐵水成本，國豐鋼鐵公司持續(xù)從降低生產成本上下功夫，節(jié)能降耗，挖掘企業(yè)自身潛力，向企業(yè)內部要效益。對此，技術部煉鐵室開展燒結生產利用煉鋼生產工業(yè)副產品——鋼渣粉的研究。針對燒結生產特點，在降低燒結工序能耗的基礎上，繼續(xù)深挖降本潛力，充分利用廢棄資源，對煉鋼產生的工業(yè)副產品鋼渣，利用其低價和所含的大量TFe、CaO、MgO、P等成分的優(yōu)勢，合理在燒結生產中配加，以降低燒結原料消耗，進一步降低鐵前成本。2.燒結生產中使用鋼渣粉的優(yōu)缺點燒結生產配入鋼渣粉的優(yōu)點：2.1由于鋼渣粉為煉鋼生產副產品，價格較為低廉，燒結生產使用鋼渣粉能使燒結礦噸礦成本降低。2.2使用鋼渣粉配加2%時燒結礦中磷含量可以達到0.1%，可以有效的抑制燒結礦低溫還原粉化，可以取代其他添加劑。2.3鋼渣粉以顆粒的形式配加到燒結中可以起到成球核心的作用，有利于燒結混合料造球，提高料層透氣性。2.4鋼渣粉中含有大量鋼粒、氧化鐵(Fe2O3)，氧化鈣(CaO)、氧化鎂(MgO)等有益成分。在燒結礦中配入粒度小于4mm的鋼渣粉代替熔劑，作為燒結生產的“增強劑”，可利用渣中有益成分，降低熔劑(石灰石、白云石)消耗，改善燒結液相流動性．增加燒結礦強度，顯著地提高燒結礦的質量和產量。2.5鋼渣粉軟化溫度較低，且物相均勻可使燒結礦液相較早生成，并能迅速向四周擴散，與周圍礦物質反應，使燒結粘結相分布均勻，利于燒結成型（提高燒結礦成品率）。2.6配加鋼渣粉可有效利用鋼渣中的磷來抑制正硅酸鈣相變引起的燒結礦低溫還原粉化。燒結生產配用鋼渣粉取代添加劑，可有效的減少K、Na對高爐影響，并可以減少燒結粉塵排量。燒結生產配入鋼渣粉的缺點：2.7.1配用鋼渣粉造成燒結礦品位降低，使高爐入爐品位下降，焦比上升。2.7.2高爐生產不能脫磷，長時間使用將造成磷復積影響煉鋼，應根據(jù)實際情況定期排放。3.燒結生產中使用鋼渣粉的經濟預算3.1計算燒結礦成本、原料配比及化學成分變化按照燒結礦R2=1.85MgO=2.40計算表1原料成分表分名稱成分名稱成TFeSiO2CaOMgOAl2O3PH2O燒損低品澳粉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%槽下返礦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%鋼渣粉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%球團60.33%0.04%外礦65.81%0.07%焦粉C：76%24.69%V：2.01%S：0.7%4.89%A：21%15.6%表2計算配比、成本表〈以一鐵230燒結4月20日配比為計算基礎，燒結機返未納入配比〉原料名稱單價（元）方案1方案2方案3配比單耗（噸）成本配比單耗（噸）成本配比單耗（噸）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鋼渣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合計92.41.2298636.8591.41.2241633.8990.51.2188630.49原料名稱單價（元）方案4方案5方案6配比單耗（噸）成本配比單耗（噸）成本配比單耗（噸）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鋼渣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合計89.51.2130627.4588.71.2085623.5187.81.2054619.34表3燒結礦成分和成本對比表鋼渣對比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%與0%對比-0.07+0.04+0.06不變+0.04+0.0184不變-2.962%與0%對比-0.19+0.09+0.18不變+0.07+0.0371-0.01-6.363%與0%對比-0.26+0.13+0.24不變+0.11+0.0560不變-9.44%與0%對比-0.41+0.18+0.38不變+0.15+0.0750+0.01-13.345%與0%對比-0.48+0.22+0.40不變+0.19+0.0944不變-17.512.計算后對比分析2.1按照原料消耗和品位利潤計算燒結礦在高爐配比76％，球團配比6%（TFe=60.33%、單價：700元/噸），外礦配比18%(TFe=65.81%、單價：631元/噸),未配入鋼渣粉時，高爐綜合入爐品位59.79%,噸鐵礦耗1.596噸。（以一鐵1780高爐4月20日配比為計算基礎）以配用2%鋼渣粉為例：配用2%鋼渣粉時，則燒結礦品位降低0.19％，高爐綜合入爐品位59.64%,降低0.15％，噸鐵礦耗1.60噸。①配加2%鋼渣粉時鐵水成本：1.60*(76%*630.49+6%*700+18%*631)=1015.60元/噸。②由于高爐入爐品位降低0.15％，將導致焦比升高：0.15％×1.5%×510＝1.15公斤/噸焦炭價格1446.31元/噸，1.15×1.44631＝1.66元/噸③配加鋼渣粉時可有效的利用鋼渣中的磷抑制正硅酸鈣相變造成的燒結礦低溫還原粉化，同時可以取代添加劑，噸礦可節(jié)省成本0.49元/噸。（燒結生產數(shù)據(jù)）則有配入鋼渣粉取代添加劑噸礦降低0.49元，噸鐵降低：1.598*76%*0.49=0.60元/噸④整體估算噸鐵降低成本：（1021.43元/噸-1015.60元/噸）+0.60元/噸－1.66元/噸＝4.77元/噸2.2具體情況見下表表4鐵水成本內未計入煉鐵工序能耗鋼渣配比高爐綜合入爐品位噸鐵礦耗（t）鐵水含P量原料帶入量鋼渣帶入量噸鐵成本（元/噸）噸鐵效益(元)年效益（萬元/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.燒結配加鋼渣對鐵水磷含量的影響由于鋼渣內含有一定數(shù)量的磷，磷在燒結過程中可以抑制燒結礦粉化，但由于高爐冶煉不能脫磷，所以，原料中的磷將全部帶入鐵水，給轉爐煉鋼帶來困難。因此，對鋼渣配比變化引起鐵水磷含量變化進行分析，以便指導下步生產。5.結論5.1使用鋼渣粉可有效降低燒結礦和鐵水成本。5.2燒結生產配加鋼渣粉時應注意燒結礦含P量的變化，合理配加，防止因燒結礦含P量升高引起鐵水含P量上升，造成煉鋼系統(tǒng)成本上升，應結合煉鋼做好整體經濟效益分析，以制定合理的鋼渣配比及操作制度。5.3要求煉鐵、煉鋼兩系統(tǒng)做好溝通、協(xié)調，嚴格控制鐵水中磷含量，以保證煉鋼要求，防止煉鋼因脫磷引起成本上升。唐山學院畢業(yè)設計設計題目：利用工業(yè)廢渣生產水泥的發(fā)展前景系別：環(huán)境與化學工程系班級：材料工程技術（1）班姓名：指導教師：利用工業(yè)廢渣生產水泥的發(fā)展前景摘要工業(yè)廢渣是指在工業(yè)生產中，排放出的有毒的、易燃的、有腐蝕性的、傳染疾病的、有化學反應性的以及其他有害的固體廢物。我國各種工業(yè)廢渣較多,結合節(jié)能減排、發(fā)展循環(huán)經濟的國家政策和生產工藝要求需要,很多企業(yè)應用了各種工業(yè)廢渣作為生產原料,取得了較好的經濟效益和社會效益。利用工業(yè)廢渣作為代用原料、替代燃料及混合材生產水泥，即處置了廢料，又節(jié)約了資源和能源。工業(yè)廢渣是作為混合材料來生產水泥，混合材料包括有潛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：?；郀t礦渣和鐵合金渣是具有潛在水硬性的材料，粉煤灰、煤矸石和鋰渣是火山灰性的混合材料，鋼渣是具有水硬性的材料。水泥工業(yè)利用工業(yè)廢渣的主要途徑是用作水泥混凝土摻合料，以改善水泥混凝土的使用性能和耐久性能。工業(yè)廢渣的摻入對水泥膠砂流動度、水泥與減水劑相容性等性能具有改善作用，對干燥收縮具有降低作用，對抗凍融性的影響有所提高，對硫酸鹽侵蝕的影響有降低作用?！P鍵詞：工業(yè)廢渣水泥應用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目錄TOC\o"1-3"\h\z1引言 12試驗 22.1試驗所用儀器及原料 22.1.1偶聯(lián)劑對碳化硅漿料粘度的影響 22.1.2使用KH550偶聯(lián)劑時漿料中碳化硅固含量的確定 22.2試驗所用儀器及原料 32.2.1單體對碳化硅漿料粘度的影響 32.2.2使用丙烯酸胺單體時漿料中碳化硅固含量的確定 33結論 4謝辭 5參考文獻 6附錄 7外文資料 8宋體，小四號，行距固定值20磅宋體，小四號，行距固定值20磅目錄由畢業(yè)設計（論文）各部分內容的順序號、名稱和頁碼組成，目錄應該用“…………”符號連接名稱與頁碼。要求標題層次清晰，目錄中標題應與正文中標題一致。唐山學院畢業(yè)設計PAGE8PAGE11引言由于碳化硅陶瓷具有較高的導熱性能和良好的高溫性能，廣泛應用于冶金行業(yè)、輕工行業(yè)和窯爐行業(yè)，但傳統(tǒng)的成型是采用半干法壓制、搗打、可塑法及石膏模注漿等方法進行的，這些成型方法存在著多種弊端：坯體不均勻（存在層密度、體密度等現(xiàn)象）、生產效率低下，尤其是對復雜形狀結構的陶瓷部件，材料的密度及可靠性會大大降低，對于制造高密度、高均勻性的碳化硅結構陶瓷材料來說，使用這些傳統(tǒng)的成型方法難于滿足日益苛刻的使用條件要求。而膠態(tài)原位凝固成型技術可以成型各種復雜形狀的碳化硅制品、減少團聚、提高坯體密度均勻性[1,2]。它采用非孔模具，利用少量外加劑的化學反應，使?jié){料原位凝固成型[3]。對于此成型方法，關鍵是選用合適的外加劑以制備高固含量、分散均勻、低粘度的料漿。若選擇了合適的外加劑，由于可制備出料漿含固相量很高，而且漿料具有很好的流動性能的穩(wěn)定的懸浮體，故可實現(xiàn)成型復雜形狀、致密、均勻的坯體，從而保證制品的高密度和干均勻性[4]。前言（引言）主要說明研究工作的目的、內容，對前人工作的評述以及理論分析、研究設想、研究方法、實驗設計、預期結果和意義等。前言（引言）主要說明研究工作的目的、內容，對前人工作的評述以及理論分析、研究設想、研究方法、實驗設計、預期結果和意義等。正文行距固定值20磅正文行距固定值20磅，宋體，小四號參考文獻標注，上標

2試驗一級標題，黑體，三號，居中三級標題，黑體，四號二級標題，黑體，小三號2.1試驗所用儀器及原料一級標題，黑體，三號，居中三級標題，黑體，四號二級標題，黑體，小三號2.1.1偶聯(lián)劑對碳化硅漿料粘度的影響偶聯(lián)劑的加入能改變碳化硅顆粒的界面特性，使包覆有偶聯(lián)劑的碳化硅顆粒能與實現(xiàn)原位凝固成型的單體（在引發(fā)劑的作用下聚合成高分子聚合物）很好的結合起來。因為偶聯(lián)劑分子結構中存在兩種官能團，一種官能團可與無機物料表面形成化學鍵，另一種官能團可與高分子化合物發(fā)生化學反應或兩者有很好的相容性。偶聯(lián)劑的加入能改變碳化硅顆粒的界面特性，使包覆有偶聯(lián)劑的碳化硅顆粒能與實現(xiàn)原位凝固成型的單體（在引發(fā)劑的作用下聚合成高分子聚合物）很好的結合起來。因為硅烷類偶聯(lián)劑（通式為RSiX3）,其中R是與聚合物分子有親和力和反應能力的活性官能團；X為能夠水解的烷氧基。硅烷偶聯(lián)劑對含有極性基團的或引入極性基團的填充體系偶聯(lián)效果較明顯，而對非極性體系則效果不顯著。對于碳化硅來說，它屬于極性體系，且硅烷偶聯(lián)劑組成中含有同碳化硅中同樣的成分硅元素，使制品不會導致性能下降。為此選用硅烷偶聯(lián)劑。今選用以下四種偶聯(lián)劑進行試驗研究……2.1.2使用KH550偶聯(lián)劑時漿料中碳化硅固含量的確定表標題，黑體，五號選定KH550偶聯(lián)劑，其用量為2.5%，取一定量的蒸餾水，不斷加入碳化硅微粉，直到泥漿的粘度達到1Pa·S，測定其最高固含量。表標題，黑體，五號簡明三線表格式，宋體，五號……簡明三線表格式，宋體，五號表2-1試驗所用主要儀器儀器名稱規(guī)格型號生產廠家旋轉式粘度計NDJ-7上海精密科學儀器有限公司恩氏粘度計SYP1004-Ⅲ上海石油儀器廠超聲波分散器KQ-50B昆山市超聲儀器有限公司真空干燥箱2K-82上海實驗儀器總廠球磨機——酸度計PHS-25上海雷磁儀器廠真空泵2XZ-0.5黃巖縣頭陀求精機械廠用上述四種偶聯(lián)劑對碳化硅顆粒進行包覆：將特殊處理后的一定量的碳化硅粉料在80℃下用各種不同含量的偶聯(lián)劑進行包覆1小時……其試驗結果見圖2-粘度粘度/mPa·S圖標題，黑體，五號偶聯(lián)劑的加入量/圖標題，黑體，五號偶聯(lián)劑的加入量/wt%圖2-1不同偶聯(lián)劑的加入量對碳化硅漿料粘度的影響2.2試驗所用儀器及原料2.2.1單體對碳化硅漿料粘度的影響根據(jù)查閱的資料，單體選用丙烯酰胺。在經過KH550包覆的碳化硅粉料中加入丙烯酰胺，經處理后，與一定的水進行混合配成漿料(按質量比1:1混合)?！?.2.2使用丙烯酸胺單體時漿料中碳化硅固含量的確定測定用KH550包覆，并加入單體丙烯酸胺（加入量為2.5%）的碳化硅粉料制成的料漿最大固含量。試驗結果見圖2-4?！鶕?jù)各個特征峰的積分面積推到如下計算環(huán)氧化程度（E）的公式：（2-1）式（2-1）中分子代表環(huán)氧化的雙鍵，……

3結論一級標題，黑體，三號，居中(1)對碳化硅原位凝固成型，采用KH550偶聯(lián)劑包覆可取得較好的效果，其合適的加入量為2.5%，粘度達1Pa·S固含量可達到46vol%。一級標題，黑體，三號，居中(2)單體丙烯酰胺可導致碳化硅漿料粘度降低，其合適的加入量為2.5%，粘度達1Pa·S固含量可達到65vol%。(3)引發(fā)劑選用過硫酸銨，可很好的實現(xiàn)原位凝固成型，其合適的加入量為1.0%。結論是對整個研究工作進行歸納和綜合而得出的總結，應包括所得結果與已有結果的比較和本課題尚存在的問題，以及進一步開展研究的見解與建議。結論集中反映作者的研究成果，表達作者對所研究的課題的見解，是全文的思想精髓，是文章價值的體現(xiàn)，結論要寫得概括、簡短。撰寫時應注意以下幾點。（1）結論要簡潔、明確，措辭應嚴密，且又容易被人領會；（2）結論應反映個人的研究工作，屬于他人已有過的結論要少提；（3）要實事求是地介紹自己研究的成果，切忌言過其實，在無充分把握時應留有余地，因為科學問題的探索是永無止境的。結論是對整個研究工作進行歸納和綜合而得出的總結，應包括所得結果與已有結果的比較和本課題尚存在的問題，以及進一步開展研究的見解與建議。結論集中反映作者的研究成果，表達作者對所研究的課題的見解，是全文的思想精髓，是文章價值的體現(xiàn)，結論要寫得概括、簡短。撰寫時應注意以下幾點。（1）結論要簡潔、明確，措辭應嚴密，且又容易被人領會；（2）結論應反映個人的研究工作，屬于他人已有過的結論要少提；