高炉水碎炉渣、由其得到的细骨料以及它们的生产方法技术

一种单位体积质量为１．４５千克／升或以上、细度系数为３．７或以上的新型高炉水碎炉渣，以及简单并高效地生产所述高炉水碎炉渣的方法，该方法包括：使１３５０－１４００℃的高炉渣以２－５吨／分钟的流量流出，以５－８米／秒的流速向炉渣喷射水，水与炉渣的重量比为７－１５。与传统的高炉水碎炉渣相比，这种高炉水碎炉渣具有较大的颗粒直径和较高的密度，因此在通过破碎、磨碎或其它类似方法进行粒度调整后，所述高炉水碎炉渣也适合被用作混凝土的细骨料。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术主要涉及粗粒的硬质高炉水碎炉渣(粒状高炉炉渣)及其生产方法，具体地说，涉及对该水碎炉渣的粒度进行调整并使其成为粗粒并且硬质(高比重)的细骨料的方法，以及由此方法得到的细骨料。
技术介绍
高炉的炉渣经常以向处于熔融状态的炉渣喷射冷却水进行急冷，使其成为水碎炉渣的方式得到利用。这种急冷处理称为水碎处理。目前，高炉水碎炉渣的生产方法大致分为熔融的炉渣由接收池接收后对其进行水碎的“炉外方法”与对从高炉排出的熔融炉渣原样进行水碎的“炉前方法”。虽然由此得到的水碎炉渣根据其形状主要被分为成为水泥等的原料的“软质水碎炉渣”与适合混凝土用细骨料的“硬质水碎炉渣”，但大部分水碎炉渣成为适合水泥原料的软质水碎炉渣。此外，JISA5011中对适合混凝土用细骨料的硬质水碎炉渣作出了规定。当将上述硬质水碎炉渣作为混凝土用细骨料加以利用时，仅使用硬质水碎炉渣的情况很少。也就是说，向天然砂、砂砾中混入这种硬质水碎炉渣来使用是很普通的。其原因是硬质水碎炉渣具有水硬性，在存储时与水发生反应粘结，成为细骨料不优选的形态。这就是说，原样保持了水分的硬质水碎炉渣不适合单独长时间保存。一般来说，对混凝土用细骨料的粒度有详细的规定。可是，最近的天然砂能满足该规格的很少，通过混合碎砂等来调整粒度是很普通的。当将水碎炉渣用作碎砂等的代替品时，有必要根据待混合的天然砂的粒度分布来调整该水碎炉渣的粒度。这就是说，当天然砂为细粒时，需要混合粗粒水碎炉渣，而当天然砂为粗粒时，需要混合细粒水碎炉渣。此时，例如当需要细粒的硬质水碎炉渣时，虽然可以通过破碎或研磨将粒度较大的硬质水碎炉渣调整成为粒度较小的硬质水碎炉渣，但当需要粗粒的硬质水碎炉渣时，就需要粒度比目标粒度更大的硬质水碎炉渣。为了得到硬质的高炉水碎炉渣(在本申请中也简称为硬质水碎炉渣)，可以实施从(1)由炉外方法以及(2)由炉前方法得到的软质水碎炉渣中只选出高比重的硬质水碎炉渣的两种方法。在炉前方法的水碎处理中，关于软质水碎炉渣的生成条件，已知存在当出铁初期炉渣的流量较小时，所得的软质水碎炉渣的粒度变小；相反，当出铁末期炉渣的流量较大时，软质水碎炉渣的粒度变大的趋势。然而，还没有一种技术已知能提高生成的软质炉渣中所含的高比重硬质水碎炉渣的粒度。但是，在特公平6-39340号公报中有关于调整水碎炉渣的粒度的方法的示例。即该专利提出了一种将冷却炉渣的冷却水从4个位置的喷嘴喷射出来，独立控制各个喷嘴的水压，分别生产硬质水碎炉渣和软质水碎炉渣的技术。在此技术中有当降低最初与熔融炉渣接触的冷却水的水压时，水碎炉渣的粒度变粗的记载。但是公开的这种方法仅仅是一种只能通过调整水压来调整炉渣的粒度，使其变粗或变细的技术，无法得到同时具备了与本申请专利技术一样高的单位体积质量和细度系数的高炉水碎炉渣。而且，该技术要求适当控制各喷嘴的水压，设备较为复杂。因此，不能说它是一种可以通过简单的设备来高效地使硬质水碎炉渣粒度变粗的方法。另外，由于通过该技术得到的高炉水碎炉渣的细度系数不够，因此在通过破碎或磨碎生产作为混凝土用细骨料的原料的、具有适宜粒度的细骨料时是不利的。本专利技术的第一个目的是提供一种比先有方法简单并且高效地生产具有先有方法无法得到的失粒度、并且高硬质的高炉水碎炉渣的方法，以及由该方法得到的高炉水碎炉渣。另外，本专利技术还提供了一种活用了本专利技术的高炉水碎炉渣的高粒度和高硬质的特征，通过调整它的粒度而得到的具有适宜的粒度和硬度的细骨料，以及这种细骨料的生产方法。专利技术的公开专利技术者们对实现上述目的的方法进行了不断的锐意研究，完成了本专利技术。也就是说，本专利技术首先是一种单位体积质量为1.45千克/升或以上、细度系数为3.7或以上的高炉水碎炉渣。此外，本申请也提供高炉水碎炉渣的生产方法的专利技术，该方法包括使1350-1400℃的高炉渣以2-5吨/分钟的流量流出，以5-8米/秒的流速向炉渣喷射水，并且水与炉渣的重量流量比为7-15。在所述高炉水碎炉渣的生产方法中，优选上述喷射水的温度为50-80℃和/或上述喷射水的压力为20-50kPa。另外，优选上述高炉水碎炉渣的生产方法均按炉外方法进行。因此，更优选将这些条件适当地组合起来进行。另外，本申请还提供细骨料的专利技术，该细骨料是通过对上述单位体积质量为1.45千克/升或以上、细度系数为3.7或以上的高炉水碎炉渣进行粒度调整而得到的。优选该细骨料是通过选自破碎法和磨碎法的至少一种方法调整粒度后得到的。另外，优选这些细骨料的单位体积质量均为1.6千克/升或以上，并且细度系数均为3.3-3.6。而且，本申请还提供细骨料的生产方法，该方法包括使1350-1400℃的高炉渣以2-5吨/分钟的流量流出，以5-8米/秒的流速向炉渣喷射水，并且水与炉渣的重量流量比为7-15，调整所得高炉水碎炉渣的粒度。在所述细骨料的生产方法中，优选上述喷射水的温度为50-80℃和/或上述喷射水的压力为20-50kPa。另外，优选上述细骨料的生产方法均按炉外方法进行。而且，在上述细骨料的生产方法中，均优选粒度调整通过选自破碎法和磨碎法的至少一种方法进行。因此，更优选将这些条件适当地组合起来进行。附图说明图1为表示采用炉外方法的硬质水碎炉渣生产设备的简图。实施专利技术的最佳方式本专利技术的高炉水碎炉渣的细度系数为3.7或以上，并且单位体积质量为1.45千克/升或以上。这里所用的“细度系数”是表示骨料粒度的一般指标，在本说明书中也用FM值或细度模数来表示。该细度系数(FM值)的定义如下将既定重量的样品用80、40、20、10、5、2.5、1.2、0.6、0.3和0.15mm的一系列筛网依次进行筛分，将粗的筛网一侧的总残留颗粒(各筛上残留的颗粒)的重量，即累计颗粒重量视为各筛的代表值，将各筛的累计颗粒重量相对于上述既定重量的百分率视为残留累计百分率；将各筛的残留累计百分率的总和除以100得到的值。过去，FM值为3.7或以上的高炉水碎炉渣在工业上是无法得到的，它在作为混凝土用细骨料使用时特别有利。从用途上来看优选将FM值的上限定为5。原因是在粒度调整之后，硬质水碎炉渣单独或与天然砂混合被用作细骨料，而在这种情况下细骨料的粒度通常被定为5mm或以下。因此，没有必要根据其用途、目的来限定上限值。另外，将单位体积质量定为1.45千克/升或以上的原因是作为混凝土用细骨料的原料该值是优选的，同时具备3.7或以上的细度系数是本申请的高炉水碎炉渣的特征。优选的单位体积质量的上限为1.70千克/升。这是因为通常所用的天然细骨料的单位体积质量为1.50-1.60千克/升。没有必要根据用途来限定上限值。接下来，本申请还提供高炉水碎炉渣的生产方法的专利技术，该方法包括使1350-1400℃的高炉渣以2-5吨/分钟的流量流出，以5-8米/秒的流速向炉渣喷射水，并且水与炉渣的重量流量比为7-15。针对本专利技术涉及的上述高炉水碎炉渣的生产方法，说明本专利技术开发过程中的情况。首先，专利技术者们为了明确水碎条件对水碎炉渣粒度的影响，在传统的适合水泥的软质水碎炉渣的生产设备中，对冷却水的排出流速进行各种改变来进行实验。结果发现，降低来自吹制装置喷嘴的冷却水的排出流速后，极为有效地使炉渣的粒度变粗。这里，上述排出速度是由下面的公式算出的。排出速度(米/秒)＝冷却水的流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高炉水碎炉渣，它的单位体积质量为１．４５千克／升或以上，细度系数为３．７或以上。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：当房博幸，后藤滋明，镰野秀行，
申请(专利权)人：杰富意钢铁株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]