imyjh@163.com
Cont

服务热线:

0555-3151398 13705554456

钢渣热闷法处理的技术原理

钢渣热闷法处理技术原理:

一、游离氧化钙快速消解,体积膨胀粉化机理


由于炼钢过程造渣时间短、投入的石灰过量,石灰被已经饱和的钢渣包裹,生成死烧石灰,一般固熔有氧化亚铁。另外,钢渣中的硅酸三钙在高温下分解,也产生游离氧化钙。

钢渣中游离氧化钙结晶致密、活性差,常温下水化反应慢,体积膨胀98%。根据渗透理论中传质系数K与表观扩散系数DH2O的关系可知,K随水蒸气浓度的增大而增大。因此,钢渣热闷法处理时游离氧化钙的消解速度取决于水蒸气浓度,即水蒸气浓度越大,反应时间越短。在自然条件下,一般需数年才能消解;但在高温和湿度大的条件下,可加速水化,使其稳定。所以,设计在密闭容器内利用钢渣余热,喷水产生过饱和蒸汽进行热闷,使钢渣中的游离氧化钙快速充分消解。


在钢渣热闷法处理中实测热闷装置中的水蒸气浓度为百分之百,一般空气中为3%-4%,两者比为25-33。经多次试验确定,在饱和蒸汽下热闷时间为8小时,钢渣粉化效果好,钢渣游离氧化钙消解稳定,浸水膨胀率小于2%,达到综合利用产品标准技术要求。


微信图片_20230209131113


二、钢渣热闷法处理过程中冷却收缩应力、相变应力和化学反应膨胀力的作用原理


钢渣由1000℃降温到35℃时,其体积变化揭示了钢渣热闷反应机理,即钢渣急冷由1000℃降至750℃时,在收缩应力的作用下碎裂;从750℃降到650℃时,钢渣主要成分硅酸二钙由β-C2S转变为γ-C2S,相变体积膨胀10%继续碎裂;降至650℃以下时,钢渣的收缩随温度降低趋缓,此阶段主要是游离氧化钙水化体积膨胀98%,使钢渣粉化。

1、在1000-750℃温度区间,钢渣冷却收缩系数呈现良好的线性关系;在750-650℃温度区间,呈非线性关系。

2、1000-750℃温度区间的冷却收缩系数K1= -1.506×10-2;650-35℃温度区间的冷却收缩系数K2= -1.59×10-3。750℃以上钢渣的线性收缩是650℃以下的9倍。

3、β-C2S在675℃温度下冷却转变成γ-C2S,比重由3.8减少到2.97,体积增大10%以上。


研究得出,钢渣热闷法处理热闷过程中钢渣在急冷收缩、相变膨胀、游离氧化钙水化膨胀共同作用下碎裂粉化。