隨著國家循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展,要求冶金行業(yè)廢棄資源實現(xiàn)再利用,特別是冶金渣、廢氣的再利用成為冶金行業(yè)循環(huán)經(jīng)濟關(guān)注的焦點。作為鋼渣綜合利用的較關(guān)鍵因素是鋼渣的安定性,影響安定性有多種原因,其中游離氧化鈣的水化分解是主要原因。鋼渣中的這些游離氧化鈣都經(jīng)受了1700℃左右的高溫煅燒,其結(jié)構(gòu)致密,結(jié)晶顆粒粗大,水化速度慢,在常溫下比水泥熟料中的煅燒(1400℃)f-CaO更難水化。同時,鋼渣中f-CaO固溶了一定量的FeO、MgO和MnO,反應能力降低,具有水化緩慢特點。當f-CaO與水接觸時,會漸漸消解生產(chǎn)Ca(OH)2,體積增加約一倍,使鋼渣中產(chǎn)生內(nèi)應力,內(nèi)應力隨f-CaO含量的增多而增大,當其超過鋼渣本身的結(jié)合力時,就會導致鋼渣崩裂甚至粉化。
目前轉(zhuǎn)爐鋼渣的處理主要采用熱潑法、燜渣法以及輪式水淬法,這些工藝中鋼渣安定性比較好的燜渣法、輪式水淬法處理工藝,游離CaO含量在3%以下,為鋼渣的合理利用創(chuàng)造了有利條件。從目前國內(nèi)的鋼渣實際利用情況看,主要為選鐵、鋪路、作為石料,而能夠作為土木建筑的并不多,雖然鋼渣微粉已經(jīng)有國家標準,但實際的應用仍然有顧慮。導致目前鋼渣的循環(huán)利用率很低。
然而,鋼渣的大量堆積將嚴重侵占土地,污染環(huán)境,破壞生態(tài),成為鋼企推進清潔生產(chǎn)和循環(huán)經(jīng)濟的一大障礙,延緩了生態(tài)文明建設步伐。
鋼渣燒制陶粒技術(shù)有效克服鋼渣后期膨脹而不能應用建材的世界難題,通過利用鋼渣富含鐵元素的特點來降低陶粒燒成溫度,相比較于頁巖粘土陶粒燒成溫度更低,不需開采天然石料和礦產(chǎn)資源,是一項值得推廣的節(jié)能減排的新興技術(shù)。
一、工藝流程
1、破碎:熱處理后的鋼渣,塊度一般為10~500mm左右,含有少量的水分。一般采用顎式破碎機和錘式破碎機組成的二級破碎系統(tǒng),將其粒度控制在≤8mm。
2、配料:鋼渣、錳渣粉、粉煤灰等幾種物料,分別被輸送到各自的料庫,庫下設置調(diào)速皮帶秤實現(xiàn)物料自動配料計量。
3、粉磨: 一般采用烘干兼粉磨的球磨機,配套高效選粉機,組成閉路系統(tǒng)。 烘干物料的熱風可以來自于回轉(zhuǎn)窯的廢氣,做到余熱利用;也可以設置門的熱風爐。
4、制球:出磨的生料粉在生料庫內(nèi)儲存。一般設置2~3個庫,可以單出料,也可以多庫搭配出料。生料粉被送入一個小料倉,料倉下設置螺旋計量裝置或者調(diào)速皮帶秤裝置,計量生料量。制球機旋轉(zhuǎn)過程中,可以制成各種粒徑的料球。
5、煅燒: 料球進入帶有一定斜度的回轉(zhuǎn)窯進行煅燒,其中隨著回轉(zhuǎn)窯的旋轉(zhuǎn),料球向窯頭滾動,同時煤粉從窯頭噴入窯內(nèi)燃燒,料球在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)被煅燒成強度很高的陶粒砂。煤粉燃燒器可以采用單風道噴煤管,簡單可靠,一次風量高;也可以采用多風道燃燒器,一次風量可以降低為煤粉燃燒所需風量的8%,提高了入窯二次風量,節(jié)能效果顯著。多風道燃燒器分為外軸流風、煤風、內(nèi)軸流風等,火焰形狀非常容易調(diào)節(jié)。
6、煤粉制備:煤粉的制備可以采用球磨或者立磨,可以從窯頭罩抽取熱風烘干煤粉。采用動態(tài)選粉機可以任意調(diào)節(jié)煤粉細度,為煤粉的充分燃燒提供了條件。
7、成品冷卻:陶粒的冷卻一般采用回轉(zhuǎn)式冷卻機,工作簡單可靠,冷卻機的二次風完全入窯,配合多通道燃燒器的使用,更可以節(jié)約大量的能耗。出冷卻機的陶粒砂溫度很低,可以用手抓起來。
8、篩分: 出冷卻機的陶粒砂,可以直接輸送到多級振動篩,按要求分為多個粒徑品級。
二、產(chǎn)品特點
陶粒之所以在全世界得到快速發(fā)展,是因為它具有其他材料所不具備的許多優(yōu)異性能,這一優(yōu)異性能,這一優(yōu)異性能使它具有了其他材料無法取代的作用。
陶粒特點:①密度小、質(zhì)輕:陶粒自身的堆積密度小于1100kg/m3,一般為300~900kg/m3。②保溫、隔熱:陶粒由于內(nèi)部多孔,故具有良好的保溫隔熱性,用它配制的混凝土熱導率一般為0.3~0.8W/km,比普通混凝土低1~2倍。③吸水率低,抗凍性能和耐久性能好:陶�;炷聊退�、堿腐蝕和抗凍性能優(yōu)于普通混凝土;鋼渣陶粒的產(chǎn)品特點很多主要的還是上面的三點。