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1、一种利用钢渣生产泡沫混凝土砌块的新技术56 冶金环境保护一种利用钢渣生产泡沫混凝土砌块的新技术邝冬林蔡雪军焦惠毅(1.新余新钢资源综合利用科技有限公司江西新余 338001;2.中冶武汉冶金建筑研究院有限公司湖北武汉 430081;3.长春工程学院吉林长春130012)摘要本文介绍的是一种以转炉钢渣和高炉矿渣为主要原料,通过原材料制备,计量混合,搅拌加热,浇注发气,静停预养,脱模切割,蒸压养护,陈化检验等工序生产出泡沫混凝土砌块的新技术.利用本技术生产泡沫混凝土砌块能够大量消耗钢厂的转炉钢渣和高炉水淬矿渣,而且生产的泡沫混凝土砌块是一种轻质,保温,隔热,防火,抗震,隔音等具有优良性能的新型墙体
2、材料.关键词钢渣矿渣改性材蒸压泡沫混凝土砌块1 引言钢渣和矿渣是钢铁企业最主要的工业废渣.矿渣目前已经有多种用途,利废率较高.钢渣由于化学成分和矿物组成波动较大,水化慢,早期强度低,稳定性差,易磨性不高和全铁含量较高等原因难于利用.随着钢铁企业的迅猛发展,钢渣数量也逐年上升,钢渣占用大量土地,污染环境,造成资源的浪费,这也成为制约钢铁企业可持续性发展的重要因素.国内外现在利用转炉钢渣的成果比较多,但用量都不大,不能大量消耗钢厂的钢渣.本技术是由新余新钢资源综合利用科技有限公司与中冶武汉冶金建筑研究院有限公司和长春工程学院合作开发的.利用本技术生产泡沫混凝土砌块能够大量消耗钢厂的转炉钢渣和高炉水
3、淬矿渣,而且生产的泡沫混凝土砌块是一种轻质,保温,隔热,防火,抗震,隔音等具有优良性能的新型墙体材料.2 原材料2.1 钢渣新余钢铁集团有限公司,转炉钢渣,磁性铁 MFe:1.8%,化学成分见表 1.表 1 新钢转炉钢渣化学成分(%)2.2 矿渣新余钢铁集团有限公司,高炉水淬矿渣,质量系数 K:2.1,碱性系数 M.:1.05,是种活性较好的碱性矿渣,化学成分见表 2.表 2 新钢矿渣化学成分(oA,)2.3 水泥熟料新钢公司水泥厂,粒状旋窑熟料.2.4 石膏新钢二水脱硫石膏,粉状,技术要求符合GB/T54832008天然石膏G 类二级标准要求.2.5 改性材自制,粉状,由多种无机和有机材料组
4、成.2.6 发气剂活性铝粉(活性铝 98%以上),市场购买.2012 年第 1 期冶金环境保护2.7 外加剂自制,粉状,由多种无机和有机类物质组成.3 生产工艺转炉钢渣经除铁制粉(钢渣泥块经搅拌制浆),高炉矿渣经湿法球磨制浆,然后与水,外加剂,改性材,发气剂等材料经过原材料制备,计量混合,搅拌加热,浇注发气,静停预养,脱模切割,蒸压养护,陈化检验等工序生产出冶金渣泡沫混凝土砌块.3.1 原材料制备3.1.1 钢渣粉的制备及辅材添加第一步:转炉钢渣经破碎机破碎至合适粒度.第二步:经烘干机烘干至含水率 2%以下.第三步:水泥熟料,石膏,外加剂等辅材和钢渣按比例加入球磨机内进行球磨.第四步:球磨好的
5、钢渣粉经风选机将球磨料中的钢渣砂与钢渣粉分离.回收的钢渣粉应符合 GB/T247632009泡沫混凝土砌块用钢渣的要求.第五步:钢渣砂采用振动磁选机进行磁选,去除钢渣砂中的磁性铁;钢渣粉通过粉料磁选机磁选后去除钢渣粉中的磁性铁.(钢渣砂可用于生产混凝土免烧砖,磁选回收的钢粒可进行冶金再利用,回收的钢粉可出售给水泥厂用作水泥熟料生产的铁质校正料,钢渣粉直接用作生产泡沫混凝土砌块的原料).3.1.2 矿渣浆制备及辅材添加第一步:矿渣,辅材(改性材料)和水按一定比例加入湿法球磨机进行制浆.第二步:球磨好的浆体进入搅拌池,持续搅拌以保持浆体的均匀度和流动度.3.2 计量搅拌,蒸汽加热第一步:将钢渣粉,
6、矿渣浆和热水按一定比例混合后进人高速搅拌机进行高速搅拌.第二步:利用蒸汽对搅拌机内的浆体进行加热,加热至适宜温度后快速加入一定量的发气剂,并高速搅拌.3.3 浇注发气第一步:搅拌好的浆体快速浇注至发气模具内,若浆体表面不平整则通过人工的方法将浆体表面快速抹平.第二步:将发气模具移动至预养室进行发气和预养.3.4 静停预养第一步:发气好的坯体需在适宜温度的预养室内静停预养一定时间;第二步:预养后期应采用人工插钎的方法判断坯体强度是否达到切割要求.3.5 脱模切割第一步:预养达到切割要求的坯体先通过行吊去除四周的整体模框.模框经清理后返回再使用.第二步:坯体连同底板通过轨道车移动至切割机按产品规格
7、进行切割.3.6 蒸压养护第一步:切割好的坯体连同底板通过行吊与其他切割好的坯体通过底板四周的支柱上下连接成三层坯体.第二步:通过轨道车将连接好的坯体和底板移动至蒸压釜内.第三步:当蒸压釜内装满坯体后,关闭两端液压门并抽真空.第四步:抽真空至适当压力后,通过控制室对蒸压釜进行升温加压.第五步:升温加压过程完成后,蒸压釜恒温恒压规定时间后,降温降压至常压.3.7 陈化检验第一步:打开液态门,砌块出釜移动至堆场,通过人工搬至堆场进行陈化.第二步:陈化好的砌块检验合格后即可出厂.4 产品性能利用这种新技术我们研制出强度等级为A1.5,A2.5,A3.5 的泡沫混凝土砌块.各项性能指标符合建材行业 J
8、C/T10622007泡沫混凝土砌块标准要求.冶金环境保护 2012 年第 1 期4.1 规格产品规格:长度:400,600mm;宽度:100,150,200,250mm;高度 200,300mm.4.2 分类4.2.1 按砌块立方体抗压强度按砌块立方体抗压强度分为 A1.5,A2.5,A3.5 三个等级,其中以 A2.5 为主要产品,A1.5 和 A3.5 为辅助产品.4.2.2 按砌块干表观密度按砌块干表观密度分为 B07,B08,B09三个等级,其中以 B08 为主要产品,B07 和B09 为辅助产品.4.3 强度等级产品强度等级见表 3.表 3 产品强度等级4.4 密度等级产品密度等级
9、见表 4.表 4 产品密度等级4.5 干燥收缩值和导热系数产品干燥收缩值和导热系数见表 5.表 5 产品干燥收缩值和导热系数密度等级 B07B08B09干燥收缩值(快速法)/(mm/m)0.90导热系数(干态)/(W/(m?K)n18n2140.244.6 抗冻性15 次冻融循环后,质量损失率5%,强度损失率20%.4.7 碳化系数碳化系数0.80,利用本技术生产的泡沫混凝土砌块的检测指标见表 6.5 产品特点本产品可用于工业与民用建筑中室内外非承重墙体的砌筑,是一种新型轻质砌块.表 6 不同密度等级的泡沫混凝土砌块性能指标容重:密度小只相当于粘土砖和灰砂砖的 1/2,普通混凝土的 1/3;强
10、度利用率大;隔热,保温性能好;吸音,隔音性能好;抗渗透性能好;耐久性好;抗震性能较好;可加工性好;耐热和耐火性能好.6 结语(1)本技术选用的原材料大量利用了钢渣,矿渣和脱硫石膏等工业废渣,利用率85%, 此外,泡沫混凝土砌块还可选用钢铁企业的钢渣水洗球磨沉淀泥作为生产原料取代部分钢渣.(2)本技术采用的工艺是尾料钢渣经除铁制粉,钢渣泥块经搅拌制浆,高炉矿渣经湿法球磨制浆,然后与水,外加剂,改性材,发气剂等材料经过计量,搅拌,加热,浇注,发气,预养,切割,蒸压,陈化等工序生产出冶金渣泡沫混凝土砌块.(3)本技术大量安全地使用冶金废渣生产出具有轻质,保温,隔热,防火,抗震,隔音等具有优良性能的新
11、型墙体材料泡沫混凝土砌块,产品各项指标均符合工业与民用(下转第 6 页)冶金环境保护 2012 年第 1 期2.3 继续完善冶金渣标准体系,开展宣贯工作按国家要求不断总结标准的实施中的问题,进行总结,及时进行标准的修订.根据冶金渣技术进步不断进行新标准的制订.为了贯彻标准的实施,应有计划进行已发布的标准的宣贯工作.2.4 向国家有关主管单位建议钢渣综合利用减免税政策国家已出台的资源综合利用优惠政策,不包括钢渣粉等产品减免税政策.根据目前钢渣利用率低,钢渣粉生产线投资大,电耗高,成本高,售价低的问题,争取在国家细化完善资源综合利用企业所得税优惠目录过程中,将钢渣粉,钢渣水泥等产品列入目录中,以推
12、动钢铁渣资源化利用工作.2.5 努力做好冶金渣开发利用委员会的工作承蒙中国废钢铁应用协会的领导和全国冶金渣企业的信任与委托,冶金渣开发利用工作委员会挂靠在我院环保院.过去的五年里,工作委员会召开了三次全国冶金渣综合利用技术研讨会.在调查和研究的基础上,编制了冶金渣开发利用产业十二五 发展规划;积极参与中国资源综合利用协会负责编着的2009 年度大宗工业固体废物综合利用发展报告;参与了北科大主编的 十二五 工业固废技术指南的补充,修改及审定;积极反映企业诉求,开展咨询服务;积极会同中国资源综合利用协会,中国废钢铁应用协会,向国家发改委环资司汇报钢铁渣综合利用产品应享受国家减免税政策等工作.我们会
13、在总结经验基础上,更好地做好秘书处工作,为钢铁渣处理利用企业服务.钢铁渣资源综合利用产业是新兴产业,国家有关部委给予了大力支持.十二五期间循环经济,节能减排,低碳环保,科学发展被列为核心内容,有着广阔发展空问和巨大的发展潜力.十二五 发展规划纲要为我们指明了方向,让我们团结一心,抓住机遇,开拓创新,为实现十二五 规划目标努力奋斗.(上接第 51 页)提高流动度,流动性良好,减少游离水含量,从而提高水泥密实性,抗冻性,抗开裂性,降低水泥的泌水性.(4)随着掺入量的增加,不论是初凝还是终凝时间均呈现缓慢的增长,为下游企业的施工提供了便利条件.(5)随着矿渣微粉活性的提高,掺人后生产出的水泥强度也随
14、着相应的提高.(6)掺人大综量矿渣微粉的水泥,对需水量,抗渗性,耐磨性,抗腐蚀性和钢材粘结性,抗冻性等均有明显的提高,使水泥及其制品的使用寿命延长.参考文献1朱桂林,赵群等 .冶金渣资源化利用的现状和发展趋势,中国金属学会,2001.6:2342462陈益民,许仲梓 .高性能水泥基础研究,20043蒲心诚,刘芳等 .活性矿物掺合料填充与增塑效应.全国高性能混凝土和矿物掺合料的研究与工程应用技术交流会论文集,2006:1531574刘辉,张长营等 .矿渣微粉在水泥中效应分析.混凝土,2007.4(上接第 58 页)建筑使用要求.(4)本技术成果于 2010 年 4 月获得国家知识产权局授予的发明专利,可广泛应用于我国各大钢铁企业的冶金渣综合利用领域.(5)本技术成果的产业化,有利于利废,节能,环保,符合国家新型墙材发展方向和循环经济产业政策.
