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1、钢渣粉生产的关键技术与在混凝土应用 当前，钢铁行业的发展已经进入当前，钢铁行业的发展已经进入“新常态新常态”, ,依靠钢铁主业盈依靠钢铁主业盈利生存的时代已经过去。利生存的时代已经过去。 加快产业结构调整，加速企业转型升级，加大固废资源开发利加快产业结构调整，加速企业转型升级，加大固废资源开发利用力度，大力发展非钢产业是钢铁行业走出困境的必然出路。用力度，大力发展非钢产业是钢铁行业走出困境的必然出路。 矿渣开发公司承担着鞍钢保产和冶金固废资源开发利用的双重矿渣开发公司承担着鞍钢保产和冶金固废资源开发利用的双重任务，多年来，紧紧围绕节能减排，发展循环经济，保护生态环境，创任务，多年来，紧紧围绕节
2、能减排，发展循环经济，保护生态环境，创造和谐企业这个中心，坚持建设造和谐企业这个中心，坚持建设“两大基地两大基地”，构筑，构筑“两大中心两大中心”，实，实现现“两大目标两大目标”发展战略，依靠科技进步，不断探索冶金渣高附加值产发展战略，依靠科技进步，不断探索冶金渣高附加值产品研发途径，使公司的冶金固废处理能力和技术达到了国际一流水平。品研发途径，使公司的冶金固废处理能力和技术达到了国际一流水平。一、钢渣一、钢渣粉应用的战略意义粉应用的战略意义 随着我国经济的迅猛发展，环境和资源问题正成为我国经随着我国经济的迅猛发展，环境和资源问题正成为我国经济发展的瓶颈，冶金渣的利用是可持续发展的核心之一，我
3、们济发展的瓶颈，冶金渣的利用是可持续发展的核心之一，我们钢铁工业中高炉矿渣已经基本实现零排放，转炉钢尾渣却没有钢铁工业中高炉矿渣已经基本实现零排放，转炉钢尾渣却没有完全利用，只是简单的填埋和堆积，利用率较低。据统计，我完全利用，只是简单的填埋和堆积，利用率较低。据统计，我国每年所产生的钢渣排放量国每年所产生的钢渣排放量在在1 1亿亿吨以上，每年产生钢尾渣保守吨以上，每年产生钢尾渣保守估计达到估计达到70007000万吨，且绝大多数无法得到利用，钢尾渣的堆放万吨，且绝大多数无法得到利用，钢尾渣的堆放对环境造成巨大的污染，浪费了大面积的占地，这严重制约了对环境造成巨大的污染，浪费了大面积的占地，这
4、严重制约了钢铁工业循环经济的发展。钢铁工业循环经济的发展。 1 1吨水泥的产生需要吨水泥的产生需要1.11.1吨左右的石灰石矿，产生吨左右的石灰石矿，产生0.8150.815吨吨二氧化碳，二氧化碳，20142014年我国水泥的产量约为年我国水泥的产量约为2525亿吨，大约需要亿吨，大约需要2828亿吨石灰石矿开采，产生约亿吨石灰石矿开采，产生约2020亿吨的二氧化碳，并且需要大亿吨的二氧化碳，并且需要大量的能源和其他社会资源，这不但污染环境，而且造成大量量的能源和其他社会资源，这不但污染环境，而且造成大量的不可再生资源过度开采。钢渣粉是转炉钢尾渣粉磨一定细的不可再生资源过度开采。钢渣粉是转炉钢
5、尾渣粉磨一定细度后的活性掺和料，钢铁渣粉是钢渣粉与矿渣粉按一定比例度后的活性掺和料，钢铁渣粉是钢渣粉与矿渣粉按一定比例混合的活性掺和料，钢渣粉、钢铁渣粉都可以代替熟料应用混合的活性掺和料，钢渣粉、钢铁渣粉都可以代替熟料应用在水泥中，也可以代替水泥应用在混凝土中。在水泥中，也可以代替水泥应用在混凝土中。通过试验研究，钢渣粉或钢铁渣粉可以代替通过试验研究，钢渣粉或钢铁渣粉可以代替20%20%左右的熟左右的熟料应用在水泥，钢渣粉或钢铁渣粉可以代替料应用在水泥，钢渣粉或钢铁渣粉可以代替20%20%左右的水泥左右的水泥应用在混凝土中，如果能够将钢渣粉或钢铁渣粉真正应用到应用在混凝土中，如果能够将钢渣粉或
6、钢铁渣粉真正应用到水泥、混凝土中，按水泥、混凝土中，按20142014年年2525亿吨水泥产量计算，仅在水泥亿吨水泥产量计算，仅在水泥应用方面就可以减少应用方面就可以减少5 5亿吨矿山的开采，二氧化碳减排亿吨矿山的开采，二氧化碳减排4 4亿吨，亿吨，可以消耗钢渣粉或钢铁渣粉可以消耗钢渣粉或钢铁渣粉5 5亿吨，全国每年产生的亿吨，全国每年产生的70007000万万吨左右的钢尾渣将全部被消化，真正实现冶金渣固废的全部吨左右的钢尾渣将全部被消化，真正实现冶金渣固废的全部利用，不但如此，利用，不但如此，70007000万吨钢尾渣的利用可以带来将近万吨钢尾渣的利用可以带来将近2020亿亿元的收入。元的收
7、入。 二二、钢渣钢渣粉生产工艺技术粉生产工艺技术2008年，公司在掌握了钢渣处理全套工艺技术的基年，公司在掌握了钢渣处理全套工艺技术的基础上，创造性地提出熔融钢渣热闷、磁选、深加工生产础上，创造性地提出熔融钢渣热闷、磁选、深加工生产工艺，打破了一个多世纪以来钢渣处理的误区，为钢渣工艺，打破了一个多世纪以来钢渣处理的误区，为钢渣深加工利用找到了切实可行的途径。该工艺属于国内首深加工利用找到了切实可行的途径。该工艺属于国内首创，具有适应性强、渣铁分离度大、稳定性好、活性好创，具有适应性强、渣铁分离度大、稳定性好、活性好,金属回收率高和安全可靠的特点。公司在鲅鱼圈钢铁新金属回收率高和安全可靠的特点。
8、公司在鲅鱼圈钢铁新区的钢渣处理上首次采用该工艺，成为了国内第一家成区的钢渣处理上首次采用该工艺，成为了国内第一家成功采用熔融钢渣入池热闷工艺的企业。功采用熔融钢渣入池热闷工艺的企业。1、闷闷渣处理工艺渣处理工艺来罐来罐接罐接罐翻渣翻渣出渣出渣翻满打水翻满打水打水打水松渣松渣闷渣闷渣闷渣工艺流程闷渣处理工艺优点渣铁分离更彻底；渣铁分离更彻底；粉化率高；粉化率高；钢渣浸水膨胀率钢渣浸水膨胀率2%2%以下；以下；消除钢渣的膨胀性，稳定性好，为钢尾渣消除钢渣的膨胀性，稳定性好，为钢尾渣生产钢渣粉创造有利条件。生产钢渣粉创造有利条件。（2）解决了钢渣的活性指数问题）解决了钢渣的活性指数问题（3）解决了渣
9、铁分离的问题）解决了渣铁分离的问题（4）解决爆炸的问题）解决爆炸的问题（1 1）解决了钢渣的稳定性问题）解决了钢渣的稳定性问题（5）解决混合排放处理所带来的问题）解决混合排放处理所带来的问题高炉炼铁高炉炼铁铁水脱硫铁水脱硫转炉炼钢转炉炼钢炉外精炼炉外精炼脱硫渣脱硫渣转炉钢渣转炉钢渣精炼渣精炼渣2、磁选处理工艺、磁选处理工艺 钢渣中由于含铁量高，钢渣中由于含铁量高，造成钢渣难磨的问题，而造成钢渣难磨的问题，而矿渣开发公司经过世界领矿渣开发公司经过世界领先的磁选生产线进行加工先的磁选生产线进行加工，采用先进的磁选技术，使采用先进的磁选技术，使钢尾渣的金属铁含量小于钢尾渣的金属铁含量小于2.0%，能
10、够有利于钢渣粉，能够有利于钢渣粉深加工磨细利用。深加工磨细利用。 矿渣开发公司在德国矿渣开发公司在德国带磁技术的基础上，通过带磁技术的基础上，通过技术改进，采用磁场选别技术改进，采用磁场选别技术，创造性地采用宽带技术，创造性地采用宽带高效新型带磁技术，该项高效新型带磁技术，该项技术是国际上最先进的磁技术是国际上最先进的磁选技术，列入国家选技术，列入国家“十二十二五五”冶金渣处理重点攻关冶金渣处理重点攻关项目。项目。传统钢渣渣处理理磁磁选技技术采用磁采用磁辊。 3 3、钢渣粉生产工艺原料储存原料储存静态选粉机静态选粉机钢渣粉库钢渣粉库钢渣粉磨工艺主要环节示意图钢渣粉磨工艺主要环节示意图旋风筒旋风
11、筒高效选粉机高效选粉机高压辊压机高压辊压机计量计量1 1）、）、采用三级磁选与高效辊压机相结合的技术，边磨边选，采用三级磁选与高效辊压机相结合的技术，边磨边选，成功解决了钢渣中含铁高、易富集、难选、难磨的技术问题，成功解决了钢渣中含铁高、易富集、难选、难磨的技术问题，加工后的钢渣粉中金属铁含量小于加工后的钢渣粉中金属铁含量小于0.02%。传统管磨机系统对无法选铁传统管磨机系统对无法选铁，对建材产品质量有影响满足不了建材产，对建材产品质量有影响满足不了建材产品的要求。品的要求。立磨在粉磨钢渣过程中，连续运转的情况下，辊压磨盘上会出现金属立磨在粉磨钢渣过程中，连续运转的情况下，辊压磨盘上会出现金属
12、杂质的杂质的“富集现象富集现象”，被磨物料料床中的金属杂质的含量越来越高，粉，被磨物料料床中的金属杂质的含量越来越高，粉磨部件磨损进展加速，电耗迅速提高，产能急剧下降。（见下图）磨部件磨损进展加速，电耗迅速提高，产能急剧下降。（见下图） 铁富集铁富集高压辊压机粉磨物料为开路粉磨，同时在循环过程中设高压辊压机粉磨物料为开路粉磨，同时在循环过程中设置多道磁选，将物料中的铁选别出来，不存在铁在设备中富置多道磁选，将物料中的铁选别出来，不存在铁在设备中富集的问题。集的问题。2)2)、采用了辊压机终粉磨和动、静态选粉机相结合以及高料量循环技术，、采用了辊压机终粉磨和动、静态选粉机相结合以及高料量循环技术
13、，成功解决了钢渣大规模生产中粉磨细度和加工能力的问题，生产过程成功解决了钢渣大规模生产中粉磨细度和加工能力的问题，生产过程中台时产量可达中台时产量可达8080吨每小时，可根据需要生产吨每小时，可根据需要生产400-550400-550平方米每千克平方米每千克不同比表面积的钢渣粉及钢铁渣粉产品。不同比表面积的钢渣粉及钢铁渣粉产品。POLYCOMPOLYCOM ：PMPM17/10-7C 17/10-7C 主机功率：主机功率： 2 x 660 kW 2 x 660 kW 工作压力：工作压力： 13500 kN13500 kN动态选粉机动态选粉机 ：ESW 200生产能力：生产能力：70t/h70t
14、/h；年产能：年产能：5050万吨万吨3)3)、采用国际领先的旋风筒分离半成品与动态选粉机终产采用国际领先的旋风筒分离半成品与动态选粉机终产品直接收集技术，成功解决了产成品及产品收集过程中糊品直接收集技术，成功解决了产成品及产品收集过程中糊袋、收集率低，污染的问题。袋、收集率低，污染的问题。4)、采用先进设计结构的静态选粉机技术，成功解决了生产、采用先进设计结构的静态选粉机技术，成功解决了生产加工过程中半成品料成饼打散的问题，确保了成品质量均匀加工过程中半成品料成饼打散的问题，确保了成品质量均匀性、稳定性。性、稳定性。在该工艺中选用的在该工艺中选用的静态选粉机静态选粉机STATOSEPSTAT
15、OSEP的结构设计根据钢渣的特的结构设计根据钢渣的特性性，采用了先进的结构设计，采用了先进的结构设计，用分用分离充气床替代了原有的导流叶片，离充气床替代了原有的导流叶片，风速更高，分布更均匀。无导流叶风速更高，分布更均匀。无导流叶片磨损，粗细粉分离更彻底，效率片磨损，粗细粉分离更彻底，效率更高。由于没有运转部件，不需要更高。由于没有运转部件，不需要驱动装置，简单可靠，特别适合磨驱动装置，简单可靠，特别适合磨蚀性较强的钢渣粉磨系统。蚀性较强的钢渣粉磨系统。5)5)、采用干料加工技术（含水率控制在、采用干料加工技术（含水率控制在2%2%以内），成功的解以内），成功的解决了确保钢渣粉活性的技术问题，
16、为钢渣粉成功大规模应决了确保钢渣粉活性的技术问题，为钢渣粉成功大规模应用于建材水泥混凝领域提供了技术保证。用于建材水泥混凝领域提供了技术保证。 由于钢渣具有一定的活性，如果在生产过程中打水由于钢渣具有一定的活性，如果在生产过程中打水会造成钢渣粉的活性降低。在该生产工艺中，不需要打水，会造成钢渣粉的活性降低。在该生产工艺中，不需要打水，物料进入辊压机受到挤压粉碎后瞬间通过辊压机。不需要物料进入辊压机受到挤压粉碎后瞬间通过辊压机。不需要像立磨生产工艺过程中，必须通过打水来产生稳定的料层。像立磨生产工艺过程中，必须通过打水来产生稳定的料层。三、钢渣粉产品的应用 1 1、产品性能介绍、产品性能介绍钢渣
17、粉是继矿渣粉之后又一种活性掺合料，是钢尾渣高附加值应用的方向。钢渣粉产品即可采用单独外掺技术又可以采用双掺技术应用于水泥和混凝土行业。鞍钢生产的比表面钢渣粉积400-500/kg的钢渣粉均满足国家标准一级钢渣粉的性能指标。比表面积可达到比表面积可达到500 500 /kg/kg以上，并可随需要进行以上，并可随需要进行调整。调整。7 7天活性达天活性达72%72%金属铁含量金属铁含量0.02%0.02%以下以下体积安定性合格体积安定性合格钢渣粉应用在建材行业中具有工作性好、稳定性钢渣粉应用在建材行业中具有工作性好、稳定性高等特点。高等特点。钢渣粉产品的优点及应用 钢渣粉可以的应用于建材、建筑工业
18、。在用于水泥和混凝土的生产实践中，不仅可以代替部分熟料生产高质量的水泥而且可大量减少其生产成本。同时钢渣粉属于碱性掺合料，可有效激发水泥、混凝土的活性，同时能够有效改善制成混凝土的流动度、水化热、抗腐蚀、抗微缩、强度、耐久性等多项指标。 钢渣粉生产线磁选的含铁物料钢渣粉生产线磁选的含铁物料钢渣粉钢渣粉钢铁渣粉钢铁渣粉1）、钢渣粉在高性能混凝土中的应用）、钢渣粉在高性能混凝土中的应用 将钢渣粉等量代替高强混凝土中胶凝材料，提高钢渣粉的使用价值，使钢渣粉成为高附加值产品，增加企业经济效益，真正实现钢尾渣的高附加值应用，大力发展循环经济，同时解决单一掺和超细矿渣粉后混凝土工作性差的问题，减少高强混凝
19、土的生产成本。2 钢渣粉应用钢渣粉应用混凝土（掺钢渣粉）试验结果混凝土（掺钢渣粉）试验结果试验试验编号编号水胶比水胶比水泥用量水泥用量kg/mkg/m3 3集料总量集料总量kg/mkg/m3 3钢渣粉钢渣粉kg/mkg/m3 3外加剂外加剂UNF-5UNF-5混凝土抗压强度混凝土抗压强度MPaMPa3d3d7d7d28d28dZF-1ZF-10.320.323843841814181496966.06.027.427.441.041.052.852.8ZF-2ZF-20.320.32336336181418141441446.06.025.325.338.438.454.054.0ZF-3ZF
20、-30.320.323843841814181496966.06.037.537.551.351.358.058.0ZF-4ZF-40.320.32336336181418141441446.06.034.334.346.346.357.057.0试验中对混凝土拌合物进行坍落度测试，测试数据依次为：试验中对混凝土拌合物进行坍落度测试，测试数据依次为：255mm255mm，250mm250mm，230mm230mm，250mm250mm工作性良好。工作性良好。所所列试验结果采用台泥列试验结果采用台泥P.O42.5P.O42.5级水泥，单掺钢渣粉掺量占胶凝材总量级水泥，单掺钢渣粉掺量占胶凝材总量3
21、0%30%，萘系减水，萘系减水剂剂UNF-5UNF-5掺量掺量1.2%1.2%，碎石，碎石5-25mm5-25mm，砂细度模数，砂细度模数2.42.4，含泥量，含泥量2%2%。试验试验编号编号水胶比水胶比胶材总量胶材总量kg/mkg/m3 3集料总量集料总量kg/mkg/m3 3钢渣粉钢渣粉kg/mkg/m3 3外加剂外加剂UNF-5UNF-5混凝土抗压强度混凝土抗压强度MPaMPa3d3d7d7d28d28dZF-10ZF-100.340.34440440185018501321325.35.340.740.754.154.1ZF-11ZF-110.310.31480480181718171
22、441445.85.842.842.855.855.8ZF-12ZF-120.300.30530530178517851561566.26.246.846.860.060.0ZF-13ZF-130.280.28560560175217521681686.76.752.652.665.865.8ZF-14ZF-140.270.27600600172017201801807.27.256.256.270.570.5混凝土（掺钢渣粉）试验结果混凝土（掺钢渣粉）试验结果 钢铁渣粉应用混凝土钢铁渣粉应用混凝土试验试验试验试验编号编号水胶比水胶比胶材总量胶材总量kg/mkg/m3 3集料总量集料总量kg/
23、mkg/m3 3钢渣粉钢渣粉/ /矿渣粉矿渣粉外加剂外加剂UNF-5UNF-5混凝土抗压强度混凝土抗压强度MPaMPa3d3d7d7d28d28dZF-67ZF-670.340.344404401850185066/6666/665.35.335.435.448.148.160.760.7ZF-68ZF-680.320.324804801817181772/7272/725.85.843.043.051.151.161.661.6ZF-69ZF-690.300.305205201785178578/7878/786.26.246.946.956.956.965.765.7混凝土（钢渣粉混凝土（
24、钢渣粉+ +矿渣粉复合掺合料）试验结果矿渣粉复合掺合料）试验结果 将钢渣粉等量代替高性能混凝土中胶凝材料，提高钢渣粉的使用价值，使钢渣粉成为高附加值产品，增加企业经济效益，真正实现钢尾渣的高附加值应用，大力发展循环经济，同时解决单一掺和超细矿渣粉后混凝土工作性差的问题，减少高强混凝土的生产成本。 鞍钢建设公司、鞍钢房产公司等多家大型建材公司已经批量使用鞍钢钢渣粉、钢铁渣粉，鞍钢钢渣粉也成功应用于沈阳滨河湾浇筑工程地梁部位，现场测试混凝土拌合物坍落度230mm，坍落扩展度530mm，坍落度于初始坍落度比较，损失较小，拌合物不粘滞，易于泵送，浇筑顺畅，且混凝土强度达到初始设计要求C30混凝土标准,
25、钢渣粉应用于高性能混凝土已经通过辽宁省沈阳市科学成果鉴定。2)、在混凝土中的工程应用在混凝土中的工程应用钢渣粉成功应用于沈阳滨河湾浇筑工程地梁部位钢渣粉成功应用于沈阳滨河湾浇筑工程地梁部位u炼钢三工区改造工程炼钢三工区改造工程u大型厂改造工程大型厂改造工程u冷轧厂高强连退冷轧厂高强连退工程工程u鞍钢人才公寓工程鞍钢人才公寓工程 人人工工鱼鱼礁礁就就是是模模仿仿天天然然珊珊瑚瑚礁礁的的功功能能给给鱼鱼搭搭窝窝，不不仅仅具具有有聚聚鱼鱼效效果果，还还具具有有显显著著的的净净化化海海水水、恢恢复复海海岸岸带带生生态态系系统统的的功功能能。为为了了进进一一步步降降低低人人工工鱼鱼礁礁混混凝凝土土的的原
26、原料料成成本本，促促进进节节能能减减排排。该该人人工工鱼鱼礁礁混混凝凝土土胶胶凝凝材材料料几几乎乎全全部部利利用用钢钢尾尾渣渣、矿矿渣渣、脱脱硫硫石石膏膏。采采用用1%1%水水泥泥熟熟料料，胶胶凝凝材材料料99%99%由由超超细细矿矿渣渣粉粉、钢钢渣渣粉粉和和脱脱硫硫石石膏膏代代替替，比比普普通通人人工工鱼鱼礁礁混混凝凝土土减减排排90%90%以以上上的的COCO2 2。目目前前已已完完成成国国家家海海洋洋局局重重大大工工益益项项目目“基基于于生生态态系系统统的的海海洋洋牧牧场场研研究究与与示示范范”，并通过验收。，并通过验收。3 3）、钢渣）、钢渣粉应用于绿色混凝土人工鱼礁粉应用于绿色混凝土
27、人工鱼礁钢渣粉制作的海底人工鱼礁及其应用钢渣粉制作的海底人工鱼礁及其应用钢渣粉制作的海底人工鱼礁及其应用钢渣粉制作的海底人工鱼礁及其应用4）、钢渣粉在低碱水泥中的应用 低碱水泥是指水泥中氧化钾、氧化钠的含量以等当量氧化钠计不超过0.6%，水泥中的碱(Na2O,K2O等)与集料(即混凝土的沙,石等)中的某些有害化学成份发生化学反应、形成碱的硅酸盐凝胶,体积增大10倍、产生膨胀应力、从而导致混凝土开裂和破坏，使用低碱水泥是预防混凝土中碱集料反应的主要途径之一 ，采用低碱水泥能够有效地预防碱集料反应。避免水泥砼体的开裂,崩塌。生产低碱水泥，需要使用低碱孰料、低碱石膏和低碱矿物掺合料，低碱孰料又必须是用低碱石灰石和其它低碱原材料生产，钢渣粉中氧化钾、氧化钠含量极低，可以代替水泥中熟料用于生产低碱水泥，减少石灰石矿开采，降低生产低碱水泥成本。低碱水泥
