即 转变为Ｍ Ｈ ， 以Ｏ ）， 硬化浆体表 面有肉眼可 见的 裂缝， 安定性严重不良； Ｍ 方铁石即 而贫 ｇ 使在 ５ Ｐ 条件 Ｍａ 下 压蒸７ｈ仍未与 ２， 水反应， 性良 富 Ｍ 方 安定 好； ｇ 铁石和铁方镁石在压蒸条件下会发生水化反应， 产生的微 膨胀对钢渣 制品 定性无不良 的安 影响。可见， Ｍ 的 Ｒ 相安定 含 ｇ Ｏ 性受ＭＯ Ｆ ｇ／ｅ 值的 Ｏ比 影响， 比值越小 Ｒ Ｏ
文章编号 ： ０－６５ ０ ） ９０ ５ １ １１２（０７０－ ８－ ０ ２ ５ ０ ０
Ｒ ｃｎ Ｄ ｖｌ ｍｅｔ ｔ ｌ Ｓａｉｔ ｄ ｔ ａｎ Ａ ｔｉ ｅｅｔ ｅ ｐ ｎ ｏ Ｓ ｅＳａ ｔｂｉ ａ Ａ ｉ ｔｇ ｉｔ ｅ ｏ ｆ ｌ ｅ ｇ ｌ ｎ ｃｖ ｉ ｃｖｙ ｙ
Ｚ Ａ Ｇ ｎ－ｅｇ ＬＵ ｔ ， Ｇ －ｅ， ｉａ， Ｕ ｇｈ ， Ｎ Ｘｔ ｏｇｓ ｎ ， Ｆ － ｎ Ｗ Ｎ Ｊ ｎｗｉＬ ＹｋｉＺ Ｏ Ｚ ｎ－ ｉＣ Ｅ Ｇ ｔ ＨＮ Ｔ ｈ Ｉ ｕｉ ａ Ａ ｉ ａ ｌ － Ｈ ｏ ｕ Ｈ ｉ
龙金项目： 本课题由国家“ 十一五’ 科技支撑计划项目 高性能水泥绿色制造工艺技术与装备’ “ 资助 作者简介： 张同生（９３ 男， １８一， 硕士研究生． 研究方向为 水泥材料与固体废气物资源化利用＿ 通讯作者： 刘福田，－ａ： Ｊ．＠ ． Ｅｍｄ－ ｉ ｕ ｅｕ． Ｕ ｊ ｄ ｏ
第２ ６卷 第 ５期 ２０ 年 １ ０７ ０月
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钢渣安定性与活性激发 的研究进展
张同 刘 生， 福田， 建伟， 王 李义凯， 辉， 新 周宗 程
方铁石都不会影响 钢渣的沸煮安定 即使 性， 高温高压也不能促使 Ｒ Ｏ相水化。因此，Ｏ Ｒ 相是稳定的。这一
结 在 光 等ｓ 低 度 渣 行 高 高 水 反 研 得 了 实； ） 对 安定 的 论 徐 亮 ［ 碱 钢 进 的 温 压 热 应 究中 到 证 （ Ｒ 相 钢渣 性 影 ７ 对 ２Ｏ
响 视其成分组成而 定。 根据 Ｒ 相的Ｋ Ｏ Ｍ值【Ｍ二 ｇ／ＦＯ十 ｎ ）可将高碱度钢渣分为３ １ａ 小 Ｋ ＭＯ （ｅ Ｍ Ｏ 〕 类［ ｙ ＺＭ ） 于１ Ｒ 相为 时，Ｏ 方铁石相， 不影响钢渣的安 定性；Ｍ大于１ Ｒ 相为方镁石相， 渣的安定性不良；Ｍ Ｋ 时，Ｏ 钢 Ｋ 等于１ 以上２ 时， 种情况都有可能。 ｅｅｒ Ｓ ｌｓ 通过实验证实， Ｒ Ｇｉｌ 和 ｃｏｅ ｓｅ ｈｓｒ 当 Ｏ相中 ＭＯ的 ｇ 含量超过７％ ０
在 ａ不 响 渣的 定 ［。 有 量Ｃ 以 离 形 存 ， ａ水 生 ａＯ ） 体 增 的Ｃ 影 钢 安 性９ 只 少 ａ 游 态 式 在， ０ 化 成Ｃ（Ｈ２ 积 大 Ｏ １ ３ Ｏ ｆ － Ｃ ，
１ ８ 国内 ． 倍， 外一致认为这是导 ９ 致钢渣安定性不良 的主要原因。－ａ 生成主要有３ ｆ Ｏ的 Ｃ 种方式， 未吸收 即： 的原生 ＣＯ部分吸 ａ、 收的弥散状 ＣＯ ａ 和在液渣中 析晶的次生 ＣＯ ａ。不论哪种方式生成的ｆ ａ － Ｏ都经历了 Ｃ １ ０ 左右的 ６℃ ０ 高温锻烧， 其矿物 结晶 完好、 晶粒粗大， 溶有一定量的ＦＯＭ 和 Ｍ Ｏ水化速率缓慢， 并固 ｅ， 夕 ｎ， 被称为“ 死烧” ａｏ钢渣中ｆ ａ 的Ｃｏ － Ｏ含量在１ ７ 其含量不仅与原料、 Ｃ ％－％， 炼钢方式及 钢渣的冷却方式等有 关， 钢渣处理工 还与 艺中的 湿水程度、 时间、 温度和钢渣的粒度变化有关。宝钢钢渣的安定性试验［表明： ９ ］ 钢渣经湿水或经 一段时间的自 存放后，Ｃｏ 然 ｊ ａ 含量降低至 ３ － ％以内， 不论是 自 然养护还是蒸气养护钢渣的
万方数据
第 ５期
张同生等 ： 钢渣安定性与活性激发的研究进展
的硅酸 铝酸 盐、 盐及铁铝酸盐等 矿物。当 钢渣碱 度大于１ 时， 有６％ ８％的ＣＳ ＇； ． 便含 ０ 一０ ８ ２ 和Ｃｓ随着碱度的
增 ， ｓ 量 多 当 度 到２ 时，渣 主 矿 为Ｃ ［３ 大 Ｃ 含 增 ； 碱 达 ． 钢 的 要 物 ３＇ｏ ＇ ５ Ｓ， ｀
安定性都符合有关标准。
２３ Ｒ 相与方 ．． Ｏ ２ 镁石晶体（四）ＦＯ Ｍ ， 对钢渣安定 ｅ 性的 影响 ｆ ｇ（ － ０方镁石） Ｍ 水化生成 Ｍ （Ｈ ２ ｇＯ ）， 体积增大２４ 倍， ． ８ 称为方 镁石水解。 钢渣中 －ｇ ｆ ０含量为 １ － Ｍ ％ １％． ０ ０ Ｍ 在钢渣中的 ｇ 存在形式 取决于钢渣的 碱度。低 碱度钢渣中Ｍ０主要生成钙镁橄榄石和镁蔷薇辉 ｇ 石， 以化合 态形式存在， 此时的Ｒ 相主要是以ＦＯ Ｏ ｅ 为基体的固溶体（ 方铁石）儿乎不存在ｆ ． ， －９ 高碱度 Ｍ０ 钢渣中Ｍ 除少量固溶于硅酸 夕 盐相外， 主要与 Ｆ ｅ ＭＯ Ｏ和 ｎ 形成以Ｍ 为基体的 Ｒ 相。 夕 Ｏ 对于Ｒ 相中的 Ｏ
〔 济南大 学材料科 学与工程 学院 ， 济南 ２０２ ５０２
摘要： 钢渣是炼钢过程中产 废渣， 生的 高碱度钢渣中含有较多的ＣＳ ， 和ｑＳ因而 ， 具有一定的 胶凝活性，用于 可 生产
钢渣水泥。但高碱度钢渣中游离氧化钙含量较高， 使钢渣水泥 的安定性不 良。必须对钢渣进行 适当 的处理 ， 解决 其安定性向题 ， 并通过机械或化学的方法激发其活性。本 文对钢渣膨 胀的诱因与抑制措施 、 活性激发等问题进行 了详细的探讨。 关键词 ： 钢渣；钢渣水泥；安定性 ；活性激发 中图分类号 ：０ ７ Ｔ １２ 文献标识码 ； Ａ
Ｍ 否 响 渣 体 安 性 目 有 种不 的 点： ）０ 是 定的 Ｓｔ＇ 为 ｇ Ｏ 四是 影 钢 的 积 定 ， 前 几 同 观 （ Ｒ 相 稳 。 ｕ ［ 认 含Ｍ 的Ｒ １ ｉ０ ．， 相中 有Ｆ或Ｍ， 么Ｒ 相 是 定 。 明 ［认 Ｏ 不 是ＭＯ ｎ－Ｏ 式的 溶 还 含 ｅ ｎ 那 Ｏ 就 稳 的 唐 述 １ 为Ｒ 相 论 ｇ－ Ｏ ｅ形 固 体 是 ｑ Ｍ Ｆ
生料组份 烧制水泥熟 作为熟料替代物生产少 掺人 料； 熟料或无熟料 钢渣水泥； 作水泥、 混凝土的 活性掺合料。
不论哪种利用途径 ， 关键问题都是在最大限度地激发钢渣活性的同时尽可能地解决钢渣安定性问题。
２ 钢渣的几种特性
２１ 胶凝活 ． 性 钢渣所具有的潜在 胶凝活性是其 应用于 水泥、 混凝土领域的 价值所在。钢渣的 胶凝活 性来源于其含有
（ｃｏ ｏＭｔｉ ｅｅ Ｅｇ ｅｉ Ｕｉｒｔｏ ｏ ｌｅ２０２， ｎ ｎｉｅｎ， ｖｓ Ｒａ， ｎ ０２ Ｃｉ ） Ｓｈｌ ａｒｌＳ ｎ ｅ ｏ ｆ ｅａ ｃ ｃ ｎ ｓ ｉ ｄ ｎ ｒｇ ｎｅｉ ｆ ｎ ｉ ５ ｙ ｎ ｈａ
ＡｓａｔＳｅｓｇ ｋ ｄ ｎ ｓａｗｓ ｓｇ ｕ ｄ ｉ ｔ ｐ ｃｓｏｍｌ ｇ ｌＳｅ ｂｒ ； ｌ ｉ ｉ ｏｉｕｒｌ ｅ ｐ ｄ ｅ ｄｒｇ ｒｅ ｆ ｉ ｓｅ ｔｌ ｔｃ ｔ ｌ ｓ ｎ ｆ ｔ ａ ｌ ｒ ｃ ｕｎ ｈ ｏ ｓ ｅ ｎ ｔ ． ｅ ａ ａ ｄ ｉ ｔ ａ ｏ ｅ ｔ ｅ ｅ ｓｇ ｈｈ ｂ ｉｔｈ ｐｔｔｌ ａｉｒｃｖ ， ｕ ｏｉｈ ｈ ｃ ｔｔ ， ａ ＣＳ ｌ ｗｈ ｅ ａｃ ｏｎａｈ ｒ ｌ ｅ ｔｉ ｂｃ ｓ ｆ ｉｅ ｏｅ ｏＣＳ ２． ａ ｉ ｉ ｒ ｉ ａ ｅｉ ｙ ｕｃ ｉｔ ｅ ｅ ｓ ｒ ｎ ｆ ｎ ｔ ｇ ｓ ｙ ｓ ｄ ａ ｙ ａ ｔ ｇ ｎ ｄ Ｔｅｆ ， ｎ ｕ ｄ ｔｌ ｃ ｅ ． ｅ ｒｔ ｃ ｔｔ ＣＯ ｔｌ ｉｒ ｓ ｗｔ ｈ ｏ ｉ ａ ｂ ｓ ｉｓｅｓｇ ｎ Ｈｗｖ ， ｏｅ ｏ － ｉｓｅｓｇ ａｓ ｅｅ ｃ ｒ ｒ ｔ ｅ ｎ ｌ ｅ ｔ ｏ ｅ ｈ ｎｎ ｆ ａ ｎ ｌ ｎ ｅ ｉ ｅ ｅ ａ ｍ ｅ ｆ ｅ ａ ｃ ｅ ｈ ｉｒ ｓｏｉ ｂ ｉ ｕｉ ｉｐ ｒ ｍ ｓｂ ｔ Ｃｎｑｅｌ ｓｅｓｇ ｄｔｂ ｐ ｔａｄ ｎ ａ ｆ ａｃ ｒ ｌ ｇ ｏ ｖｕ ｅ ｉｙ ｏｓ ｕ ｔ， ｌ ｎ ｓ ｅ ｒｔ ｃ ｅ ｔ ｓｉ ｅ ｔ ｎ ｏ ｅ ｓ ｔ ｓ ｎ ｙ ｏ ｌ ｔ ｌ ． ｅ ｎｙ ｔ ｌ ｅ ｏ ｒ ｅｅ ａｉ ｅ ａ ｅ ｅ ｔｉｐ ｖｉ ｖｕｅ ｉ ｉ ａｉ ｕ ｂ ａｉｔ 场 ｍｃａｃ ｏｃ ｍｃ ｍｔ ｄ ｏ ｒｅ ｏ ｍ ｓｂｉ ａ ｔ ｃ ｉ ｓ ｌ ｅ ｖｅ ｍ ｏ ｔ ｌ ｔ ｌ ｎ ｓ ｖ ｈ ｄ ｃ ａｄ ｓ ａ ｔ ｄ ｔｔ ｏ ｙ ｙ ｔ ｅ ｎａ ｒ ｉｌ ｏ ． ｈ ｉｌ ｈ ａ ｅ ｓ ｅ ｈ Ｔｅ ｃ ｅｔ ｒｔｉ ｏｖｕｉ ｌ ｎｏ ｗｅ ｓｅｓｇ ｕ ｄ ｅｅｔｇ ａｗｌ ｈ ｉｕｅ ｎａｄ ｒｎ ｆ ｍ ａｅ ａｓｎ ｎ ｌ ｗｓ ｉｃ ｎｎ ａ ａ ｅ ｎ ｍ ｎ ｅ ａ ｔ ｌ ｎ ｘ ｉ ｈ ｔ ｌ ａ ｓ ｎ ｉ ｒ ｓ ｄ ｓ ｏ ｐ ｅ ａ ｅ ｍ ｅ ｌ
２ 易磨性 ． ２ 普遍认为钢渣是 难以粉 磨的 物料， 生产中也的 确存在一个事实， 即同一条粉磨生产线用于粉磨钢渣时，
磨 的 量 著 低 品 指 不 。 渣的 磨 其矿 成 结 有 ，〕 实 研 ［ ， 机 产 显 降 （ 质 标 变） 钢 易 性与 物组 和 构 关 。 验 究５ ］ 钢 表明
渣粉 磨的筛余物９％以 ７ 上的 是金属铁。 钢渣易磨性差的原因在于： 钢渣中 含有 几乎不能被磨细的 金属铁， 而不 是钢 渣矿物本身的 原因。 将钢渣 进行磁选除铁后， 钢渣的易磨性得到 显著改善。随 着冶金行业钢渣分 离技术的 优化与完善， 这一问题 将得到较好的 解决。
２３ 安定性 ．
体积安定性是钢渣 用于 水泥、 混凝土领域时需要考 虑的重要因素 之一。钢渣中含有较多的游离 ＣＯ ａ， ＭＯＦＯ 特 ｇ ， 等， 别是ｆ ａ ，ｇ 水化 ｅ － Ｏ ＭＯ 后易产生体积膨 被认为是 Ｃ 胀， 影响 钢渣安定性的主 要因 素。 ２３１ 游离氧 ．． 化钙子ＣＯ 对钢 ａ） 渣安定 性的 影响 钢渣中 绝大多数ＣＯ ａ 都参与反 应生成了 硅酸盐、 铝酸盐及铁铝酸 盐等活性矿物， 此类化合态形式存 以