生产钢和水硬活性胶结物的方法技术

一种生产钢和由炉渣生产水硬活性胶结物的方法，其特征在于通过添加其量超过５％（重量）的含有氧化铁的炉渣，例如炼钢渣、与铅熔池反应后的Ｃｕ转炉渣或来自废料焚化厂的氧化渣来精炼生铁。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种生产钢和水硬活性胶结物，例如高炉渣、熟料等的方法。当生产钢时，形成钢渣，由于所涉及的精炼方法，钢渣具有较高的氧化铁含量。常规钢渣含有MnO和FeO的量最高达33％(重量)。虽然高炉渣由于其良好的水硬性能和有利的低氧化铁含量，从而更易于用作基本建筑材料而值得注意，由于炼钢渣的组分未处理，即未经任何冶金后处理，所以炼钢厂炉渣不易用于建筑目的或类似目的，因而处置来自炼钢厂的炉渣变得日益困难。已有建议将钢厂炉渣与高炉渣一起破碎，并将其用作道路建筑的铺底材料。然而，在该场合下，由于炼钢厂炉渣中的较高CaO含量，也仅允许使用数量有限的炼钢厂炉渣。为了得到较高质量的产品，冶金上处理钢厂炉渣通常要涉及高能消耗，因而是不经济的。此外，在其他冶金方法或燃烧方法中，还产生含有较高氧化铁含量的炉渣。特别是，已知道Cu转炉渣常常含有氧化铁含量高于50％(重量)，而以较高氧化铁含量为特征的，得自废料和垃圾焚烧厂的渣也是已知的。本专利技术的目的是在于进一步处理炼钢厂炉渣以及开始时定义的，就如炼钢渣一样的那类含有较高氧化铁含量的炉渣，并将这些渣转化成较易使用的最终产品，即水硬性活性胶结物。为了解决这一问题，本专利技术的方法在于通过添加含有其量超过5％(重量)的氧化铁的炉渣，例如钢渣、与铅熔池反应后的Cu转炉渣或来自废料焚化厂氧化了的渣来精炼生铁。因此在本方法中，使用高氧化铁含量的液体炉渣，例如钢渣，以精炼含有较高碳和硅含量的生铁水。在进行这样的操作时，氧化铁基本上与碳或碳化铁反应，形成铁和一氧化碳，而炉渣中的氧化铁与生铁熔池中的硅反应形成铁和SiO2。这些反应部分是放热的，结果达到高度的经济性。由于钢渣中所含的氧化铁被还原，得到不同于原来炉渣分析的分析值，从而导致显著更良好的水硬性能。利用所含氧化铁氧化生铁熔池，并且，例如，在钢渣的场合下，可以达到将氧化铁含量降低至原来值的三分之一以下，从而使初始钢渣中其他组分的体积分额，相对于其在全部炉渣中的分额就增加了。因此得到的新的炉渣分析值不再符合原来的钢渣分析值。新的炉渣分析的特征是以显著地更良好的水硬模数和较高的硅酸三钙石含量为特征。尽管这样得到的，可以代表水泥熟料的炉渣最终产品，不符合标准波特兰水泥熟料，但得到了可适于与其他水硬性或潜在的水硬物质混合的极为良好的基材的最高质量硅酸三钙水泥熟料。以这一方式得到的水泥熟料特别适于与火山灰混合，其中可达到特别高的28天强度。类似于对钢渣的认识也可应用于Cu转炉渣和其他炉渣，其中，在Cu转炉渣的场合下，当然要小心不使铜进入钢溶池，铜的进入是不利于钢的。因此，首先必须在铅熔池中分离铜，在进入铁熔池之前从炉渣中除去铜。随后在铁熔池反应中还原铅本身，其中可以简单的方式分别排出铁和铅，因为铁和铅不能一起进入熔解态。在铁和钢熔池下面形成大量铅，在这种场合下钢和铅可分别排出。除了同时回收或再生金属部分外，由于可能将剩余的炉渣转化成被再次利用的高级产品，产生了显著的经济优点，使迄今为止尚无任何合适用途的炉渣可得到处置。为了能在生铁熔池内使所含碳进行所需的氧化并从而精炼成钢，有利的是以将氧化铁含量选择为超过8％(重量)，较佳为10％(重量)的方式进行处理。就上述基本反应而言，当它们在生铁熔池中发生时执行较高的温度是必要的。尽管至少是部分放热反应，所需的温度可由于热损耗而下降，损失的热可通过熔池电极以特别简单的方式再引入。由于其化学组成，可以用特别简单的方法将熔池用作一个电阻，生铁熔池可用作相反的电极。为了能以特别经济的方式实施本专利技术的方法，以及特别是，为了在可接受的时间期间内结束所需的反应，在任何情况下都需要使用1550℃以上温度，特别是1600℃的液体钢渣，以及1450-1550℃温度范围的生铁水，其中较佳的是将液相一起保持在1550℃以上温度，特别是1660℃-1800℃经3-8小时，特别是在6小时左右这样的方式进行处理。1800℃的上限是考虑硅酸三钙不稳定性的上限而选择的。为使形成的硅酸三钙不完全合用，必须将用作还原剂的生铁过热到至少1350℃。为了保证最佳的相形成以供炉渣的任何进一步使用，按照较佳工艺控制，规定了使用超过1550℃温度的液体钢渣。由于铁熔池的还原，炉渣的氧化铁含量，例如降低至约5％(重量)，本方法较佳的是以将炉渣转化成由15-25％(重量)熔融相(铝酸盐、铁酸盐)和熟料相(无机物、硅酸三钙石、二钙硅酸盐)组成的烧结相这样的方式进行。部分是由炉渣与生铁熔池的放热反应造成的所需过热，可通过外部加热进行，较佳的处理方式是使用电加热倾动式转炉作为混合容器。除了炉渣中较高的氧化铁含量外，保证合适的温度的另一方法是通过吹入或鼓入氧，将炉渣保持在过热温度下。特别是，如果要通过鼓入氧将炉渣保持在过热温度，较佳的处理方式是将与生铁反应的渣熔池高度选择在2和8cm之间，较佳为2-6cm，由此保证了仅仅是炉渣，而不是在位于其下部的铁熔池借助氧得到精炼。烧结相浮在铁熔池上，而还原的铁液滴从渣或烧结相沉积入铁熔池中。由于在烧结相中有高的沉积阻力，如上已指出的，将渣或烧结相的厚度限制在2-6cm也是有利的，金属铁能在3至8小时之间的滞留时间范围内几乎完全与渣相分离。调节所需炉渣参数的另一方法，在于将含少量硅酸的贫矿加入炉渣中，以便将其氧化铁含量提高到8％(重量)以上。较佳的是，还用CaCO3、Al2O3和/或SiO作为添加剂。特别是，当使用这些另外的添加剂时，来自此工艺过程的废热，即显热和化学热两者均可用于将这些物质预热。除了借助铅熔池回收铜以外，当然借助下述的处理方式也有利于实施回收锌，当使用Cu转炉渣时，铅从钢熔池下面排出而Zn由气相中冷凝出来。为补充损失的热，较佳的处理方式是，使用电加热倾动式转炉作为混合容器。作为渣与生铁的体积比的函数，炉渣中所含的氧化铁被还原，其中，当然，仅进行平衡反应，以致不易达到所含氧化铁的完全反应。当添加入液体渣相中的生铁水的量为1∶2-1∶3(重量)范围时，形成特别经济和有效的操作模式。烧结过的水泥熟料可按常规技术进一步处理。较佳的是，将还原的炉渣供入熟料冷却和粉碎装置，熟料以特别简单的方式按照直接方法被空气冷却。随后还可将已大大符合钢组成的精炼过的生铁水按照已知的钢后处理工序进一步处理。以下将通过示例性实施方案的方式详尽地解释本专利技术。实施例1将0.5份(重量)生铁水加入1份钢渣中，将该两相一起保持在1660℃经6小时。在反应期间，每公斤钢渣熔体形成35g一氧化碳，这相应于28标准升。钢渣分析如下SiO28Al2O37CaO45MgO5MnO＋FeO 30.5TiO21生铁分析如下Si 4C 5Fe 91在反应6小时后，渣分析和钢分析以如下方式变化渣分析(％)SiO213Al2O38.9CaO60MgO 6.4MnO＋FeO 10.5TiO21.3钢分析(％)Si 0C2Fe 97在鉴定用作水泥熟料的渣时，进行常规的水泥技术鉴定，得到如下数值。为了比较，下表还列出了波特兰熟料的典型范围。指标 值典型范围(波特兰熟料)水硬模数 1.85 1.7-2.3硅酸盐模数0.67 18-3.2硅酸模数 1.46 2.5-3.5三氧化二铝模数0.85 1.5-2.5石灰标准 1.1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：A·艾德林格，
申请(专利权)人：〃霍尔德班克〃财政家格拉卢斯有限公司，
类型：发明
国别省市：